La Lumière électrique
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- La Lumière Électrique
- Journal universel d’Électricité
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- LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- DIRECTEUR .
- Dr CORNÉLIUS HERZ
- APPLICATIONS DE L’ÉLECTRICITÉ LUMIÈRE ÉLECTRIQUE — TÉLÉGRAPHIE ET TÉLÉPHONIE SCIENCE ÉLECTRIQUE, ETC.
- TOME QUARANTE-NEUVIÈME
- PARIS
- AUX BUREAUX DU JOURNAL
- 31.
- BOULEVARD DES ITALIENS, —
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- Journal universel d’Électricité
- 51, Boulevard des Italiens. Paris
- Directeur : Dr CORNÉLIUS HERZ
- XV* ANNÉE (TOME XLIX) SAMEDI 8 JUILLET 1893 N» 27
- SOMMAIRE. — Recherches récentes sur la théorie électromagnétique de la lumière; C. Raveau. — Applications mécaniques de l’électricité; Gustave Richard. — Enclenchement électrique Eavarger pour signaux de chemins de fer; E. Zetzsche. — A propos des tentatives faites pour réaliser des machines à courant continu sans collecteur; Paul Boucherot. — Chronique et revue de la presse industrielle : Appareil électrolyseur Craney.— Diaphragme électrolytique Waite. — Allume-cigares Carstarphen. — Purification des liquides décolorants, procédé Hermite, Patterson et Cooper. — Rhéostat Mosher. — Pile Holtzer. — Accumulateur Boese. — Sur la cryptographie. — Une grande dynamo « Castle ». — Un nouveau photomètre, par Alex. P. Trotter. — Contribution à l’étude de la machine à courants alternatifs, par IC. Pichelmayer. — Revue des travaux récents en électricité. — Sur l’emploi du galvanomètre différentiel, par M. Lévy. — Sur le voltamètre à cuivre, par Bertram Blount. — Rotations électromagnétiques, par M. Jüllig. — Sur les propriétés de l’oxygène liquide. — De l’emploi du mercure dans les égaliseurs de potentiel par écoulement, par M. G. Gouré de Villemontée. — Faits divers.
- RECHERCHES RÉCENTES SUR I.A
- THÉORIE ÉLECTROMAGNÉTIQUE DE LA LUMIÈRE
- LES TRAVAUX DE IIELMHOLTZ.
- Pour continuer les études publiées sur ce sujet à différentes époques dans ce journal (’), nous aborderons d’abord quelques mémoires récents de Helmholtz qui, tant au point de vue de la méthode suivie que de l’importance des résultats obtenus, font véritablement époque dans le développement de la théorie et constituent les travaux de beaucoup les plus intéressants qu’on ait publiés sur le sujet depuis Maxwell. Helmholtz èst arrivé à donner un exposé synthétique et régulier en appliquant le principe de la moindre action sur lequel il avait développé des vues originales (2) dont nous reproduirons certaines parties.
- Le principe de la moindre action a été énoncé pour la première fois par Maupertuis en 1744;
- (*) Exposé de la théorie électromagnétique de Maxwell, t. XNXIX; Remarques sur la théorie électromagnétique de Maxwell, t. XXXIX ; Théorie électromagnétique de la lumière d’après Maxwell, t. XLVI.
- O Sur la signification physique du principe de la moindre action (Journal de Crelle, t. C).
- ce n’est que beaucoup plus tard que Lagrange, a fixé avec précision les conditions de variation et en a donné une démonstration complète ; tout en conservant le nom le plus ancien et le plus connu, Helmholtz considère les diverses transformations du même principe qu’a développées Sir W. Rowan Hamilton. Celui-ci a posé les deux équations différentielles, que Ja-cobi a plus tard réunies en une seule, dans lesquelles se trouve la source commune de ces transformations et de beaucoup d’autres également possibles, sans qu’on ait à modifier les hypothèses physiques qui servent de base au calcul.
- Les savants que nous avons nommés n’ont d’abord appliqué le principe de la moindre action qu’à la mécanique des corps pondérables et représenté à son aide les mouvements d’un système de points matériels, soit absolument libres, soit enchaînés les uns aux autres par des liaisons fixes. Les hypothèses physiques dont ils partaient reposaient donc essentiellement sur les lois du mouvement de Newton (J) et sur la façon dont on avait continué de définir mécaniquement, conformément à l’expérience, l’ac-
- (*) C’est-à-dire sur les équations différentielles du second ordre qui expriment la proportionnalité de la force à l’accélération.
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- tion de liaisons fixes entre des points matériels. Mais on reconnut plus: tard, dés qu’on eut appris à traiter avec rigueur l’intégrale de Maupertuis, qu’il était nécessaire de supposer vraie la loi de la conservation de l’énergie.
- Cette circonstance dut sembler d’abord restreindre considérablement le champ d’application du principe de la moindre action, jusqu’à ce que les recherches physiques modernes eussent établi que la loi de la conservation de l’énergie est générale et que cette restriction apparente ne restreint rien en réalité. Il est seulement nécessaire, pour appliquer la méthode, de connaître entièrement toutes les formes sous lesquelles entrent des quantités d’énergie pour les introduire dans le calcul. D’autre part, on pouvait se demander si d’autres phénomènes physiques concomitants, qui ne se ramènent pas simplement aux mouvements de masses pondérables et aux lois du mouvement de Newton, bien que des quantités d’énergie y entrent en jeu, obéissent aussi au principe de la moindre action.
- La forme du principe de la moindre action la plus commode pour les recherches que se propose Helmholtz est l’une de celles qu’a données Hamilton, qui permet de considérer l’action sur le système mécanique étudié, dont les forces intérieures ne peuvent être que conservatrices de l’énergie, de forces extérieures, fonctions du temps., dont on calcule à part le travail. Désignant par F l’énergie potentielle du système, par L sa force vive, la fonction (fonction principale de Hamilton) dont l’intégrale par rapport au temps entre les positions extrêmes est un minimum pour le mouvement normal, est H = F — L,
- l’énergie du système étant
- E = F + L.
- Ici, F ne dépend que des coordonnées, et L est une fonction homogène et du second degré des vitesses.
- Cette fonction H est la même dont Lagrange a utilisé les dérivées pour exprimer les forces qu’exerce vers l’intérieur le système en mouvement. Elle joue dans tous les problèmes connexes un rôle essentiel ; Helmholtz propose de lui donner le nom de potentiel cinétique. Elle a d’ailleurs reçu déjà toute une série de noms
- correspondants dans divers chapitres spéciaux de la physique. C’est à elle que se rattachent le potentiel de deux courants électriques de Neumann; le potentiel électrodynamique de Clau-sius; W. Gibbs, en thermodynamique, appelle cette fonction, que Helmholtz a nommée énergie libre, fonction de forces à température constante; M. Duhem l’appelle potentiel thermodynamique. Les précédents ne manquent donc pas pour le choix du nom nouveau.
- Le principe de la moindre action peut donc s’exprimer ainsi : La valeur moyenne du potentiel cinétique, calculée pour des éléments de temps égaux, est, le long du chemin véritable du système, un minimum (ou, pour un chemin étendu, une valeur limite) par rapport à tous les autres chemins voisins qui conduisent, dans le même temps, de l'état initial à l'état final. Pour le repos le potentiel cinétique devient l’énergie potentielle (ou le potentiel dans le sens ordinaire). Nous n’avons pas besoin d’en prendre une valeur moyenne, les valeurs, différentes pendant le mouvement, étant ici toutes égales. Pour le repos, notre principe s'exprime donc : l’énergie potentielle doit être minima dans 1’équilibre.
- Jacobi a montré que le temps peut s’introduire explicitement dans la fonction H sans empêcher de former la variation et les équations différentielles qui en résultent. Helmholtz en a profité pour ajouter à H une somme S (Pa pa)
- a
- dans laquelle les pa sont des coordonnées, et les P« les forces qui agissent dans la direction des coordonnées pa. Les forces Pa sont données comme fonctions du temps, mais indépendamment des coordonnées. Sous cette forme, le théorème du minimum donne les équations de Lagrange pour les forces Pa, et par suite toute la série de recherches spéciales qui sont basées sur les équations de Lagrange sont comprises dans le principe de la moindre action convenablement modifié. La forme des équations du mouvement donnée par Lagrange doit son importance à ce qu’on peut l’appliquer même aux cas où se produisent des phénomènes que nous ne savons pas encore analyser rationnellement: frottement, résistance galvanique, etc., et où l’équilibre doit subsister entre ces actions et les forces exercées par le système en mouvement dont les équations de Lagrange donnent l’expression.
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- Outre l’énergie potentielle et cinétique des masses pondérables, on en considère encore d’autres formes : thermique, électrodynarnique. électromagnétique. Jusqu’ici on n’a jamais considéré le mouvement calorifique que comme un cas particulièrement compliqué du mouvement d’atomes exclusivement pondérables. Mais les corps chauds rayonnent simultanément des ondulations dans l’éther, et cette restriction qui a permis de déduire d’hypothèses simples le principe de Carnot, ne doit être considérée, comme l’ont montré Clausius et Boltzmann, que comme une hypothèse suffisante; l’intervention d’autres forces, électrodynamiques par exemple, ne peut pas être exclue d’une façon certaine.
- Toutefois, il est de fait que les lois connues des phénomènes calorifiques réversibles peuvent être exprimées sous la forme d’équations de Lagrange ou au moyen de la loi du minimum du potentiel cinétique ; Helmholtz l’a montré dans ses travaux sur « la statique des mouvements monocycliques ». Mais on trouve que la température, qui mesure l'intensité du mouvement thermique, entre dans la fonction à intégrer sous une forme beaucoup plus compliquée que ne le font les vitesses quand on forme l’expression de la force vive des systèmes pondérables. L’auteur a montré qu’on peut retrouver des formes semblables dans le cas même des systèmes de masses pondérables, par élimination de certaines coordonnées sous certaines hypothèses restrictives, et qu’il n’y a dans l’introduction de ces formes compliquées aucune contradiction avec l’emploi des équations de Lagrange. Il est donc nécessaire, pour arriver à déterminer les propriétés générales des systèmes qui obéissent au principe de la moindre action, de s’affranchir de la condition étroite que les vitesses n’entrent que dans l’expression de la force vive et sous la forme d’une fonction homogène du second degré, et de chercher ce qui se passe quand Ii est une fonction quelconque des coordonnées et des vitesses.
- Que les forces chimiques, lorsque nous pouvons les contraindre à n’agir que suivant un chemin réversible, obéissent à la loi, c’est ce qu’ont montré récemment quelques expériences inspirées par les théories de Helmholtz; ces vérifications sont d’autant plus importantes qu’elles mettent en évidence des relations quan-
- titatives entre des phénomènes de nature apparemment toute différente.
- Enfin, les observations sur les actions à distance électromagnétiques et électrodynamiques des courants fermés ont conduit à des expressions des forces pondéromotrices et électromotrices qui se rattachent entièrement à . celles qu’a données Lagrange pour la mécanique des corps pondérables. Le premier qui ait formulé ainsi les lois électrodynamiques fut F. Neumann. Il introduit comme vitesses les courants électriques, c’est-à-dire la quantité d’électricité qui traverse pendant l’unité de temps un élément de surface limité par des particules matérielles du conducteur. Plus tard, W. Weber et Clausius ont donné d’autres formes dans lesquelles figurent les vitesses relatives ou absolues de masses électriques dans l’espace au lieu des vitesses des courants. Pour les courants fermés les conséquences de ces diverses formules sont rigoureusement les mêmes. Pour les courants ouverts, elles diffèrent.
- La formule de Neumann est insuffisante quand on ne tient compte en l’appliquant que des mouvements électriques qui se produisent dans les conducteurs ; il faut considérer en outre, avec Maxwell et Faraday, les mouvements électriques produits dans les isolants, par la naissance ou la disparition de la polarisation électrique.
- Ici encore on constate que la forme de la fonction diffère de celle que l’on considère pour des masses pondérables. Pour les phénomènes électrodynamiques les vitesses de l’électricité entrent dans une fonction de second degré, mais les coefficients, même rapportés à des coordonnées rectangulaires, ne sont pas des constantes, comme le sont les masses dans l’expression de la force vive. En outre il s’introduit des fonctions linéaires des vitesses, dès que des aimants permanents entrent en jeu.
- Ce sont précisément des recherches sur la forme du potentiel cinétique, qui s’introduit dans la théorie de l’électrodynamique de Maxwell qui ont conduit Helmboltz à ces études préliminaires.
- Enfin on a pu édifier la théorie de la lumière en admettant que l’éther est un milieu de propriétés analogues à celles des corps élastiques pondérables. Les difficultés bien connues de la réflexion et de la réfraction sont vaincues en-
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- eore plus facilement quand on admet l’hypothèse électromagnétique de Maxwell. Mais, quelle que soit l’interprétation qu’on accepte, on devra considérer le principe de la moindre action comme s’appliquant au mouvement lumineux, autant du moins que les phénomènes sont expliqués par ces théories.
- Tout ceci prouye que le domaine du principe de la moindre action s’est étendu bien au-delà des limites de la mécanique des corps pondérables et que l’espérance qu’avait conçue Mau-pertuis de le voir devenir un principe absolument général semble sur le point d’être réalisée quelque incomplètes que fussent les démonstrations mécaniques et quelque contradictoires que fussent les considérations métaphysiques sur lesquelles l’auteur cnerchait alors à appuyer son nouveau principe.
- Il est donc extrêmement vraisemblable que ce principe est la loi générale de tous les phénomènes naturels réversibles; Helmholtz ajoute : « Quant aux phénomènes irréversibles, tels que par exemple, la production et la conduction de la chaleur, leur irréversibilité ne semble pas être dans la nature des choses, mais reposer seulement sur l’imperfection de nos moyens d’étude qui ne nous permettent pas de régler des mouvements atomiques déréglés ou de renverser exactement le mouvement de tous les atomes animés d’un mouvement calorifique. » Nous reviendrons plus loin sur ce point.
- Après ces considérations générales, Helmholtz aborde l’étude mathématique du principe de la moindre action.
- I. Comment se formule le principe de la moindre action.
- Nous supposons que l’état du système de corps considéré est complètement défini à chaque instant par un nombre suffisant de coordonnées pa: nous représentons la vitesse de leurs variations par
- x Nous représentons en outre par I\ la force qu’exige le système de corps en mouvement, tendant à faire varier la coordonnée pa, de sorte que — Pa est la force extérieure qui doit agir sur le système dans la direction de la coor-
- donnée pa pour que le mouvement du système puisse se produire avec la vitesse qa.
- Ces forces P„ introduites par Lagrange sont en général des ensembles de composantes de forces, qui peuvent même agir sur diverses parties du système et dont la grandeur et la composition sont définies par la condition que P« dpa est le travail que la force P« produit vers l’extérieur quand une des coordonnées passe de la valeur pa à pa + dp„, tandis que P« ne fournit aucun travail lorsque, pa restant invariable, les autres coordonnées p* subissent des variations quelconques.
- Dans ce qui suit, on suppose que les grandeurs Pa sont données comme fonctions du temps, mais indépendamment des coordonnées, du temps la au temps fi. Soit II une fonction des coordonnées et des vitesses que nous assujetis-sons à la seule condition que, par tous les points du chemin parcouru dans l’intervalle de temps l0 t{, ses dérivées premières et secondes par rapport auxpa et aux qa soient finies. Nous formons l’intégrale
- = ' ^|H + S(pap/( (ta)
- dans laquelle les variations 5 pa doivent être nulles pour t = t0 et l — h et sont pour toutes les autres époques des fonctions différenciables quelconques du temps. D’après les principes du calcul des variations, on aura
- s «I> —. o
- (i b)
- si, pendant la durée du mouvement,
- o = Pa +
- 31-I d r g i r
- 3p„ dt\_d qa_
- (i c)
- Ce sont les équations du mouvement données sous la forme de Lagrange.
- Élimination de coordonnées. — Dans les premières applications du principe, II était de la forme
- I-I = F — L,
- dans laquelle F était fonction despa seuls, L une fonction du second degré homogène des q„, dont les coefficients dépendaient des pa. Pour un système libre, le nombre des coordonnées pa est trois fois celui des points matériels.
- Mais le nombre des coordonnées peut, dans beaucoup de cas, diminuer sans que la forme des équations (xu), (ib) et (ic) soit modifiée. Le
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- cas le plus fréquent est celui où la liberté du mouvement du système est limitée par des liaisons fixes qui s’expriment mathématiquement par des équations entre les coordonnées. La composition admise pour H et la forme des fonctions F et L ne sont pas modifiées, mais le nombre des coordonnées indépendantes peut diminuer notablement.
- Un autre cas remarquable d’abaissement du nombre des coordonnées est celui où certaines d’entre elles, que nous désignons parfç,, n’entrent dans la valeur de H que par leur dérivée qb, les forces correspondantes P* étant en outre constamment nulles. Dans ces conditions, les équations qui expriment la valeur de P* se réduisent à
- -*l (2)
- dt \ L39.r
- 3 H
- dq6 = cb. (2 b)
- On peut utiliser ces équations linéaires par rapport aux q, pour exprimer les qb au moyen des pa et les éliminer de l’expression de H. Appelons Ht l’expression de la valeur de H obtenue par cette élimination. On a alors
- 3H;_ 9H 3<7„1
- 3 P. dp a + j 13 g,' 2 pay
- et en tenant compte de (2a) :
- an 3 P a
- h, -S(C, qb) J.
- b \
- Posons
- H,-S(c, 9,1 = 11', (2b)
- b
- nous aurons 3 H 3II'
- dPa ’
- et aussi 3 H 3 II'
- dqa ~ dql'
- 3 H' . d |
- dP„ + ai 1
- La fonction II' qui est indépendante des pb et des qb, mais qui contient des termes linéaires en fonction des qa et qui proviennent des qb, remplace complètement dans la formation des équations du mouvement la fonction primitive H.
- Comme exemples de ce cas on pourrait citer la rotation d’une toupie qui conserve une vitesse angulaire constante autour d’un axe de direction variable ou le mouvement d’un système rapporté à des axes de coordonnées rectangulaires considérées comme mobiles autour de l’origine, comme le mouvement de la terre.
- Conformément à cette analogie que nous rencontrons dans la mécanique des corps pondérables, M. Helmholtz désigne les cas de phénomènes physiques dans lesquels la fonction H contient des termes linéaires en H sous le nom de cas où il y a des mouvements cachés, môme si l’on n’a pas pu jusqu’ici démontrer d’une façon certaine l’existence de ces mouvements, comme dans l’action mutuelle des aimants et des courants électriques. Ampère a déjà admis l’existence de ces mouvements dans les aimants; leur influence se manifeste aussi dans la rotation électromagnétique du plan de polarisation, comme l’a remarqué sir W. Thomson, bien qu’on ne puisse observer l’action d’aucun courant électrique sensible. Ces cas diffèrent essentiellement de ceux dans lesquels H ne contient que des termes du second degré en fonction des vitesses, en ce que le mouvement n’est pas réversible si les mouvements cachés ne le sont pas non plus.
- D’autres éliminations peuvent donner à la fonction H des formes encore plus compliquées ; l’auteur a déjà étudié des cas de cette sorte dans son premier mémoire sur les mouvements monocycliques ; dans le travail que nous analysons il donne des conditions plus générales.
- A ces problèmes, dans lesquels la fonction H contient des termes du premier degré ou de degré supérieur en fonction des vitesses, on pourrait donner, dans la mécanique des masses pondérables, le nom de problèmes incomplets, puisqu’une partie des mouvements possibles est exclue, qu’une partie des coordonnées nécessaires pour déterminer la position du système n’existe pas dans la fonction II et que certaines forces doivent être constamment nulles et par suite ne sont plus arbitraires.
- Déterminant fonctionnel des quantités de mouvement. — Désignons pour abréger les quanti-
- ,, 3 H tes — par
- dqa K
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- et appelons les sa les quantités de mouvement. Dans le mouvement d’un corps libre rapporté à des coordonnées rectangulaires, ces quantités sont le produit d’une masse et d’une vitesse, dont la dérivée par rapport au temps est égale à la force
- Dans les cas plus compliqués, l’influence des masses mobiles sur une espèce de mouvement déterminé varie avec la position des masses. Par exemple, dans un mouvement de rotation, la quantité de mouvement est égale au produit du moment d’inertie par la vitesse angulaire. Dans ce sens les quantités sa mesurent l’influence qu’exerce l’inertie des masses en mouvement et leur accélération absorbe une partie correspondante de la force, comme le montrent les équations (ia).
- Dans la mécanique des corps pondérables, les sa sont, dans les problèriies primitifs complets, des fonctions linéaires et homogènes des qa, dont les coefficients sont en général des fonctions des pa et on a ainsi un système d’équations linéaires
- s-”s[Hi9'] (3e)
- qui donnent pour les qh des fonctions linéaires et homogènes des sa. Ceci ne serait pas vrai, si
- les déterminants des quantités c’est-à-dire
- d2 I I
- des =—étaient intégralement nuis. Mais dq dqb
- ce cas ne peut pas se présenter sans que la force vive s’annule, pour certains mouvements, avec des valeurs finies des vitesses. En effet, L est une fonction homogène du second degré, essentiellement positive des qa :
- 2 L =>= S (<7. s.).
- Si le déterminant était nul, tous les sa et par suite L pourraient être nuis sans que les qa le fussent nécessairement.
- La condition que le déterminant des équations (3e) n’est pas identiquement nul, peut donc s’exprimer ainsi : Entre les quantités sa et pa il ne doit exister, sauf les qa, aucunerelation identique ; par suite les qa peuvent toujours être exprimés en fonction des sa et des pa.
- Le fait subsiste lorsque des sa sont constants, comme dans le cas des mouvements cachés ou
- nuis, comme lorsqu’on élimine les£>„. La valeur des sa restants n’est pas modifiée par ces changements. Gomme il en est de même pour les mouvements électriques et les mouvements caloriques réversibles, autant que les lois nous en sont connues, nous n’avons aucune raison physique de considérer les cas exceptionnels où le déterminant des équations (3e) pourrait être nul ; par suite on supposera toujours dans la suite que ce déterminant n’est pas identiquement nul, sauf à la rigueur pour des valeurs particulières des pa.
- Ces conditions établies, le problème de variation peut s’exprimer de cette façon que les équations posées séparément plus haut
- soient comprises dans le problème lui-même.
- Soit, comme plus haut, H une fraction des pa et des qa, et les P„ des fonctions du temps. Posons
- *•- L'dt 1H-?[(*
- dp.\d H dt JS qa
- + P.P.]j(K*)
- et nous imposons la condition
- 8 <!>, = o (ie)
- pour des variations quelconques des pa et des qn, considérées comme indépendantes. Aux temps /„ et ff, les 3pa doivent être nuis, les S qa sont arbitraires.
- La variation par rapport à qb donne
- o
- ' 8* H / dp. ,dqa 3<7s \ d t
- (df
- d’où résultent les équations (i), puisque le déterminant des g ^ - n’estpas identiquement nul.
- La variation par rapport aux^>a se calculerait comme plus haut et donne le même résultat.
- Désignons la fonction des pa et des qa qui figure dans (i d) par
- E
- = H — 2
- a
- P
- d H T
- dqa J
- (E est l’énergie, comme on le verra plus loin), il vient :
- = ff dl 1E - ? P- Irr + es)
- C. Raveau.
- (A suivre).
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- APPLICATIONS MÉCANIQUES
- DE L’ÉLECTRICITÉ (* *)
- Les applications de l'électricité à l’actionne-mentdes machines-outils prennent chaque jour.
- comme le savent nos lecteurs, une nouvelle extension. La perceuse de la Bickford, Drill C°(1) représentée par la figure i est un excellent exemple de l’application d’une commande par l’électricité à l’une des machines-outils les plus répandues dans les ateliers. Le haut de la colonne
- Fig-, i. — Machine à percer radiale de la Bickford Drill and Tool C\ Cincinnati.
- porte un petit dynamoteur du type Crooker Wheeler (2) qui commande par un pignon en
- ”(*) La Lumière Électrique, 27 mai 1893, p. 358.
- (*) La Lumière Électrique, 26 septembre, 14 novembre 1891, p. 6o3 et 309.
- cuir un train d’engrenages aboutissant à un arbre vertical rainuré, caché par la colonne, lequel conduit par deux roues d’angle l’arbre horizontal du bras, également rainuré. Cet arbre
- (*) American Machinist, 18 mai 1893.
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- M
- commande par un renvoi à vitesses variables I Le bras peut alors monter ou descendre l’axe du foret équilibré par un contrepoids. j par une vis le long de la colonne et tourner
- Fig-. 5 et 6. - Perforatrice Atkinson (1892).
- complètement autour d’elle sur une couronne de galets.
- La perforatrice de Jones a (fig. 2 à 4) son foret tournant bn actionné directement par un dv-namoteur logé en A; le piston e de b, à garniture r, roulant sur une couronne de billes f, est poussé par une charge d’eau à pression réglée par une soupape j, et dont une partie passe par to dans le foret pouren laver la pointe. Un patin a permet de fixer A sur un trépied.
- La tige a (fig. 5 et 6) de la perforatrice d'Atkinson (x) est actionnée directement par une armature lamellaire X, entourée par l’électro E E, à noyau lamellaire C C, dont le circuit magnétique est fermé par le cadre lamellaire d d et par les enroulements d’armature fixes gg,ff, traversées en sens opposés par le même courant alternatif, de manière à exciter alternativement les champs P P et Q Q, séparés en S, afin d’éviter les effets d’induction transversale, ce qui permet de réduire au minimum le poids de la masse X.
- La machine à stéréotyper de L. Travis, représentée par les figures 7 à 23, est. des plus remarquables. Elle a pour objet d’imprimer en relief un carton en papier mâché, sur lequel on coule ensuite la forme pour le tirage.
- (') Perforatrices. Atkinson, i3 janvier 1889, p. 4; Bail, 23 août 1884, p. 289; Birkin, i3 octobre 1892, p. 3o5 ; Bol" 1041, 16 avril, 9 juillet 1892, p. 116, 57; Chapman, 29 avril 1893, i65; Mackey, i3 octobre 1892, p. 307 ; Marvin, 22 mars 1891, p. 73, 8 octobre 1892, p. 57; Morgan, 27 mai 1893, 366; Philips et Ilarrison, i3 octobre 1888, p. 2; Pieper, 9 juillet 1892; Siemens, i3 octobre 1892, p. 3o6 ; Storey, 22 mars 1890, p. 573; Threfail, juillet 1892, p. 57.
- Elle se compose essentiellement d’un plateau
- b
- Fig. 2 à 4, — Perforatrice Jones (i8g3).
- fixe D, (fig, 7, 8 et 21) percé d’un certain nombre de trous correspondants à l’alphabet, et d’un
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- J ®®®®®® ®®®®®©® ®®®®®®®® 0®®®®®®®® ®®®0®®®®®0 S) © ©© ®~© ® ®~® ®®®®®®®®®® ®®®®®®®®® ®®®®®®®® ®®®®®®@ ®®®®®@
- Fig. 7, 8 et 9. — Stéréotypeusc Travis (1S93). Ensemble, coupe 2-2 et plan.
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- plateau des types c\ portant le même nombre 1 zontal C, mobile autour du pivot c4 d’un brasc5, de types, et fixé à l’extrémité d’un levier hori- | articulé en c15. Chaque fois que la pointe c" de C
- Fig. io. — Stéréotypeuse Travis. Schéma des circuits.
- Fig. ii à 14. — Travis. Détail du chariot, plan, coupes 14-14 et i3-i3. Elévation,
- arrive au-dessus du trou a, par exemple, de D, 1 sous le poinçon e, qui s’abaisse et la frappe sur ce levier amène la lettre correspondante a de c' [ le carton porté par le chariot B.
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- Ce chariot doit automatiquement s’arrêter pendant chaque frappe, avancer d’une lettre après chaque frappe, d’un blanc après chaque mot, et se riper d’une interligne après chaque lin de ligne.
- Nous allons maintenant examiner le détail de ces différentes fonctions.
- Le mouvement de l’interlignage s'opère au moyen de deux roues à dents pointues b5 (fig. 11 à 13), calées sur l’arbre bG, repoussé par les res-
- Fig. i5 à 17. — Détails de l’armature et du cliquet d’interlignage.
- sorts b7 b7, de manière à les appuyer sous la tôle b' qui porte le carton et qui peut glisser entre les cornières b3. L’arbre ba est commandé parles pignons ba b9 et le levier b13. Ce levier fou
- Fig. ,18 et tg. — Travis. Détail de l’interligneur à la main.
- On règle la hauteur de l’interlignage au moyen de la vis biiS, qui permet de faire varier la position de la tringle b17, et, par suite, l’amplitude de
- Fig. 21. — Travis. Détail des contacts d.
- Fig. 22 et a3.—Travis Coupes i5-i5(fig. 8) et 18-18 (lig. 14),
- sur l’arbre bl0deb9, l’entraîne par un rochetZ)11, et est commandé (fig, 14 et 23) par un taquet bu, pivoté à l’extrémité de la tringle b17. A chaque (in de ligne, le levier bl3 vient heurter ce taquet qui le repousse dans le sens de la flèche (fig. 13), de manière à riper b* d’un interligne dans la direction indiquée par la flèche pointillée (fig. 12),
- la course de bn à chaque fin de ligne. Ces interlignages se déterminent facilement au moyen du calibre Z>19, à gradins b21, sur lesquels on appuie le talon de la tringle bi7 avant de serrer sa vis bis.
- Le mécanisme de lettrage qui déplace le chariot lettre à lettre suivant la longueur du bâti A, est indiqué en F sur les figures 7, 8, 16 et 17.
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- Le chariot est constamment tiré vers la droite par un contrepoids h2 (fig. 7) et par la tringle /?3,
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- Fig. 24 et 25. —Machine à tricoter Buxtorf (1890-1895;.
- permet à la roue hr> de tourner dans le sens de la flèche, sous l’action du contre-poids, en entraînant h9, malgré son ressort h13, jusqu’à la ren-
- Fig. 28 à 3o. — Buxtorf. Métier à coton, détail des aiguilles.
- à crémaillère commandée (fig. 17) par le rochet h,-, à cliquet /z8, fixé à l’extrémité d’un levier hÿ, pivoté
- Ol
- xFig. 26 et 27. — Buxtorf. Métier à broderie automatique.
- sur l’armature h10 de l’électro-aimant hn. Quand cette armature est attirée, elle met en prise hs avec hü et repousse le second cliquet h7, ce qui
- contre de h9 avec l’une des fiches hia (fig. 7), de sorte que c’est, en définitive, cette fiche qui détermine l’amplitude de la rotation de h0 ou de l’interlettrage.
- Fig. 3i à 33. — Casse-fils Manderfield (1893).
- Sous chacun des trous de la plaque D (fig. 7 et 21) se trouve un contact à fourche d. Les trous sont répartis sur D en groupes correspondant chacun à une série de lettres ou de signes de même largeur, et les contacts d d’un même groupe sont reliés par des fils d3 à une même lame métallique en contact élastique, comme l’indique le tracé pointillé, avec les bornes mé-
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- UJliquea (T des circuits d’interlettrage. Cette disposition permet le remplacement facile des plaques D. Les circuits des bornes 43 circulent, comme l’indique la figure 10, par l’électro-aimant d’interlettrage h" et ceux 111121314 des fiches h10, de manière à déplacer le papier, à chaque abaissement de C c", de la largeur correspondant à celle de la lettre à frapper. Ce frappage a lieu parce que, à l’extrémité de sa course, après que le rochet h9 a fixé le carton sous le poinçon e dans la position voulue, le levier hl0 ferme un instant (fig. 16) par /, le circuit du relais imprimeur L, qui, attirant son armature l’ (fig. 15),
- malgré son ressort antagoniste, ferme le circuit de l’électro-imprimeur e3, de manière que son armature e2, attirée par l'armature e,, frappe la lettre au moyen du genou e\
- Les clefs J J' ... J5 (fig. 7, 18 et 19) permettent d’écarter à volonté les mots ou les lettres; chacune d’elles correspond à l’un des électros inter-lettreurs 11’... et, quand on l’abaisse, elle x'ompt, en ./12y 131 par Jj/i Ie circuit de Pélectro-impri-meur e3, et ferme en y15 le circuit de l’interlettreur correspondant, qui avance ainsi le papier sans frapper de lettre. La dernière clef J5 donne l’écartement maximum de 12 millimètres, obtenu
- Fig-. 34, — Indicateur continu Collins (1893). Ensemble de l’installation.
- en laissant le levier h9 (fig. 17) pivoter de toute son amplitude sans arrêt par aucune des fiches 6 hl6 (fig. 8).
- Parmi les détails accessoires de cette ingénieuse machine, nous signalons les suivants :
- La roue indicatrice G (fig. 22) commandée par la crémaillère du chariot b, et qui indique à chaque instant la position du type actuellement imprimé; ce qui facilite beaucoup la composition des tableaux, etc.
- La tringle h17 (fig. 9) qui permet de déclencher par le balancier his le cliquet /r7 (fig. 17) de manière à débrayer le mécanisme d’interlignage, et à permettre de varier cet interlignage à la main par la poignée g2 (fig* 9).
- Le cliquet de sûreté h19 (fig. 17) qui, à la fin de la page, arrête le rochet de la roue interligneuse A®, sur laquelle il est mis en prise par la poussée de l’équerre h22.
- La machine à tricoter électrique de M. Buxlorf, de Troyes est (fig. 24 et 25) des plus ingénieuses : l’électricité y produit très simplement l’interversion des fils, si difficile à varier par des moyens purement mécaniques. A cet effet, dans un mér tier circulaire, par exemple, aux intervalles voulus, la roue à contacts c rétablit, puis interrompt le courant de l’éleçtro R, qui fait, par son armature a-, et par le train d’ r r\ à ressort de rappel I, croiser, puis décroiser les guides F F', qui mènent le fil ff aux aiguilles »*
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- Si l’on dispose sur le tambour Y remplaçant (fig. 26 et 27) la roue G, et que la roue des aiguilles n fait tourner par T des caractères isolants comme E B, parcourus par le balais K dont la vis g1 est aussi commandée en W4 P, par la roue
- Fig. 35 à 37. — Indicateur Collins. Coupe et plans du mécanisme.
- des aiguilles, on obtiendra ainsi automatiquement la broderie de ces marques.
- On peut, évidemment, remplacer le tambour Y par une plaque ou une chaîne marquetée de dessins isolants, et appliquer le système aussi simplement aux métiers droits qu’aux métiers circulaires et aux métiers à coton. Les guides F et
- F' articulés (fig. 29 et 3o) l’un en x et l’autre en xr se croisent alors sur la coulisse y, de manière que l’avance de l’un par aa9 fasse reculer l’autre, et vice versa.
- Le casse-fils de M. Manderfield fonctionne
- W "
- Fi g. 38 à 43. — Collins. Schéma des circuits, détails de l’interrupteur et du rappel.
- (fig. 3i) de la manière suivante. Quand le fil 1. 1. se brise, le balancier 9 passe de la position (fig. 3j) à la position (fig. 32), fermant par 10, n, 12 le circuit de la pile 16, sur un électroaimant qui débraye et arrête le métier. Le même
- Fig. 44. — Collins. Type de diagrammes.
- arrêt se produit quand un excès de tension de fil fait passer le balancier 9 de la position figure 31 à celle figure 33, et, dans ce cas, si l’arrêt ne se produit pas assez vite, le ressort 5 cède de manière à empêcher la rupture du fil (1).
- Dans l’indicateur continu de R.-G. Collins
- (>) Casse-fils Bell, 8 avril 1893, p. 14; Beyer et Gerns-heyn Clute et Stevenson, 3 septembre, 9 juillet, 29 octobre 1892, p. 455, 63, 2i3, Landrun; i3 octobre 1888, p. 55.
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- (fig. 34) les deux papiers sur lesquels s’inscrivent les diagrammes sont montés sur deux secteurs F F (fig. 35 à 37) conjugués par des cordelettes tendues de manière que chaque impulsion de la corde /, commandée, comme d'habitude, par la crosse du piston de la machine à vapeur, les fasse pivoter simultanément d’un même arc. Pour chacun des secteurs, le papier passe, suivant les flèches (fig. 37), du rouleau g au dévideur k\ entre le rouleau-guide G de droite et
- Fig. 45. — Canet. Mise en feu mécanique (1893).
- l’alimentateur G', le secteur, puis le rouleau G de gauche. Les rouleaux GG sont conjugués à G' par des pignons g2 g3, et G', appuyé sur G G par un ressort h! (fig. q3), porte à sa partie inférieure au rochet gi (fig. 36).
- La distribution du courant est faite par un commutateur 7 (fig. 38) constitué par un rochet 8, à cliquet 10, poussé à chaque retour de la course du piston de la machine, et pourvu d’autant de segments métalliques isolés 12, i3 que de dents, et ces segments sont reliés par les balais (14 14') (i5 i5') aux électro-aimants 2,3,4, I
- 5 (fig. 39) conjuguées diagonalement : 2 avec 5, et 3 avec 4. A chaque retour du piston moteur, après la prise d’un diagramme par le traceur d de l’indicateur C, le cliquet 10 faittourner d’une dent le commutateur 7, de manière à exciter, par exemple, les électros 2 et 5. lien résulte que 5 attire m m3 de manière à immobiliser par H h (fig. 36), le rochet g,t de l’alimentateur indiqué en haut du plan (fig. 37), ce qui, à l’aller suivant du piston, déplace longitudinalement d’une
- Fig. 46 et 47. — Canet. Mise en feu électrique.
- longueur de diagramme le papier de son secteur, sur lequel il vient d’être pris un diagramme ; en même temps, l’électro 2 attire le bras dz' sur l’autre secteur, où il trace son diagramme. L’inverse a lieu après la prise de ce diagramme, et une nouvelle rotation d’une dent du commutateur : 4 attire h sur le rochet g, inférieur (fig. 36), et 3 attire d sur le secteur supérieur. On voit, en un mot, que les papiers des deux secteurs reçoivent alternativement un diagramme, puis une avance, de manière à produire une suite de diagrammes espacés comme en figure 44, sans aucune confusion possible.
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- La nouvelle mise en feu des canons Canel peut s’opérer à volonté mécaniquement ou par l’électricité (]). Mécaniquement, elle s’opère en poussant la gâchette G (fig. 45), de manière à repousser par G2 le ressort J, et à déclencher ainsi la tige G, qui, rappelée par le ressort M,abaisse le levier D. Ce levier fait alors, par T, pivoter le levier O qui recule le marteau S, par S,, malgré son ressort S3, puis le lâche, de manière qu'il vienne frapper l’aiguille de mise en feu R. Cette manœuvre ne peut se faire que si le canon est tout à fait fermé, car c’est alors seulement que la culasse Bt présente son encoche Si devant la coulisse T et lui permet de céder à l’impulsion de D. Le recul du canon B renclenche automa-tiquemen J avec C4, de manière que son rappel arme de nouveau la tige C.
- La mise en feu électrique s’opère en fermant (fig. 46 et 47) le circuit h, u», w, ce qui ne peut se faire que si la tige n> est enclenchée dans la fourche de wt, c’est-à-dire, seulement après la fermeture complète du canon.
- Gustave Richard.
- ENCLENCHEMENT ÉLECTRIQUE FAVARGER
- POUR SIGNAUX DE CHEMINS DU l’ER
- A la description du transmetteur automatique de Peyer, Favarger et Cie, que nous avons donnée récemment (2), nous ajoutons celle d’un dispositif construit par la même maison et qui est destiné à rendre solidaires entre eux plusieurs signaux. Il s’agit d’un appareil d’enclenchement électrique combiné par M. Favarger et s’appliquant spécialement aux disques de garage.
- Dans chacun de ces signaux le double bras V V et la lanterne L sont fixés sur un arbre vertical mobile à l’intérieur du poteau tubulaire en fonte S et portant à sa partie supérieure une calotte en fer-blanc IT destinée à éviter l’entrée dans l’intérieur de la colonne de la pluie ou de la neige.
- Placé parallèlemenl à la voie, le bras du signal
- (*) Mise en feu Mac Evoy, i3 avril 1889, p. 63; Morris, 24 mai 1890, p. 370; Noble, i3 avril 1889, p. 03, 3 janvier 1891, p. 23.
- (2) La Lumière Electrique t. XLVIII, p. 419.
- permet l'accès des voies de garage ; au contraire, dirigée perpendiculairement à la voie, la position du bras indique défense de procéder au garage. Ce genre de signaux ou disques tournants se trouvent généralement, sur les chemins de fer suisses et français, à proximité des aiguilles d'entrée des voies de garage, et ne Sont affectés ordinairement qu’à ce dernier service.
- Le signal est mis en mouvement par le chef d’équipe en manœuvrant la manivelle K. Les figures 2, 3 et 4 représentent les détails du mécanisme abrité parla boîte à manivelle G (fig. i).
- Signal de garage
- Gomme on peut le voir sur ces figures, la manivelle K transmet ses mouvements par le pignon conique g à la roue conique e calée sur l’arbre b du poteau tubulaire. Chaque demi-tour de la manivelle correspond à un quart de tour de l’arbre b, ou à un changement de position du signal, le diamètre de la roue e étant le double de celui du pignon g.
- Le support i fixé à la paroi en fonte de la boîte dans lequel tourne l’arbre h de la manivelle porte également deux ressorts de contact n> et superposés, mais isolés l’un de l’autre et du corps de l’appareil. Le doigt lt que porte l’arbre h fait se toucher ces deux ressorts à chaque tour entier de la manivelle, k est fixé sur
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- h à un angle tel que le contact wx n’est établi que lorsque le disque défend l’accès de la voie.
- La rotation de l’arbre du signal est limitée par la pièce en fonte d calée sur cet arbre, et le loquet /, mobile autour de t sur l’équerre p. La pièce d présente quatre entailles prismatiques ttii, tandis que le loquet l porte une saillie m, qui se trouve toujours logée dans une des entailles et maintient de cette façon l’arbre quand le disque tournant se trouve exactement dans une des deux positions qu’il doit occuper.
- Au loquet / est fixé un levier coudé m, et à son extrémité libre un contrepoids o. Ce dernier fait appuyer le loquet / sure/, et fait tomber sa saillie m dans la première entaille Mj qui se présente.
- Fig-. 2. — Boîte à manivelle.
- Avant de pouvoir manœuvrer le signal, il faut donc soulever tout d’abord le loquet là l’aide du levier q, ce que l’on obtient en tirant le bouton qt. L’arrêt r évite que le loquet l puisse être soulevé démesurément.
- L’enclenchement électrique de ce dispositif est opéré par un électro-aimant M, dont la disposition détaillée est donnée par la figure 5, tandis que la figure 2 fait voir la place qu’il occupe par rapport aux autres pièces.
- Sur l’axe s de l’armature polarisée A es icalé un bras u, formant le verrou à enclenchement proprement dit. Ce bras se meut avec l’armature, dont le prolongement a se colle contre l’une ou l’autre des deux branches de l’électro-aimant selon le sens du courant d’excitation. Les positions relatives des pièces et l’enroulement sont tels que sous l’influence de courants positifs le bras u est déplacé à gauche, comme l’in-
- dique la figure 2, tandis que les courants négatifs l'amènent dans la position indiquée sur la figure 5.
- Dans le premier cas, u se trouve au-dessus du bras horizontal du levier n. Le soulèvement du loquet l est donc empêché, et le disque-signal se trouve verrouillé.
- Dans l’autre cas, u étant à droite, hors de portée du levier «, le loquel l peut être soulevé librement, et l’on peut, en manœuvrant la manivelle K, tourner le signal.
- Il suffit, pour vérifier si l’enclenchement a réellement eu lieu, de tirer le bouton q1, qui, dans cette alternative, ne doit pas céder. Le dé-bloquage se fait par les opérations que nous décrirons plus loin. Lorsqu’après le déblôquage on veut tourner le signal d’un quart de tour, il
- Fig. 3. — Détails du mécanisme.
- suffit de tirer le bouton qt et de faire faire un quart de tour à la manivelle K, après quoi on abandonne le bouton qu pour permettre à la saillie m du loquet l de Se -fixer dans la cavité 77îj la plus proche.
- Ce système permet, comme on le voit, de subordonner la manœuvre des signaux de garage au contrôle direct du chef de gare, ce qui est indispensable partout où les opérations de triage et de garage doivent être suspendues lors de l’arrivée ou du départ de trains. Les connexions entre le bureau de contrôle 1 et le signal de garage S sont établies d’abrès le schéma figure 6. Le bureau I et le poste II le plus proche du signal sont munis chacun d’un appareil comprenant un commutateur à manette U, un indicateur M, une sonnerie W et une pile P. Les trois postes I, II et S sont reliés par deux lignes L, et L.,, dont la première est la ligne actionnant le
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- mécanisme d’enclenchement, la seconde la ligne de la sonnerie.
- La disposition très simple des commutateurs est clairement expliquée par la figure. Les appels Wt et W2 sont des sonneries à interrupteur, et les indicateurs IV^ et M2 se composent d’un élec-
- Fig. 4. — Détails du mécanisme.
- tro-aimant à armature polarisée portant un disque peint en rouge, invisible dans l’une des positions, remplacé alors par un fond blanc, et visible dans l’autre derrière une ouverture vitrée de l’appareil.
- Dans la position de repos indiquée par la figure 6, la station I indique blanc, le poste II rouge; les commutateurs occupent leur position moyenne et le circuit des piles P! et P2 est ouvert; le disque tournant bloque la voie et les deux ressorts de contact n> et -v du signal S se touchent. Sous ce rapport la figure 2 présente une inexactitude, car le doigt k fixé sur l’arbre de la manivelle est tourné vers le haut (intentionnellement, pour rendre la figure plus expli-
- Fig. 5. — Electro-aimant d'enclenchement.
- cite) alors qu’il devrait appuyer sur les laines de ressort w et .v.
- Pour procéder au garage, le chef d’équipe doit „ tout d’abord prévenir la direction, et, à cet effet, tourner le commutateur U2 à droite. Il s’ensuit qu’un courant est envoyé du pôle -)- de la pile P2, par d2, c2, T2, TIt d1, 9, bt, à la sonnerie W),
- et retourne par Z7, L2, 4,/2, U2, 6 au pôle —. La sonnerie en I appelle.
- Si le chef de gare peut permettre de procéder au garage, il manœuvre en I le commutateur U, qu’il tourne à gauche. La pile P! se trouve alors fermée sur trois circuits :
- i° Du pôle -f Par IO) Uj, Fj, a,, Mj, 9 et rffau pôle — ;
- 20 Sur 10, Ut, Fi, au 8, Ll5 3, a2, M2, 5, d2, c2, T2) T] et d-, ;
- Enfin 3° sur 10, Ui, F*, 8, Lu 3, a2, 2, x, S,
- T2, T1 et dt.
- Ces courants font apparaître en I le disque rouge, en II le fond blanc, et débloquent en même temps le signal S,
- Cedébloquage s’étant manifesté par l’apparition du signal blanc en II, le chef d’équipe ramène le commutateur U2àsa position moyenne;
- •-<X>:
- Fig. 6. — Montage des circuits.
- le disque tournant peut alors être manœuvré pour donner libre accès aux voies de garage.
- Dès que le chef de gare veut les bloquer à nouveau, il tourne le commutateur en I à droite, ce qui établit un courant dans le circuit P1( 10, Ui, fi, 7i L2, 4iÉi Z2i W2, 5, d2, c2l To, Ti et du et fait fonctionner la sonnerie au poste II. Au reçu de ce signal, le chef d’équipe fait immédiatement arrêter le garage, met le signal sur voie bloquée, ce qui remet w et x en contact, et tourne le commutateur U2 à gauche. La pile P2 se trouve alors fermée sur trois circuits :
- i° Sur d2, c2, T2, T,, du 9, Mj. 8, Ll5 3, a2. 2. x, 1, F2, U2 et 6;
- 20 Sur <i2, 5, M2, a2, 2,x, w, 1, F2, U2 et 6 ;
- Enfin 3° sur d2, c2, S,xr, rv, 1, F2, U2, et 6.
- Ces trois courants dérivés excitent M,, M2 et S, mais leur sens étant opposé à celui des courants qu’avait envoyés le commutateur Uj, le signal de l’indicateur M! devient maintenant
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- blanc, celui en M2 rouge, et le mécanisme du signal S se trouve de nouveau enclenché ou bloqué.
- Finalement la station et le poste ramènent la manette du commutateur U dans sa position moyenne, et remettent ainsi toutes choses en leur état primitif.
- Il est rare, toutefois, que l’on puisse se contenter de relier entre eux les disques de garage il est, au contraire, presque toujours indiqué de placer les signaux commandant l’entrée de la gare sous la dépendance directe des signaux de garage.
- C’est ainsi que sont reliés avec les disques de garage les signaux électriques à distance de Hipp, disques tournants avancés actionnés à l’aide de deux lignes par une pile.
- L’une de ces lignes sert exclusivement à tourner le signal dans un sens, et l’autre ligne ne peut produire que le mouvement dans l’autre sens.
- La manœuvre des signaux à distance se fait, d’ailleurs, à l’aide d’appareils semblables à ceux de la figure 6. Pour que le disque de garage ne puisse être déclenché que lorsque le signal avancé ferme la voie, la ligne Lt (fig. 6), qui conduira le courant de déclenchement, n’est pas reliée directement à la borne 8 de l’appareil, mais passe d’abord par un contact à ressorts disposé de façon qu’il ne puisse être fermé par la manivelle du signal avancé que lorsque celui-ci est fermé.
- C’est d’une façon analogue que l’on satisfait à la condition inverse : ouverture du signal avancé possible seulement quand le disque de garage est fermé. A cet effet, la seconde ligne n’est pas reliée directement à l’appareil de déclenchement, mais traverse d’abord les deux ressorts 4 et 4 (fig. 7) du disque de garage. Ces deux lames de ressort, qui sont fixées et isolées près de l’élec-tro-aimant M (fig. 6) sur une plaque de laiton N, doivent être mises en communication pour permettre au courant de débloquage du signal avancé de passer.
- Une communication de ce genre se produit dès que la cheville g, fixée et isolée sur un levier »i«, est pressée sur les deux lames de ressort. A l’ordinaire, le ressort enroulé autour de l’arbre q écarte des lames 4 et 4 le bras gauche du levier m n et fait appuyer l’extrémité m sur l’extrémité h d’une clef Y mobile autour de o. Ce même bras
- du levier m n porte un goujon en acier s placé en face d’une cavité de même forme pratiquée dans l’armature A (position correspondant à la fermeture du disque de garage et signal blanc à l’indicateur du bureau).
- Dans l’autre position de l’armature (indicateur rouge) le goujon s a devant lui la partie plane de l’armature.
- A l’aide de cette disposition il suffit, dans le premier cas, d'abaisser la clef Y, pour presser le bras n ou plutôt la cheville g sur les ressorts 4 et /2, et établir entre eux une communication électrique, pendant que le goujon s pénètre dans la cavité qui lui fait face.
- Dans l’autre cas, au contraire, Y ne peut être
- Fig-, 7. — Enclenchement Favarger.
- abaissé suffisamment pour amener g en contact avec 4 et U, car le goujon s va buter sur A.
- Il s’en suit que pour ouvrir la voie bloquée par le signal avancé, il ne suffit pas de tourner à gauche la manette du commutateur correspondant; il faut aussi appuyer sur la clef Y appartenant à l’appareil de commande du disque de garage, ce qui n’est possible, comme nous l’avons vu, que dans le cas où les voies de garage sont fermées par ce signal.
- Une installation de ce genre, formée de deux signaux avancés couplés avec deux disques de garage, existe par exemple à Chiasso, station de la ligne du Saint-Gothard.
- E. Zetzsche.
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- A PROPOS DES TENTATIVES
- FAITES POUR RÉALISER
- DBS MACHINES A COURANT CONTINU
- SANS COLLECTEUR
- A maintes reprises l’ingéniosité des chercheurs s’est attachée à ce problème plein d’attraits, dont la solution serait évidemment très profitable à son auteur, et chaque fois leur ténacité s’est émoussée et leurs efforts se sont consommés en pure perte.
- Je ne connais pas, en effet, en dehors des machines dites Unipolaires, qui, on le sait, ne permettent que des solutions particulières, de réalisation d’une machine d’induction à courant continu sans collecteur qui puisse remplacer la dynamo ordinaire.
- Et cependant, il serait très intéressant dans bien des cas de pouvoir supprimer cette partie jusqu’ici indispensable des machines à courants continus.
- Tout d’abord, même dans les machines dans lesquelles les conditions de voltage et d’intensité sont les plus favorables à la simplicité de la construction, le prix spécifique, c’est-à-dire le prix par unité de poids de cette pièce est relativement plus élevé que celui du reste de la machine. Lorsque les conditions de voltage et d’intensité sont peu favorables à la simplicité de la construction, par exemple dans les machines à très haute tension qui nécessitent un nombre assez considérable de lames et des précautions spéciales d’isolement des bagues de serrage, et dans les machines à très basse tension et à grosse intensité, spéciales à la galvanoplastie, qui nécessitent des collecteurs très longs, le prix de cet organe est encore augmenté. 11 l’est encore lorsque l’on a recours à un assez grand nombre de pôles, ce qui pour un même voltage exige un bien plus grand nombre de lames.
- Mais ceci est peu de chose comparé à l’attention qu’exige cet organe, non pas en lui-même, mais dans ses parties accessoires : la ou les paires de balais qu’il faut y adjoindre, et qui sauf de rares exceptions doivent toujours être surveillés et entretenus avec une attention particulière et un soin jaloux, si l’on ne veut consentir à une usure rapide et quelquefois à des accidents graves.
- Aussi chacun de nous a-t-il espéré plus ou moins voir se réaliser un système de machines sans collecteur et l’admirable invention de Gramme mise au rancart et renvoyée aux musées avec toute la reconnaissance due aux choses nécessaires mais transitoires.
- C’est parce que, comme bien d’autres, j’ai caressé ce rêve imprudent, que je crois bon de donner les raisons qui me semblent s’opposer à la réalisation de cet idéal, raisons qui, si elles peuvent les convaincre, éviteront pas mal de peines à ceux qui les liront et qui seraient tentés de chercher quelque chose dans cette voie. On ne peut jurer de tien en cette matière, mais il me semble, et c’est presque une certitude, qu'il est complètement impossible de réaliser une machine d’induction à courant continu sans collecteur, encore une fois, en mettant â part les machines unipolaires, qui sont d’un principe différent. C’est aussi l’avis de quelques électriciens compétents avec qui j’ai causé de ce sujet et je donnerai plus loin les raisons fondamentales, théoriques, qui s’y opposent.
- Des tentatives de toute nature ont été faites pour arriver à ce résultat. J’en rappellerai quelques unes, les plus sérieuses, sans toutefois citer leurs auteurs, souvent multiples pour une même conception, afin de leur éviter le désagrément d’une citation dans ces conditions.
- Tout d’abord nous indiquerons sans nous y arrêter longuement la proposition qui a été faite d'inverser dans une machine multipolaire le courant d’excitation dans la moitié des bobines inductrices de manière que les flux produits, au lieu d’être alternés, soient tous de même sens. Les flux étant tous de même sens, disait l’auteur, les courants produits seront toujours de même sens et au lieu d’obtenir un courant alternatif, on aura un courant redressé. Il est évident que ce novateur ignorait que l’alternateur Mor-dey est ainsi constitué et qu’il donne un courant parfaitement alternatif.
- D’autres ont proposé, pour arriver au résultat, d’exciter une machine à courants alternatifs par un courant alternatif de même période que celui que produit la machine normalement. On conçoit, en effet, disaient-ils, que si, au moment où la force électromotrice va devenir négative, on inverse le courant d’excitation, elle restera positive, et la partie inférieure de la sinusoïde représentative de la force électromotrice sera redressée
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- au-dessus de l’axe des abscisses. A leur grande surprise, quand ils ont essayé, ils ont obtenu un nouveau courant alternatif de fréquence double. Ce résultat est déjà connu depuis plusieurs années et a été proposé depuis longtemps pour doubler la fréquence des alternateurs. J’ai eu l'occasion dernièrement à propos de la déformation des sinusoïdes dans les machines (j1) de généraliser ce résultat et d’en faire un théorème général ainsi énoncé : Un courant d'une certaine fréquence dans un des circuits d'un alternateur produit dans l'autre circuit deux forces éleclromolrices, l'une de la fréquence immédiatement supérieure, l'attire de la fréquence immédiatement inférieure.
- Donc rien à faire de ce côté, quelle que soit la fréquence du courant excitateur,
- Enfin d'autres ont imaginé des formes de champs magnétiques bizarres, des combinaisons de fils très astucieuses qui devaient amener le résultat cherché, ainsi que des dispositions spéciales avec des corps diamagnétiques.
- Toutes ces tentatives ont échoué et toutes, y compris les deux premières* pour la même raison générale qui est la suivante : Une force électro-motrice d’induction est toujours une dérivée et par conséquent, à moins d’employer un collecteur pour que celle forcé èleciroMotrice fût polarisée, il faudrait que la grandeur dont elle est la dérivée croisse indéfiniment avec le temps, ce qui est impossible.
- En effet quelles que soient les combinaisons savantes qüe l'on réalise, soit dü côté des champs magnétiques, soit du côté des fils, soit du côté des courants excitateurs, le système obtenu peut toüjoürs, s’il n’y a pas de collecteur, se fàrrtener à là considération d’un certain nombre de circuits groupésd’ünë certaine façon ayant entre eux des coefficients d’induction mutuelle variables et chacun un coefficient de self-indüction variable. C’est la conception la plus générale à laquelle on peut aboutir. Or si dans chacun de ces circuits les forces électromotrices produites et les courants sont périodiques sans polarisation, la résultante sera également périodique sâtts polarisation ; puisque l'on sait que des fonctions sinusoïdes sommées ne donnent jamais que des fonctions sinusoïdes. En définitive, l’étude de ce cas le pius général peut se ra-
- (') La Lumière Électrique, t. XLVII, p. 553.
- mener à celle de deux circuits ayant entre eux un coefficient d’indüction mutuelle variable, ou, si les deux circuits sont en série, à celle d’ün circuit à coefficient de self-induction variable, et il suffit de voir que dans aucun de ces deux cas on ne peut obtenir de force électromotrice polarisée.
- Si l’on supposedeux circuits séparés, les forces éiectromotrices induites dans l’un et dans l’autre sont :
- > _ djqn 1.1 ' ~ dt * d (m 1,1 e-— dT~'
- Si l’on suppose les circuits en série la force électromotrice est
- e== iiki)
- dl
- (I n’étant pas nécessairement constant, car ce circuit peut être Une fraction d'un ensemble dans lequel l’intensité totale est constante, sans que l’intensité dans chaque partie le soit).
- Or, dans ces formules m par construction peut être positif ou négatif, mais est toujours fatalement compris entre des limites finies; il en est de même de I, IlT I2; L est toujours positif, mais est compris également entre des limites finies, o et Lm„*.
- Par conséquent les produits m I*, m I2, L I ne peuvent jamais être infinis. Or, si la force électromotrice obtenue était redressée ou simplement polarisée, c’est-à-dire utilisable poür la production d’une force électromotrice constante ou redressée, l’intégrale
- J]1 e ' d t
- croîtrait indéfiniment avec le temps et par suite aussi l’intégrale
- J d. 'LI) = LI.
- Les forces électromotrices obtenues sont donc périodiques sans polarisation.
- Ce résultat montre en passant combien il serait imprudent de faire sortir L du signe de la différenciation dans l’expression de la force contre-électromotrice d’induction, lorsque la self-induction est variable, ainsi qu’on l’a fait quelquefois. Cette manœuvre aurait pour résultat de rendre soluble théoriquement ce problème qui ne l’est pas en réalité.
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- Il semble donc, par ce qui précède, qu’il soit complètement impossible d’obtenir des génératrices à courants continus sans collecteur, puisque les forces électromotrices d’induction sont fatalement périodiques.
- Mais cette impossibilité ne semble pas s’appliquer, au premier abord, aux réceptrices. On peut, en effet, prévoir une réceptrice, dont la force contre-électromotrice soit périodique et la différence de potentiel aux bornes constante, le RI de la machine absorbant à chaque instant la différence entre ces deux quantités, de telle manière que l’on ait
- fit(LI) d t
- + RI = e
- dans un des circuits de la machine.
- Mais pour que ceci soit réalisé, il faut nécessairement que I ne soit pas constant dans le circuit considéré, quoique pouvant l’être pour l’ensemble des circuits.
- Par exemple, je suppose deux circuits, l’un parcouru par un courant
- i = a + b sin <o t,
- l’autre par un courant
- i' = a — b sin ro t.
- Si je place ces deux circuits en quantité, le courant total sera
- î + t' = 2a;
- il sera donc continu.
- Cela étant, pour que la différence de potentiel aux bornes de chaque circuit soit constante, je ferai varier dans chacun la self-induction, de manière à avoir :
- Pour le premier,
- Pour le second,
- d (L'i’) dt
- + R i’ = e,
- d’où
- J'edt—R J'idt,
- L - T
- J'cdt — R f i’dt,
- L’=
- et en remplaçant i et il par leurs valeurs :
- J edt — J'R a d t + ^cos o> t
- L =
- a + b sin <at ’
- J'edt — J'R adt—cos tat
- L’-=
- a — b sin u>t
- Mais pour que L et L' puissent être réalisés, il faut que leurs valeurs ne croissent pas indéfiniment avec le temps, il faut donc que l’on ait
- e = R a.
- Ce qui donne finalement pour les valeurs de L et L' :
- R b cos « t io a + b sin »t’
- R b — cos « t u> a — b sin u>f
- Nous ne rechercherons pas s’il serait possible pratiquement, de réaliser des coefficients de self-induction variant suivant ces formules, car une remarque indispensable va nous montrer qu’il n’y aurait aucun intérêt dans cette réalisation.
- La machine obtenue ne serait en effet ni génératrice, ni réceptrice, ou si l’on veut serait à la fois génératrice et réceptrice.
- Ce serait un système sans collecteur auquel il faudrait fournir de l’énergie électrique sous forme de courant continu et de l’énergie mécanique sur l’arbre, le tout étant transformé en chaleur dans les résistances de la machine.
- En effet la puissance électrique fournie à chacun des circuits serait :
- ce qui comporte que les coefficients de self-induction soient de la forme obtenue en intégrant ces deux équations.
- L’intégration donne :
- Li+R J~ idt = edt,
- L'i’ + R i’dt= J~ edi,
- e a=zR a*.
- La puissance mécanique recueillie sur l’arbre serait la différence entre cette puissance électrique et la puissance de la perte ohmique. La perte ohmique pendant une période serait pour l’un des circuits :
- Wr = T dt = J^rR(a + b sin « t)* dt,
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- en intégrant :
- Wr = Ra»T + - Rfc2T.
- 2
- Le travail électrique fourni pendant le même temps étant
- W, =e.a T = R a* T,
- le travail mécanique recueilli serait donc négatif et égal à
- — -R62T,
- Aussi n’avons-nous exposé cette combinaison que pour montrer dans quelle voie il semble rationnel au premier abord de poursuivre la réalisation d’une réceptrice à courant continu, sans collecteur.
- Nous allons voir maintenant qu’il n’est pas plus possible de réaliser ainsi des réceptrices que des génératrices.
- Un système quelconque combiné dans ce but pourra toujours se ramener à la considération d’un certain nombre de circuits en série et en dérivation. Aux extrémités des circuits en série la différence de potentiel sera e = Clc et la somme des intensités des dérivations sera 1=0.
- Si nous considérons à part un des circuits dérivés placés aux bornes de la différence de potentiel constante, l’équation du courant dans ce circuit est :
- d (LI1 _i_ s + RI = e.
- dt dt
- Dans cette équation les deux premiers termes du [premier membre sont des fonctions périodiques, il faut donc nécessairement que I con-
- Q
- tienne une constante égale à ^.
- I peut donc s’écrire
- 1 = J +J W,
- /(/) étant une fonction périodique sans polarisation.
- Le travail électrique fourni à ce circuit sera, pendant un temps T :
- «.=X'î«+jr..j.*0=ïT,
- car/(/) étant périodique, l’intégration de son produit par e, pendant une période sera nulle.
- D’autre part le travail transformé en chaleur est :
- w, = J^ R P dt, ou
- w, = y;T R [g +/2 (1) + a J /(t) ] dt.
- Les deux premiers termes j^-2- -j- fl (l) donneront seuls un résultat dans l’intégration entre les limites o et T, le troisième étant périodique; et le premier étant égal au travail électrique fourni au circuit, il s’ensuit que le second représente l’énergie mécanique transformée dans la machine en chaleur. Pour que la machine puisse fonctionner eu réceptrice, il faudrait que second terme fût négatif; comme c’est uncarré, il ne peut jamais en être ainsi.
- Il en sera de même pour les autres circuits dérivés et finalement pour l’ensemble de la machine; on ne pourra donc recueillir aucun travail sur l’arbre de cette machine ; il faudrait au contraire lui en donner.
- Donc, pas plus du côté des réceptrices que de celui des génératrices, il n’y a, je crois, à espérer une solution heureuse qui puisse entraîner la suppression des collecteurs des machines à courants continus.
- Il semble donc que cette solution doive être recherchée exclusivement dans l’emploi des machines unipolaires.
- On sait que jusqu’ici ce genre de machines n’a permis de réaliser que des génératrices à très basse tension et à grosse intensité et que les différentes tentatives faites pour élever la force électromotrice tout en ne conservant qu’une paire de frotteurs et en respectant la simplicité de l’ensemble ont échoué. L’époque où l'on sortira de cette situation ne paraît pas très rapprochée.
- Faute de mieux, le collecteur s’est acclimaté dans l’industrie; on peut dire qu’il est passé dans les mœurs. Il est même arrivé, dans ces derniers temps, à faire bon ménage avec les courants alternatifs qui, jusque-là, paraissaient professer pour lui le plus profond dédain. Les récents moteurs à courants alternatifs de MM. Hu-tin et Leblanc, Déri, Stanley et Kelly, sont en effet pourvus de collecteurs.
- lia d’ailleurs la propriété précieuse de détruire presque totalement les effets nuisibles Aie la
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- self-induction des circuits des machines et d’en accroître par conséquent la puissance spécifique. Mais cet avantage compense-t-il les divers inconvénients dont nous avons parlé? Je ne le crois pas.
- Si d’une part en effet cet appareil fait regagner un certain pour cent sur la puissance spécifique, la préoccupation continuelle qu’ont les constructeurs d’éviter les crachements au collecteur les entraîne à laisser des entrefers beaucoup plus grands que ceux que l’on pourrait admettre si l’on n’avait cette crainte.
- Dans une machine qui produirait des courants continus sans l’adjonction d’un collecteur, les valeurs d’induction que l’on pourrait atteindre dans les différents circuits magnétiques seraient très considérables, et l’on pourrait ainsi réaliser des machines à puissance spécifique beaucoup plus grande que celle de nos machines à courants continus sans que le rendement en fût diminué, car si d’une part les pertes par hystérésis croissent comme la puissance i,6 de l’induction et les pertes par courants de Foucault comme le carré, les pertes ohmiques pour cent seraient réduites dans de grandes proportions.
- Il y a donc lieu de regretter finalement qu’il paraisse impossible de sortir de cet état de choses, car il est évident que pour l’industrie, la machine électrique est encore un outil trop cher, et dont le prix élevé empêche bien des applications intéressantes au point de vue économique.
- Paul Bouci-ierot,
- CHRONIQUE ET REVUE
- DE LA PRESSE INDUSTRIELLE
- Appareil éleçtrolyseur Craney (1893)
- Cet appareil comprend (fig. i et 2) une série de cloches F, en poterie imperméable, plongées dans la sole poreuse d’amiante ou de sable A2, et séparées les unes des autres par des cloisons E E' constituant les cathodes. Dans ces cloches se trouvent les anodes, constituées par du charbon poreux A3, tassé dans des cadres en poterie K, plongés dans du poussier de charbon A.,. La dissolution électrolysée parcourt le bain A
- de C en D, en passant alternativement au-dessous puis au-dessus des cathodes, de manière à s’électrolyser le plus méthodiquement possible. Le chlore dégagé dans les cloches s’échappe par
- Cj J
- Fig. 1 et 2. — Craney. Electrolyse.
- les tubes G dans le tuyau de dégagement commun H.
- On reconnaît dans l’élément séparé représenté par la figure 3 la cathode métallique G et l’anode composite F, formée d’un tube en poterie J, rempli de charbon poreux ou en poudre
- Fig. 3. — Eiectrolysegr Craney,
- reposant sur du poussier de charbon, Les deux compartiments du bain sont séparés par une cloison C, plongée dans la base poreuse E. Le charbon de l’anode est parfaitement protégé, et les trous I empêchent que sa conductibilité ne diminue par suite d’accumulations de gaz dans l’intérieur du tube J.
- _____ G. R.
- Diaphragme électrolytique Waite (1893),
- Ces diaphragmes sont constitués par une dissolution de glu aussi concentrée que possible, additionnée de i5 à 20 0/0 de bichromate de po*
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- tasse puis d’amiante, de manière à constituer une pâte que l’on étend sur un papier ou un carton d’amiante et que l’on passe dans un bain d’hyposulfite de soude, qui rend la colle insoluble.
- On obtiendrait ainsi des diaphragmes très légers, solides, s’opposant à l’interdiffusion des liquides du bain, sans offrir au passage du courant une résistance appréciable.
- G. R,
- Allume-cigares Carstarphen (1893).
- Cet appareil consiste en un fil de platine 27, posé sur amiante au bout d’un manche isolant 5, et relié par les fils 32, 3a au secondaire 3o d’un
- Fig. 1 à 3. — Carstarphen. Allume-cigares.
- petit transformateur, dont le primaire, relié à la ligne, a son cirçuit 21, 22 fermé quand on presse le bouton 14.
- G. R.
- Purification des liquides décolorants, procédé Hermite, Patterson et Cooper (1893).
- Les liquides employés pour le blanchiment des textiles sont toujours plus ou moins souillés ,
- d’impuretés organiques, dont la décomposition absorbe inutilement une partie du courant élec-trolyseur.
- Afin d’éviter cet inconvénient, MM. Hermite, Patterson et Cooper ajoutent au liquide, après qu’il a opéré le blanchiment, d’abord du per-chlorure de fer en dissolution aussi neutre que possible, obtenu, si possible, par l’électrolyse d’une dissolution de protochlorure, puis, après l’avoir bien mélangé au bain, un peu de magnésie gélatineuse telle qu’on l’obtient par la précipitation. En pratique, on emploie, par mètre cube de liquide décolorant, de 1 à 3 litres de dissolution de perchlorure à 32° Baumé, et de 1/2 à 1 1/2 kil. de magnésie.
- On précipite ainsi toutes les matières organiques, en n’ajoutant finalement au liquide qu’un peu de chlorure de magnésium, sans aucun effet nuisible.
- Rhéostat Mosher (1892).
- Ce rhéostat se compose de deux étoiles a a, reliées par un tube C, et comprenant entre eux un certain nombre de barres métalliques D,
- Fig. 1 a 5. — Rhéostat Mosher.
- enveloppées d’amiante, sur lesquelles on enroule successivement en spirale, de G en F, le fil tressé E.
- G. R.
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- Pile Holtzer (1893).
- Cette pile charbon-zinc a son zinc c (lîg. 1) enveloppé de charbon creux b b2, et rattaché au bouchon d de façon que l’on puisse très facilement remplacer un zinc à grande surface (fig. 2 et 5) par un zinc massif c10 (fig. 4) suivant que l’on veut une pile à grand ou à petit débit. A cet effet, le bouchon d a son ouverture d2 pourvue
- Fig1. 1 à 7. — Pile Holtzer.
- d’entailles d±d3 (fig. 3) dans lesquelles se fixent les ailerons cu des crayons c10 et de rainures d3 d3, qui permettent de passer la partie élargie c3 de la suspension de c (fig. 2). Une fois cette suspension enfilée en d, on la tourne jusqu’à ce que les ailettes d? appuient sur les taquets d5 d3 de d (fig. 7) ce qui amène c3 à se caler, comme en figure 2, dans les encoches d{ d.t.
- G. R.
- Accumulateur Boese (1893).
- Les plaques sont constituées par un mélange d’oxyde ou de péroxyde de plomb pulvérisé, additionné d'un mélange d’alcool et de brai résul-
- tant de la distillation d’un goudron de houille par de l’eau. Cette pâte, moulée à la forme voulue, chauffée à 35° pour évaporer l’alcool, puis traitée par l'acide sulfurique étendu, donne une plaque dure très solide, résistant bien, quoique fort poreuse, aux procédés habituels de charge et de décharge des accumulateurs. Ces plaques sont ensuite soumises, dans un bain d’acide sulfurique, au procédé ordinaire de formation qui décompose le composé d’anthracène sulfo-acide et d’oxyde de plomb en acide sulfurique retournant au bain, en oxyde de carbone, acide carbonique et hydrogène carburé, avec formation de peroxyde de plomb aux électrodes positives et de plomb aux négatives. Les plaques sont, après cette formation, constituées presque totalement de plomb et d’oxyde de plomb très poreux et consistant, permettant d’obtenir des accumulateurs très énergiques d’une grande capacité.
- G. R.
- Sur la cryptographie.
- M. Hermann, ancien élève de l’Ecole normale, vient de publier à la librairie qu’il dirige, rue de la Sorbonne,une méthode pour chiffrer et déchiffrer les dépêchés secrètes. Cet intéressant travail est accompagné d’un petit instrument en carton qui permettra d’appliquer rapidement un procédé dont l’usage est constant en télégraphie commerciale.
- L’appareil se compose d’un cercle mobile au centre d’un second cercle d’un rayon plus grand. Chacun de ces cercles porte inscrites les vingt-six lettres de l’alphabet.
- Si on veut traduire une lettre en cryptographie, il faut savoir à quelle lettre correspond a dans l’alphabet adopté ; si c’est à la quatrième, toutes les lettres seront reculées de trois rangs, la lettre du cercle mobile correspondant à Vm sera le p, qui devra être inscrite à sa place, et ainsi de suite.
- Inversement si on veut chercher quel est l’équivalent d’une lettre cryptographique, il suffit de voir quelle sera la lettre correspondant au p lorsqu’on aura reculé l’alphabet de trois rangs.
- Si on employait un procédé cryptographique aussi simple, il ne serait pas difficile de déchiffrer les messages; on y arriverait par la récurrence des lettres représentant celles qui sont les plus usitées dans chaque langue, et dont le tableau a
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- été dressé lors de la construction des casses d’imprimerie. Pour rendre le déchiffrage plus difficile, sinon impossible, on a recours par exemple à une clef, c’est-à-dire à une phrase conventionnelle que connaissent les deux correspondants telle que : Le jour n’est pas plus pur que le fond de mon cœur. Supposons que l’on ait à transcrire : Venez me voir.
- Le P sera puisé dans un alphabet commençant par /.
- L’e dans un alphabet commençant par e.
- L’n dans un alphabet commençant par f et ainsi de suite.
- On comprend donc qu’une sorte de table de multiplication indiquant les lettres dans les 26 alphabets commençant par une quelconque facilite beaucoup l’écriture en langue cryptographique, et que le travail inverse puisse aussi être abrégé par un autre tableau donnant la lettre vraie correspondant à chaque lettre cryptographique.
- Ces deux tableaux se trouvent dans la brochure de M. Hermann. L’auteur indique aussi une règle mnémonique très simple basée sur la connaissance par cœur du rang que chaque lettre occupe dans l’alphabet. En effet l’on sait que /'est la sixième, on sait que dans un alphabet commençant par g elle aura été reculée de six rangs et par conséquent sera l, ou la douzième parce que six-)- six = douze.
- Le rang de la lettre cryptographique = celui de la lettre vraie -}- le recul cryptographique. Lorsque la somme dépasse 26 on prend le résidu par rapport à ce nombre. Ainsi 7 = 20+ i3 — 26 c’est-à-dire g est la lettre cryptographique correspondant à t dans l’alphabet reculé de i3 rangs, c’est-à-dire commençant par n.
- Grâce au petit instrument très ingénieux imaginé par M. Hermann, et dont nous le félicitons très sincèrement, chacun peut employer la cryptographie dans la correspondance télégra-graphique avec autant de rapidité qu’un général lacédémonien lorsqu’il déroulait sa scythale.
- Cet‘instrument, qui ne coûte que très peu d’argent, dispense d’un travail long et pénible.
- Encouragé par ce premier succès, M. Hermann travaille à la construction de tableaux un peu plus compliqués, mais encore très simples destinés à remplacer les instruments assez coûteux en usage dans les états-majors pour décliif-tïer les dépêches écrites dans des alphabets où
- l’ordre des lettres a été bouleversé d’une façon tout à fait arbitraire comme dans le suivant :
- h c g d e j h m ajp n r q h s n> v z y ulto .v i
- et dont voici les correspondances :
- abcdef g h ij k l m nopqrsluv w x y z.
- On sait que le nombre des combinaisons possibles de 26 lettres est indiqué par le produit suivant :
- 1 x 2 x 3 x 4 x 5. X 25 x 26
- impossible à effectuer tellement il est considérable.
- On le voit la cryptographie a des ressources qui défient les efforts de tous les cabinets noirs du monde. M. Hermann accomplit une œuvre utile en la mettant à la portée de toutes les personnes qui font usage de la télégraphie électrique. Mais pour compléter son œuvre, il devrait imaginer quelque combinaison en faveur des personnes qui font usage de codes destinés à réduire le nombre des mots.
- W. de F.
- Une grande dynamo « Castle » Ci-
- La dynamo « Castle » représentée parla figure 1 est le type construit par MM. J. H. Holmes et G", spécialement pour la fusion de l’aluminium. L’induit en tambour est garni de conducteurs en forme de barres.
- Son débit est de 1025 ampères sous 125 volts à une vitesse angulaire de35o tours par minute; elle peut donc alimenter 4000 lampes de 8 bougies. L’armature seule pèse plùs de deux tonnes; son noyau est formé d’environ 1700 disques minces en tôle de fer doux, soigneusement isolés les uns des autres par du papier parcheminé très mince. Les disques sont montés directement sur un arbre en acier et sont serrés par un boulon transversal; des encoches découpées dans la tôle forment par leur réunion trois canaux de ventilation près de l’arbre.
- Les conducteurs sont formés de bandes de cuivre, fendues et tordues de façon à éviter autant que possible la formation de courants de Foucault. Les connexions terminales sont formées par des bandes de cuivre de section convenable, disposées en un tout compact sans tou-
- (') The Electmcian, 26 mai i8g3.
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- tefois boucher l’ouverture des canaux de ventilation. La densité de courant dans le cuivre est relativement faible pour réduire au minimum réchauffement de la machine,
- Les inducteurs sont en fer forgé et pèsent avec leurs enroulements environ huit tonnes. Reposant sur une plaque de fondation en bronze et fixés sur les côtés par des joues non magnétiques, les inducteurs sont adaptés au châssis
- Fig. i. — Dynamo à v;
- shunt, etsa résistance est telle qu’à pleine charge le courant d’excitation est d’environ i5 ampères, soit environ i 1/2 0/0 du courant principal.
- Les constructeurs disent avoir introduit dans cette machine tous les derniers perfectionnements, leur but ayant été de combiner une construction mécanique irréprochable avec un grand rendement électrique. Ce dernier dépasse 97 0/0, de sorte qu’en déduisant les pertes par frottements et autres, on atteint un rendement
- Willans formant la base du moteur à vapeur et portant les paliers de l’induit.
- . Les porte-balais sont de fortes dimensions, appropriées aux courants très intenses que produit la machine, et les connexions entre l’armature et le commutateur sont disposées de façon que les balais se trouvent sur une ligne horizontale, ce qui les rend plus aisément accessibles.
- L’enroulement des inducteurs est monté en
- r, type « Caslle ».
- industriel d’au moins 94 0/0, qui se maintient en marche continue.
- Le rendement des deux machines, c’est-à-dire le rapport delà puissance électrique dans le circuit extérieur à la puissance indiquée aux cylindres de la machine à vapeur à pleine charge, a été trouvé supérieur à 86 0/0 pendant les essais faits aux ateliers des constructeurs du moteur à vapeur.
- Voici les résultats des expériences faites sur
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- cette dynamo, à Thames Ditton, par M. F. V. Andersen. D’autres essais ont été faits plus récemment en présence d'un certain nombre de visiteurs des ateliers Willans et Robinson.
- Dynamo. — N» 673 ( « Castle » dynamo, type 22 G. R.) construite par MM. Holmes et C", Newcastle-on-Tyne.
- Machine à vapeur. — N» 1430 (machine Willans, type I, I, compound) construite par MM. Willans et Robinson, Thames Ditton.
- Durée de l'essai. — Six heures.
- Résultats :
- Pression moyenne totale : 3,18 kg-. : cm8.
- Vitesse angulaire moyenne : 335,7 tours par minute. Surface du piston à pression , 1870 centimètres carrés-Course : 0,228 inètre. Deux cylindres.
- 335,7 x 1870 x3,i8x 0,228 x 2 60 x 73
- Puissance indiquée :
- = 204 chevaux.
- Volts aux bornes de la dynamo : 128,3. Ampères dans le circuit extérieur : 1006.
- ,, x . 128,3 x 1006
- Puissance électrique : ------——— =
- 176 chevaux.
- Rendement total : TÉ. — 860/0.
- 204
- Vapeur consommée par cheval-heure électrique : 9,65 kg. Température initiale de l’armature : 29,5°.
- » après 6 heures de marche à pleine
- charge : 57°.
- A. H.
- que dans des conditions favorables, on peut obtenir une disparition presque complète de cette tache, au lieu d’une égalité entre deux images, comme dans le photomètre Bunsen. Un écran Bunsen dont les deux taches disparaissent simultanément est très rare. On dit qu’en chauffant la tache de graisse ses bords s’adoucissent et que l’on arrive alors à la disparition simultanée. Je n’ai jamais vu cet effet se produire, et je crois que l’effacement des bords ne fait que diminuer la précision au lieu de l’augmenter.
- Récemment j’ai appliqué ma disposition des écrans àla photométrie ordinaire (nem’occupant pas de la mesure des éclairements). Mon premier appareil consistait en deux écrans (fig. 1) inclinés chacun de 45° sur la ligne joignant les sources lumineuses à l’œil. L’écran antérieur était perforé et monté sur un chariot du banc
- Un nouveau photomètre, par Alex. P. Trotter (*).
- Fig. 1
- Au cours de mes recherches sur la distribution et la mesure de l’éclairement, je me suis servi de différentes formes de photomètres. La forme finale consistait en un écran horizontal en carton blanc, ou en papier collé sur une plaque de verre, avec une ouverture en forme d’étoile découpée au milieu. Au dessous de cet écran et enfermé dans une boîte se trouvait un autre écran incliné éclairé par une lampe à incandescence. En réglant l’éclairement de l’écran inférieur jusqu’à ce que l’ouverture en forme d’étoile disparût, on obtenait une mesure de l’éclairement de l'écran supérieur. Après avoir essayé différents procédés, on finit par régler l’éclairement de l’écran inférieur en faisant varier son inclinaison par rapport à la lampe à incandescence.
- Je préfère cette disposition des écrans au photomètre Bunsen, parce qu’il n’y a qu’une seule plage à examiner au lieu de deux et aussi parce
- (') Philosophical Magazine, juillet 1898.
- d’optique. Les lumières étaient placées, l’une un peu en avant, l’autre un peu en arrière de l’intersection des écrans. Le dos de l’écran perforé était noirci et protégé contre la lumière éclairant l’autre écran.
- Les ouvertures étaient formées de deux losanges superposés dans le but de concentrer l’attention sur une ligne verticale. Les écrans étaient montés dans un cadre capable de tourner d’un petit angle autour d’un axe vertical, afin de pouvoir produire des variations petites et rapides. Mais quoique alors l'un des écrans reçût aussi plus de lumière et l’autre moins, la variation avec le cosinus de l’angle avait pour effet de n’augmenter l’éclat de l’un que très peu tandis que l’éclat de l’autre diminuait considérablement.
- MM. Crompton et Swinburne m’ont conseillé l’emploi du zinc pour la confection des écrans : j’ai également essayé du papier tendu sur un châssis.
- Le photomètre est représenté par la figure 2.
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- Il consiste en une boîte montée sur un chariot d’un banc d’optique. -Cette boîte contient un écran percé de fentes verticales et un second écran non perforé; on les observe par l’ouverture dans la direction O. La lumière tombe sur les écrans de direction L et à travers deux autres ouvertures. On- place les sources de lumière exactement en face du milieu des ouvertures et non dans le plan du banc d’optique. Au bord inférieur de. l’ouverture antérieure est fixé un réticule; un autre est placé dans la partie supérieure de l’écran plein.
- Le photomètre peut être regardé d’une distance de deux mètres. On cherche à voir les deux, réticules sur la même droite, et l’on dé-
- ülf«
- Fig. 2. — Photomètre Trotter.
- place le chariot jusqu’à ce que la bande de ton uniforme soit bissectée par les réticules.
- L’avantage des fentes verticales est de donner une symétrie parfaite, condition essentielle dans un photomètre. Avec l’écran perforé on voit à une extrémité des trous noirs sur un fond éclairé, à l’autre extrémité des trous éclairés sur fond noir. Le passage d’une zone à l’autre est indiqué par une bande de séparation. En donnant aux bandes perforées la même largeur que la distance entre elles on obtient une parfaite symétrie; au milieu de l’écran il se produit un espace de i5 mm. de largeur (avec des fentes de 3 mm.) à l’intérieur duquel on ne distingue pas les fentes, dans le cas, toutefois, où les deux sources lumineuses à comparer sont de la même couleur.
- Gomme dimensions on peut donner aux écrans, si l’on tient à obtenir un instrument peu 1
- volumineux, une longueur de 22,5 cm. sur une largeur de 3,7 cm.
- Pour graduer le banc d’optique en distances à adopter pour les sources lumineuses de différentes intensités, j'ai employé la formule
- r
- ^ — i -t- \j n '
- où l est une longueur mesurée sur le banc, et n est proportionnel à la lumière à mesurer. Avec un banc de 3 mètres, un déplacement de 3,9 mm. à partir du milieu est équivalent à une différence de 1 0/0 dans l’intensité lumineuse des deux sources. Dans une série de 12 observations l’erreur moyenne a été inférieure à ± 2 0/0, ce qui peut être considéré comme très satisfaisant.
- Contribution à l’étude de la machine à courants alternatifs, par K. Pichelmayer (*).
- Dans la théorie de la machine à courants alternatifs on admet, pour simplifier, que le coefficient de self-induction de l’induit est constant pour toutes ses positions, par rapport aux inducteurs. Il peut donc être intéressant de se former une idée de la grandeur des variations qui se produisent en réalité. C’est ce que nous allons examiner dans un cas particulier.
- Les mesures ont été faites avec un petit modèle d’alternateur de l’Institut de physique de l’Ecole supérieure de Graz. Cette machine'était construite de façon à pouvoir être comparée facilement avec les machines industrielles plus puissantes. Ses données principales étaient les suivan'es :
- Charge normale.................... 100 X 4 volt-amp.
- Nombre de périodes................ 100 par seconde.
- Nombre de pôles................... 4
- Intensité de champ dans l’entrefer. 5ooo unités C.G. S.
- Fil actif dans l’induit........... 22 mètres.
- Résistance de l’induit............ 1,6 ohm;
- Diamètre du fil induit............ 0,8 mm.
- La disposition des aimants et les dimensions principales de la machine sont indiquées par la figure 1.
- Le coefficient de self-induction de l’induit a été mesuré dans les positions o, 1,2 ... 6, d’après la méthode au pont de Maxwell. Comme étalon
- (*) Elehtrotechnische Zeitschrift, 16 juin 1893.
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 3?
- pour la mesure des quantités induites dans le galvanomètre balistique, on s’est servi de la quantité obtenue en retirant brusquement un aimant d’une bobine d’induction. Cette méthode est très pratique et suffisamment précise. Le tableau suivant et la figure 2 donnent les résultats ainsi obtenus avec un courant constant de 0,206 ampère dans l’induit.
- on du Elongation du Coefficient de sclMndi
- iduit. galvanomètre. en centimètres.
- O 141 52,7 + 10!i
- I 1.87 5i ,2 —
- 2 126 47,i —
- H 120 44,9 —
- 4 120 47,1 —
- 5 126 5o,9 —
- 6 141 52,7 —
- Comme valeur moyenne du coefficient de self-induction on obtient
- L„ = 48,8 x iori cm. = 0,00488 quadrant.
- Sa variation est assez bien représentée par la formule
- L„ = io!i (48,8 + 3,9 cos 4ot0) cm.,
- où a„ est l’angle de rotation de l’induit, donnant pour la position o la valeur 0.
- Les variations sont donc dans ce cas particulier de 80/0 de la valeur moyenne. Comme leur fréquence est double de celle du courant de la machine et de la force électromotrice, elles entraînent une déformation de la courbe du courant, ou, ce qui revient au même, la différence de phase entre le courant et la force électromotrice est une quantité variable.
- Dans la machine examinée ces phénomènes ne sont pas très marqués, parce que la self-induction de l’induit est relativement faible, comme le montre le calcul suivant :
- Admettons que la résistance extérieure soit non inductive et ait une valeur de 25 ohms, correspondant à la charge normale. Le décalage de phase entre le courant et la différence de potentiel aux bornes est alors, en prenant une sinusoïde et une valeur moyenne de la self-induction, de 48,8X lo5 cm., d’après
- 9 = c,« 33'.
- Par suite de ce faible décalage on ne constate entre les watts effectifs et les watts apparents une différence inférieure à 10/0.
- Il serait certainement intéressant pour la connaissance plus exacte de la machine à cou-
- 1
- f’ig. î
- rants alternatifs, de faire des mesures analogues sur une machine Ganz, par exemple. Il est à supposer que dans ces machines le noyau d’induit discontinu et la forte saillie des inducteurs
- Fig- a
- doivent produire des variations très grandes du coefficient de sell-induction.
- A propos de ces mesures il faut remarquer que la valeur de la self-induction d’un circuit en présence de fer n’est pas indépendante de l’intensité de courant. Elle est à peu près constante
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- o 6
- pour les intensités qui aimantent le fer dans la partie droite de la courbe d’aimentation. Dans le cas précité cette condition se trouvait réalisée, une mesure faite avec un courant quatre fois plus intense ayant donné pour le coefficient d’induction moyen la valeur de 5oX io5 cm., valeur peu différente de celle obtenue auparavant.
- A. H.
- REVUE DES TRAVAUX
- RÉCENTS EN ÉLECTRICITÉ
- Sur l’emploi du galvanomètre différentiel, par M. Lévy (').
- Nous donnons ci-dessous quelques nouveaux montages permettant d’étendre l’emploi du galvanomètre différentiel.
- x a. Pour la mesure des petites résistances (de i à f,5o ohm environ) on peut employer le galvanomètre différentiel. Celui-ci permet d’éviter les erreurs dues aux résistances des contacts que l’on peut placer dans la résistance adjacente à la résistance cherchée.
- Soient r2, w et w2 des bobines de insistance et rx wl des résistances de contact et de connexion. Si l’on règle r2 de façon que l’aiguille du galvanomètre soit au zéro, on a la relation :
- x _ W _ r, w ~ R — -m,’
- En réalité, cette équation n’est qu’approximative; elle ne peut être appliquée que lorsque les courants dans les deux branches sont non seulement égaux, mais ont une intensité nulle, ce qui a lieu pour
- /•, _ u> i
- R - W
- Comme rx et ix*t sont ordinairament très petits, l’approximation est dans la plupart des cas suffisante et l’erreur négligeable. Pour les mesures de précision, il est nécessaire de régler 1\ ou iv,, de façon à réduire autant que possible
- le courant dans chacune des deux branches du galvanomètre.
- i b. Si l’on veut utiliser ce montage pour la détermination de très taibles résistances, on arrive à une modification de la méthode indiquée par Matthiessen et Hockin (fig. 2).
- 2. Pour l’étalonnage des boîtes de résistances, le montage de la figure 3 présente des avantages : rt et r2 sont les résistances à comparer, w est un simple fil de jonction de faible résistance. Quand l’aiguille ne dévie plus au moment où l’on ferme le courant principal, le pont w est neutre et l’on a
- si les deux branches du galvanomètre ont même résistance et même couple. On remplit ces dernières conditions en prenant pour rx et r2 deux résistances égales, puis on règle les résistances du galvanomètre, et enfin le couple en enlevant w. S’il subsistait une petite inégalité, elle
- w
- Fig. 1
- pourrait être compensée par l’emploi du commutateur K, qui permet d’interchanger les deux branches du galvanomètre.
- Si les deux valeurs de r2, correspondant aux deux positions du commutateur K2sont r'2 etr''2, on a
- U = i + r",).
- On a ici l’avantage de ne pouvoir employer pour tout appareil qu’un galvanomètre différentiel, tout en obtenant une plus grande sensibilité qu’avec le pont oi'dinaire.
- 3. Dans l’étalonnage des résistances de ponts de Wheatstone la principale source d’erreurs est formée par le grand nombre de lectures. A ce point de vue, il faut donner la préférence sur la méthode Strouhal-Barus à celle indiquée par Heerwagen, puisque pour un calibrage en 10 parties il faut, avec la première méthode, faire 54 lectures, avec celle de Heerwagen seulement 19.
- C) Elektrolechnische Zeitschrift, s mai 189S.
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- 3çj
- Or, en employant le galvanomètre différentiel, on obtient la môme précision avec io lectures seulement. La figure 4 indique le montage à employer. Pour des valeurs constantes de R et de W, on voit qu’à une même résistance w cor-
- a.z. La longueur oa, est alors équivalente à a, a.2. On continue en ajoutant successivement des di-
- 11
- visions jusqu’au milieu du fil en cin_. Pour les -autres divisions, on part de l'autre extrémité du
- Fig. 2
- respond toujours une même résistance _v, à quelque endroit des branches R et W que l’on se place et quel que soit le réglage du galvanomètre. Il n’est donc pas nécessaire d’employer
- n résistances auxiliaires enroulées bifilairement, et l’on peut immédiatement déterminer une série de résistances adjacentes d’égale grandeur.
- Un montage qui permet de remplacer les résis-
- Fig. 3
- fil, et l’on arrive par exemple en a'«. Si l’on pose alors
- tin — ü!n — d,
- les corrections à faire sont :
- 1 . pour - l : i/- d
- n n n
- - d — am zrzm - ,
- n 11
- - 11 -J- d'n ^ j
- 2 2 V 1 -,1
- n — n — m , / _ a n
- n
- 4. Dans tous les montages où le galvanomètre
- Fig. ‘i
- tances auxiliaires par un rhéostat est celui représenté par la figure 5. w est choisi de façon que „v
- occupe une longueur d’environ -1- du fil du pont.
- Prenons x entre o et ax. On laisse a1 fixe et l’on cherche, après inversion des connexions d’une des branches du galvanomètre, le point suivant
- Fig. 0
- (différentiel ou autre) est employé en dérivation, la plus grande sensibilité est obtenue avec l’instrument dont la résistance est égale à celle de la branche sur laquelle est prise la dérivation. Cette condition exige pour le double pont (fig. 6) que
- g\ ~ -2r3+ r, + 2i , + /,’
- si g<t représente la résistance de galvanomètre la plus avantageuse.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- Dans les comparaisons des résistances, on obtient avec le galvanomètre différentiel une sensibilité plus grande qu’avec le pont.
- Sur le voltamètre à cuivre, par Bertram Blount (').
- Le fait sur lequel est basé l’emploi du voltamètre, c’est-à-dire qu’un courant donné produit un travail chimique défini et constant, ne peut être nié; mais la déduction qu’on en tire d’ordinaire qu’en immergeant deux bandes de cuivre dans une solution de sulfate de cuivre, le gain en poids de la cathode donne une mesure précise de la quantité d’électricité qui a passé ne saurait être acceptée sans réserves.
- 11 n’y a pas bien longtemps on employait une équation très simple pour exprimer avec précision toute réaction typique, et on ne croyait pouvoir concevoir quelque chose de plus simple et de plus net que la décomposition électrolytique du sulfate de cuivre. Mais des chimistes ont attaqué cette façon de voir en cherchant, et en découvrant trop souvent, des réactions secondaires accompagnant la réaction principale. Il est en quelque sorte consolant que la destruction d’un préjugé favori soit, dans ce cas, accompagnée d’un avantage pratique, car la connaissance des réactions secondaires permettra d'obtenir dans la décomposition du sulfate de cuivre des résultats plus exacts. Ce sujet a été examiné par le Dr Oettel, qui vient de publier dans la Che-miker Zeitung les résultats d’une série d’expériences très intéressantes.
- En premier lieu, si la décomposition du sulfate de cuivre était parfaitement régulière, il serait indifférent d’employer des électrodes de cuivre ou de platine, car l’unique effet immédiat de la substitution de ce dernier au premier serait une augmentation de la différence de potentiel due à ce fait que le cuivre ne serait pas simplement transporté de l’anode à la cathode, mais qu’il faut réellement décomposer le sulfate.
- Dans un appareil à électrodes de platine et avec une densité de courant de o,i3 ampère par décimètre carré de la surface de la cathode, la quantité de cuivre déposée était de 73,9 à 89,2 o/ode celle déposée dans un voltamètre à électrodes de cuivre intercalé dans le même circuit.
- Il ne semblait pas y avoir de dégagement d’hydrogène à la cathode, de sorte que le courant devait avoir effectué un travail autre que la précipitation du cuivre.
- Comme les produits employés étaient chimiquement purs, on ne peut expliquer ces résultats autrement qu’en admettant qu’une modification devait se produire à l’anode ayant pour résultat de ne laisser dégager qu’un volume d’oxygène moindre que le volume théorique.
- Trois corps seulement semblaient pouvoir être formés ; l’ozone, le bioxyde d’hydrogène et l’acide persulfurique. La présence du premier de ces corps ne peut être constaté; des deux autres substances la formation de l’acide persulfurique, H S O,, par l’électrolyse a été établie par des recherches récentes, mais il est à regretter que la question n’ait pas été plus approfondie. Les réactions du bioxyde d’hydrogène avec l’acide chromique et l’acide titanique auraient dû suffire pour en constater nettement la présence ou l’absence, tandis que les réactions essayées, comme la mise en liberté de l'iode d’un iodure, sont communes au bioxyde d’hydrogène et à l’acide persulfurique.
- Une des expériences du D' Oettel démontre la présence du bioxyde ;‘il a trouvé que le liquide à l’anode décolore une solution de permanganate de potasse. Quelle que soit d’ailleurs la substance formée, l’effet produit est toujours le même. Le corps peroxydé formé à l’anode se répand par diffusion dans la masse du liquide et atteint la cathode où il est de nouveau réduit, absorbant ainsi une partie du travail total.
- L’influence de la densité du courant n’est pas facile à formuler en une règle simple, mais d’après les faits observés il semble que l’emploi d’une anode petite par rapport à la cathode favorise la formation de l’acide persulfurique. Cela est en accord avec l’effet bien connu d’une petite anode sur la production de l’ozone par l’électro-lyse de l’acide sulfurique dilué, un fil étant préférable à une plaque, et la section du fil seule pouvant être employée avec succès. L’augmentation de la teneur en acide de l’électrolyte diminue la quantité de cuivre déposée, autant parce qu’une partie du courant sert à produire des peroxydes que par suite de l’action dissolvante plus énergique de la solution sur la cathode.
- La nature de la substance qui forme l’anode n’est pas indifférente. Le plomb, employé à la
- ') The Eleclrician, 19 mai i8y3.
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- place du platine, se recouvre d’une couche mince de peroxyde et n’est plus attaqué ensuite, et la quantité de cuivre déposée atteint 97,98 0/0 de celle que donne un-voltamètre à cuivre intercalé dans le même circuit. Ce fait tend également à montrer que le bioxyde d’hydrogène est un des produits près de l'anode, car il est décomposé par le peroxyde de plomb avec formation, en présence d’acide sulfurique, de sulfate de plomb et d’oxygène ; il y a donc moins de perte à la cathode, tandis que la formation du sulfate de plomb entraîne une légère augmentation du voltage, l’énergie nécessaire étant fournie par la chaleur de formation du sulfate.
- D’autre part, un persulfate, quoique facilement décomposable par un sel de plomb, ne réagit pas sur le peroxyde de plomb de la même manière que le bioxyde d’hydrogène. Ces considérations font penser qu ce dernier corps fait partie des produits à l’anode, et dans ce cas l’addition à l’électrolyte d’une trace de sulfate de manganèse devrait avoir le même résultat que l’emploi d’une anode de plomb, car le bioxyde de manganèse décomposerait également le bioxyde d’hydrogène.
- La suppression des corps peroxydésà l’anode peut être effectuée par des moyens autres que l’emploi d’un peroxyde métallique. Ainsi, en ajoutant de l’acide formique, la production de cuivre atteint 98,7 à 99,6 0/0 de la quantité théorique. L’alcool est encore plus actif, et le cuivre représente alors jusqu’à 99,5 à 99,9 0/0 de la quantité théorique. La formation d’une quantité considérable d’aldéhyde prouve que la réaction s’opère sur les bases indiquées plus haut. L’aldéhyde n’est pas facilement réduit en alcool, de sorte que la réaction inverse est moins active à la cathode. L’énergie développée dans l’oxydation de l’alcool apparaît probablement sous forme de chaleur.
- Ces observations permettent de douter de l’exactitude du voltamètre à cuivre, avec électrodes en cuivre, au moins quand on emploie un électrolyte acide. C’est là une question d’importance pratique, car le voltamètre à cuivre est constamment employé de préférence au voltamètre à argent, non seulement par suite de la différence de prix entre les deux métaux, mais aussi à cause de la compacité du cuivre précipité, tandis que l’argent se dépose sous une forme grenue et peu compacte.
- Les prescriptions usuelles pour le montage d’un voltamètre insistent sur la nécessité d’employer une solution neutre de sulfate de cuivre malgré la grande résistance qui en est la conséquence, résistance qui est réduite de moitié par l’addition d’une faible quantité d’acide sulfurique. L’observation relative à la propriété de l’alcool de s’opposer à la tendance des voltamètres à anode insoluble de déposer peu de cuivre indiquerait l’emploi de ce moyen pour éviter la perte qui résulte de l’addition d’acide.
- Les conclusions d’une longue série d’expériences du D1 Oettel avec des densités de courant variables peuvent être résumées ainsi : une solution acide de sulfate de cuivre contenant de l’alcool donne des résultats concordant avec ceux fournis par un voltamètre étalon à cuivre et par le voltamètre à argent. Avec une densité de courant au-dessous de o,3 ampère par décimètre carré, le voltamètre à cuivre ordinaire avec une solution neutre de sulfate de cuivre donne des résultats faux, le poids du dépôt étant augmenté par la présence du cuivre imparfaitement réduit, sous la forme d’oxyde cuivreux. Gela n’a pas lieu dans une solution acide contenant de l’alcool.
- Finalement, le Dv Oettel donne les proportions qu’il a trouvé les plus convenables pour la formation d’un voltamètre exempt des défauts signalés.
- L’électrolvte consiste en une solution de i5 grammes de sulfate de cuivre, 5 grammes d’acide sulfurique et 5 grammes d’alcool dans ioogrammes d’eau. Il peut être employé avec une densité de courant comprise entre 0,06 et 1,5 ampère par décimètre carré de surface de cathode et présente une résistance égale à la moitié de celle d’un appareil analogue rempli d’une dissolution neutre de sulfate de cuivre.
- En terminant cette analyse nous nous permettrons d’enregistrer quelques considérations auxquelles le travail du D" Oettel a donné lieu. En premier lieu, l’étude delà nature exacte des produits à l’anode conduirait, dans notre opinion, à la découverte du bioxyde d’hydrogène accompagnant l’acide persulfurique. Ensuite, on peut non seulement considérer comme probable la présence de l’oxygène dans le cuivre déposé par un courant de faible densité, mais, dans le cas contraire, on trouvera probablementde l’hydrogène occlus dans le cuivre à la cathode. La ten*
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- dance du cuivre à s’associer à l’hydrogène est très marquée, même dans la réduction par voie sèche, et l’existence de l’hydrogène, dans les métaux obtenus par l’électrolyse de solutions aqueuses, est généralement reconnue. Enfin, comme la redissolution du cuivre de la cathode ne peut s’effectuer par l’acide dilué, dans l’absence de l’oxygène, les voltamètres de précision devraient être disposés de façon que l’atmosphère au-dessus de l’électrolyte soit formée par un gaz inerte comme l’azote.
- A. H.
- Rotations électromagnétiques, par M. Jüllig.
- Une sphère en cuivre creuse K suspendue au-dessus d’un puissant électro-aimant excité par des courants alternatifs se met, en général, en rôtation.
- Pour certaines positions de la sphère, la rotation n’a, toutefois, pas lieu : i° lorsque le centre
- Fig. 1
- de la sphère est dans le plan AB (fig. i), qui coupe la droite ap normalement et constitue un plan de symétrie de l’aimant; 2° lorsque le centre de la sphère se trouve dans le plan C D, qui contient la droite ap et coupe également l’aimant en deux parties symétriques.
- Dans toute autre position, la sphère tourne d’une façon continue et sans avoir reçu une première impulsion.
- Les expériences réussissent le mieux quand le centre de la sphère est sur un plan horizontal passant par ap. Il est, toutefois, nécessaire d’employer des champs alternatifs très puissants, le couple de rotation étant dû à une faible différence entre les forces répulsives.
- Le sens de rotation de la sphère est donné par une règle qui résulte de la figure 2. Soient a et p les deux pôles et a r p un arc de cercle tangent à l’équateur de la sphère K. La rotation a lieu dans le sens des flèches i, 2 et 3, la flèche i étant dirigée vers le segment rp le plus grand de l’arc a p.
- La figure 3 montre le sens des rotations dans les quatre quadrants.
- Le phénomène pourrait s’expliquer ainsi : On
- P
- I
- 9
- Fig. 2
- sait qu’un anneau métallique R (fig. 4) est repoussé par les pôles d’un électro-aimant excité par un courant alternatif. Considérons donc l’action du pôle a sur la sphère K (fig. 5) et supposons que le point p n’exerce aucune action. Au point a nous supposerons exister une intensité de pôle magnétique variant comme
- a = A sin — l.
- Les courants d’induction créés dans la sphère de cuivre circulent autour de celle-ci alternativement dans les deux sens. Comme première approximation on peut admettre que les divers courants forment des cercles dont les plans sont perpendiculaires à la droite a K. Le grand cercle aKb, par exemple, représentera un de ces courants.
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 43
- L’effet du pôle [i, s’il existait seul, serait analogue; il donnerait lieu à la formation du courant circulaire c d.
- Mais quand les deux pôles agissent simultanément, il se forme un système de courants circulaires dont le plus long ne coïncide ni avec a b ni avec c ci, mais occupe une position intermédiaire, par exemple ef. Ce courant annulaire
- P
- j
- 7
- Fig. 3
- e f est repoussé par le pôle a. Mais comme ef n’est pas perpendiculaire à a K, les éléments de courant dans le voisinage de/éprouveront une répulsion plus énergique que les éléments près de e. Il en résultera donc une rotation de la sphère de sens opposé à celui des aiguilles d’une montre.
- Le pôle p produit un couple de rotation opposé
- Fig. 4 et 5.
- au précédent. La résultante de ces deux actions opposées tend donc à faire tourner la sphère dans un sens ou dans l’autre, selon que la distance du centre au pôle. a. est plus ou moins grande que la distance au pôle p.
- Ce phénomène pourrait peut-être trouver une application dans la construction d’un compteur pour courants alternatifs.
- Sur les propriétés de l’oxygène liquide.
- On sait que le professeur Dewar s’est adonné à l’étude des propriétés de l’oxygène liquéfié et qu’il a présenté quelques expériences démonstratives très intéressantes à l’Institution Royale, de Londres. Récemment l’éminent expérimentateur a présenté devant la même société savante de l’air liquéfié dont il a montré par une série d’expériences les propriétés les plus curieuses.
- L’appareil employé consistait en un moteur à gaz actionnant deux compresseurs. La chambre contenant l’oxygène à liquéfier était entourée de deux serpentins, l’un à circulation d’éthylène, l’autre traversé par un courant de protoxyde d’azote. Une certaine quantité d’éthylène était introduite et s’évaporait dans une chambre communiquant avec le serpentin correspondant. On le renvoyait ensuite au compresseur, et il parcourait ce cycle au fur et à mesure des besoins de l’expérience. Il en était de même du protoxyde d’azote.
- Le conférencier montra un demi-litre d’oxygène liquide dont l’apparence trouble indiquait la présence d’impuretés. Cet oxygène fut filtré et se présenta alors sous l’aspect d’un liquide clair, transparent, de teinte bleuâtre. La chaleur latente de vaporisation du liquide est de 20 calories. La constante capillaire de l’oxygène liquide à son point d’ébullition est le sixième environ de celle de l’eau. Sa température à la pression atmosphérique, déterminée par la méthode de la chaleur spécifique, en employant du platine et de l'argent, est de — i8o°C.
- Ces expériences aux très basses températures ont permis de vérifier l’exactitude des diagrammes thermo-électriques de lord Kelvin et du professeur Tait. Si l’on prolonge les lignes du cuivre et du platine dans le sens des températures négatives, elles se coupent à —95° C. Les lignes du cuivre et du palladium ont leur point d’intersection à —170° C. Or, si ce diagramme est correct, la force électromotrice des couples thermo-électriques en question doit s’inverser en ces points critiques. Un couple Cu — Pt relié à un galvanomètre a été placé dans la vapeur d’oxygène et refroidi. A — ioo° C l’image lumineuse du galvanomètre a, en effet, passé du côté positif de l’échelle au côté négatif. Pour un couple Cu — Pd, le même phénomène s’.est produit à — I70°C.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- L’oxygène liquide est un corps non-conducteur du courant électrique; une étincelle de i millimètre de longueur exige pour se produire dans ce liquide une différence de potentiel égale à celle d'une étincelle de 25 millimètres dans l’air. Elle se produit de temps en temps, au moment où une bulle de vapeur d’oxygène passe entre les électrodes. Ce liquide est donc un excellent isolant. Quand on prend l’étincelle i sur une machine Wimshurst, il semble qu’elle se produit plus aisément. Le spectre de l’étincelle est continu et contient toutes les bandes d’absorption.
- Les lignes A et B du spectre solaire sont dues à l’oxygène et dans le spectre d’absorption elles se manifestent nettement quand on place le liquide dans un faisceau de lumière électrique.
- Fig. i. — Attraction de l’oxygène liquide par l’aimant.
- Le liquide et le gaz fortement comprimé montrent cinq bandes d’absorption, qui se trouvent respectivement dans l’orangé, le jaune, le vert et le bleu.
- Ces expériences sont d’autant plus intéressantes qu’aucun composé oxygéné ne donne les raies d’absorption de ce corps. La persistance de l’absorption depuis l’état gazeux jusqu’à l’état liquide indique une persistance de composition moléculaire que l'on ne pouvait guère s’attendre à constater. Les raies du groupe auquel appartient A et B sont ordinairement attribuées aux molécules diatomiques (02); tandis que les bandes diffuses dont l’intensité est proportionnelle au carré de la densité du gaz, doivent dépendre du changement introduit par la compression. Cela peut se produire de deux façons, soit par la formation de molécules plus complexes, soit à la suite des chocs entre les molécules.
- Quand on active l’évaporation de l’oxygène à
- l’aide d’une pompe à vide, il suffit d’y plonger un tube à réactif pour obtenir de l’air liquide à la pression atmosphérique.
- M. Janssen a récemment fait au Mont-Blanc des expériences qui lui ont montré que les raies de l’oxygène disparaissent du spectre solaire à mesure que l’on s’élève à des altitudes plus considérables. Les raies sont toujours plus intenses quand le soleil est bas sur l’horizon, parce que les rayons ont alors une plus grande épaisseur de l’atmosphère terrestre à traverser.
- Les expériences faites en 1849, par Faraday, sur l’action du magnétisme sur les gaz ont ouvert un nouveau champ d’investigation. Le tableau suivant dans lequel veut dire « magnétique » et — « diamagnétique » résume les expériences de Faraday.
- Relations magnétiques des gaz {Faraday).
- W1111# Fuir Pu»» Lucide eu rljoiiîquc Ibinx l'hydrogène Pana le gaz do houille
- Air O + 4- faible +
- Azote — — — fort —
- Oxygène.. + + 4- fort 4- fort
- Acide carbonique. O _ — faible
- Oxyde de carbone. _ — faible
- Oxyde nitrique... — faible + -h
- Ethylène.. — — — — faible
- Ammoniaque
- Ac. chlorhydrique — faible
- Becquerel a expérimenté sur ce sujet avant Faraday. Il fit absorber les gaz par du charbon de bois, et examina ensuite les propriétés de ce charbon dans le champ magnétique. Il découvrit ainsi que les propriétés magnétiques de l’oxygène étaient très marquées, même par rapport à une solution de chlorure ferreux, comme l’indique le tableau suivant :
- Aimantation spécifique, poids égaux {Becquerel).
- Fer....,............................... -f- 1000000
- Oxygène................................. 4- 377
- Solution de chlorure ferreux, poids spécifique U4IO4............................... 4- 140
- Air................................... + 88
- Eau..................................... — 3
- Le professeur Dewar prit une capsule en sel
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- gemme et y versa de l’oxygène liquide. Le liquide ne mouilla pas les parois et resta à l’état sphéroïdal. La capsule et son contenu furent placés entre et un peu au-dessous des pôles d’un électro-aimant. Dès que celui-ci fut excité, l’oxygène liquide s’éleva de la capsule et réunit les deux pôles comme le montre la figure 1, reproduite d’après une photographie. Puis il s’évapora, dans quelques expériences un peu plus vite sur un pôle que sur l’autre, et au moment où le circuit de l’électro-aimant fut rompu, le liquide encore adhérent aux pôles retomba dans la' capsule.
- Un tube à réactif contenant de l’oxygène liquide ne produisit aucun effet dans une balance de Hughes. Le moment magnétique de l’oxygène est d’environ 1000 quand on prend r 000 000 poulie fer. Des tampons d’ouate imbibés d’oxygène furent attirés par l’aimant, qui fit même sortir le liquide par aspiration.
- Sous l’influence des basses températures, quelques corps deviennent plus magnétiques qu’aux températures ordinaires; il en est ainsi d’un cristal de sulfate ferreux qui, étant refroidi, est attiré par l’aimant.
- L’auteur a fait observer que le fluor présente des propriétés tellement semblables à celles de l’oxygène qu’on trouvera probablement que c’est un gaz magnétique.
- L’azote se liquéfie à une température plus basse que l’oxygène, et l’on pourrait croire que l’oxygène doit se condenser avant l’azote quand on liquéfie de l’air, comme l’affirment aussi quelques auteurs. Malheureusement ce fait ne se produit pas. Les deux gaz se liquéfient à la fois. Toutefois, dans l’évaporation, l’azote s’échappe avant l’oxygène.
- L’expérimentateur versa une centaine de grammes d’air liquide dans un grand tube à réactif, et une allumette en ignition introduite dans le tube ne se ralluma pas; l’azote mit près de cinq minutes à se réduire par l’ébullition, après quoi du bois en ignition s’enflamma aussitôt introduit dans le tube.
- Tout l’air liquéfié fut attiré par les pôles de l’aimant, sans qu’il y ait eu séparation des deux liquides. L’air est aussi isolant que l’oxygène.
- Les phénomènes que présentent les gaz liquéfiés ouvrent un vaste champ d’investigation. A —2000 G, les molécules de l’oxygène
- n’ont plus que la moitié de leur vitesse de vibration ordinaire, et ont perdu les trois quarts de leur énergie. A ces basses températures, on semble s’approcher de ce que M. Dewar appelle la « mort de la matière », au point de vue des actions chimiques ; l’oxygène liquide, par exemple, n’a pas d’action sur un morceau de phosphore et le potassium ou le sodium y restent intacts. Toutefois, une plaque photographique plongée dans l’oxygène liquide est impressionnable par l’énergie rayonnante, et même à—2oo°C, elle est encore sensible à la lumière.
- Le professeur M’Kendrick a étudié l’effet des basses températures sur les micro-organismes, en soumettant en vase clos du sang, du lait, des fibres musculaires, et d’autres substances pendant une heure à la température de — 182° G, puis en les ramenant et les conservant pendant quelques jours à la température du sang. Toutes ces matières étaient putréfiées. Des semences ont également résisté à d’aussi grands froids. M. Dewar pense donc que cette expérience démontre la possibilité de l’hypothèse de lord Kelvin, d’après laquelle la vie peut avoir été apportée à la terre suffisamment refroidie par un météorite.
- En terminant sa conférence, le professeur Dewar a exprimé ses remerciements à ses deux collaborateurs MM. Lennox et Heath, pour le travail ardu qu’ils ont dû accomplir en préparant des expériences aussi étendues.
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- De l’emploi du mercure dans les égaliseurs de potentiel par écoulement, par M. G. Gouré de Villemon-
- tèe (').
- Dans une note que j’ai eu l’honneur de présenter à l’Académie [Contribution à l'étude des égaliseurs de polenliel par écoulement (Comptes rendus, t. CXVI, p. 140)], j’ai montré la possibilité de réaliser « l’égalisation de potentiel d’un tube et d’un récipient de même métal en faisant écouler du récipient à travers le tube de la grenaille du métal ».
- L’expérience était disposée de manière à éviter toute déformation des corps employés au moment où les grains se détachent du récipient.
- C) Comptes rendus, t. CXVI, p. i5o6.
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- Le travail suivant a eu pour objet de chercher si l’égalisation des potentiels peut être obtenue lorsque le corps qui s’écoule se déforme au moment où il se sépare du récipient, les autres con ditions restant les mêmes.
- Un filet de mercure, extrêmement fin, s’écoule d’un entonnoir en fer et se sépare en gouttes à l’intérieur d’un tronc de pyramide formé par des couches de mercure immobiles maintenues au potentiel zéro. L’immobilité des couches de mercure verticales a été obtenue en formant par élec-trolyse des dépôts de mercure très minces sur des plaques de cuivre recouvertes de platine.
- L’égalité de potentiel des couches électriques qui recouvent un bain de mercure et les dépôts électrolytiques de mercure a été vérifiée par la méthode indiquée (Comptes rendus, t. GXV, p. 727).
- L’entonnoir, monté comme il a été dit {Comptes rendus, t. GXVI, p. 140) peut être relié à l’un des plateaux d’un condensateur formé d’un brin de mercure et d’un disque platiné recouvert d’un dépôt électrolytique de mercure, dont on évalue la charge avec un électromètre très sensible de Hankel.
- 1. On vérifie que le jeu de l’appareil ne produit aucune charge du condensateur, lorsque le mercure ne s’écoule pas.
- 2. L’entonnoir étant relié au condensateur et au sol, on fait écouler le mercure à travers un tronc de pyramide maintenu au potentiel zéro. On isole l’entonnoir et le condensateur et l’on détermine la charge
- 5', io’, im, 2"
- après l’isolement.
- Les résultats d’expériences faites :
- t° Avec du mercure neuf;
- 20 Avec le mercure nettoyé; le poids de mercure écoulé par minute ayant été 3,7 gr. sont :
- 1. La charge du condensateur croît très rapidement avec la durée de l’écoulement.
- Le potentiel du réservoir,nul au début, atteint 0,008 v. après cinq secondes;
- 0,4 v. après une minute et dépasse cette valeur apfès un temps plus long.
- 2. Les potentiels fixes auquels on peut porter le tronc de pyramide ne permettent pas d’établir sur le filet de mercure un potentiel rendant nulle la charge du condensateur.
- L’égalisation des potentiels, réalisable par écoulement d’un corps solide, est irréalisable par écoulement du mercure.
- J’ai cherché la cause de ce fait dans les phénomènes électrocapillaires corrélatifs des déformations de la surface.
- Trois nouvelles séries d’expériences ont été faites en remplaçant le mercure du réservoir et du condensateur par de la grenaille de plomb recouverte de mercure en proportion variable, de manière à former autour des grains un amalgame plus ou moins pâteux.
- Résultats. — 1. Le potentiel du réservoir croît d’une manière continue avec la durée de l’écoulement lorsque les grains sont enveloppés d’un amalgame pâteux susceptible d’extension ou de déchirement.
- 2. Le potentiel du réservoir tend vers zéro lorsque l’épaisseur de l’amalgame diminue et lorsque les grains paraissent plus secs.
- Conclusions. — 1. L’accroissement continu du potentiel du réservoir dans les expériences faites avec le mercure est dû aux phénomènes électrocapillaires corrélatifs des modifications de la surface, lors de la formation des gouttes.
- 2. Les théorèmes établis sur l’égalisation du potentiel par écoulement de corps solides ne peuvent pas être appliqués sans modification aux liquides.
- 3. Les phénomènes électrocapillaires me paraissent être une des causes principales de la discordance des résultats obtenus dans la mesure de la différence de potentiel au contact des liquides :
- i° Par les égaliseurs de potentiel fondés sur l’écoulement ;
- 20 Par l’emploi des électromètres capillaires, discordance attribuée à un phénomène mal défini nommé effet de l'air.
- Trois cas sont à distinguer dans les appareils employés pour égaliser les potentiels par l’écoulement ; le corps qui s’écoule est :
- i° Solide, l’égalisation des potentiels est possible;
- 20 Liquide simple, l’égalisation des potentiels est irréalisable ;
- 3° Liquide décomposable par Véleclrolyse (’).
- C) Les expériences ont été faites au laboratoire de Physique de l’Ecole Normale supérieure.
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- FAITS DIVERS
- Dans le programme des prix que la Société industrielle de Mulhouse décernera en 1894, nous relevons les sujets de concours suivants, qui peuvent intéresser nos lecteurs :
- Médaille d'honneur pour une installation pratique réalisée dans un établissement industriel de la Haute-Alsace en vue de distribuer de la force motrice à un ensemble de machines ou d’appareils, au moyen d’un réseau électrique alimenté par une station centrale génératrice publique ou privée.
- L’installation devra avoir fonctionné pratiquement pendant un an dans la Haute-Alsace; elle devra présenter, entre autres avantages, une économie appréciable sur le mode de distribution employé auparavant : canalisation de vapeur, transmissions rigides ou autres.
- La médaille sera décernée non seulement A l’établissement dans lequel l'installation aura été faite, mais aussi au constructeur qui l’aura montée.
- Médaille d’honneur pour un moteur électrique capable de développer un travail et une vitesse variables à volonté, du simple au décuple au moins, pouvant être branché sur un réseau de distribution électrique et présentant, aux vitesses variables qu’on lui fait subir, des écarts de rendement de moins de 20 0/0. La puissance du moteur, à charge et vitesse de régime, devra être de dix chevaux au moins; son rendement, à ces charge et vitesse, devra égaler celui des moteurs électriques courants.
- Médaille d’honneur pour un mémoire traitant de la dépense comparative d’une installation électrique et d’une usine à gaz, destinées l’une et l’autre à fournir l'éclairage à un centre de population d’au moins 3o 000 âmes.
- La comparaison portera spécialement sur les points suivants :
- i° Dépenses d’installation de la station centrale et de l’usine à gaz, de la distribution électrique et de la canalisation, de l’appareillage à domicile;
- 20 Dépenses de charbon nécessitées pour la production de force à la station centrale et la fabrication du gaz;
- 3° Dépenses d’exploitation et d’entretien dans les deux cas admis.
- Un chapitre spécial sera consacré A l’évaluation détaillée des dépenses et des recettes résultant, dans le cas d’une usine A gaz, de la mise en valeur des sous-produits de la distillation.
- Un chapitre traitera, en se basant sur un nombre suffisant de déterminations expérimentales, de la valeur photométrique des becs de gaz d’une consommation donnée et des lampes électriques qui leur sont couramment substituées. Il convient, en effet, dans la comparaison qu’il s’agit d’établir, de tenir compte du fait que la substi-
- tution de la lumière électrique A celle du gaz comporte généralement une augmentation du pouvoir éclairant.
- Quelques-uns des prix de l’année dernière sont remis au concours :
- Médaille d’argent pour un appareil réglant automatiquement la température et l’état hygrométrique de l’air dans les étendages des fabriques d’indiennes.
- Médaille d’honneur pour un psychromôtre permettant de constater l’état de saturation d’une atmosphère de vapeur confinée ou l’état hygrométrique d’un mélange d’air et de vapeur aux environs de ioo». Cet appareil devrait de préférence transmettre, ses indications au dehors de la cuve de vaporisage.
- Médaille d’argent pour une application quelconque de l’électricité dans l’industrie de l’impression.
- Médaille d’argent pour l’invention d’un pyromètre enregistreur destiné A évaluer la température des produits gazeux de la combustion de la houille sous les chaudières A vapeur.
- On demande un instrument capable d’indiquer avec une approximation d’au moins 5o/o la température d’un courant gazeux dans le carneau d’une chaudière à vapeur entre les limites de 3ob à 800 degrés.
- Parmi les prix nouveaux nous remarquons ;
- Médaille d’honneur pour une étude complète de l’acti-nométrie.
- L’auteur devra passer en revue les différents moyens proposés pour déterminer l’intensité des radiations chimiques du soleil et vérifier dans quelles limites les réactions obtenues sont proportionnelles aux intensités lumineuses mises en jeu.
- Médaille d’honneur pour une nouvelle méthode acti-nométrique offrant sur celles que l’on connaît l’avantage d’une manipulation plus rapide et d’une précision plus grande. On trouvera dans la brochure de M. Radau (Actinométrie, Gauthier-Villars et fils, Paris, 1877) une revue rétrospective complète de la question.
- Médaille d’argent et une somme de 5oo francs pour un moyen nouveau de déterminer là quantité d’eau entraînée par la vapeur hors des chaudières.
- Médaille d’honneur pour au appareil indicateur totalisateur du travail des machines A vapeur.
- L’appareil devra donner A la fin de la journée un tracé qui, en permettant de retrouver le détail des éléments du travail pendant une partie quelconque de la période entière, totaliserait les ordonnées moyennes et le chemin parcou ru.
- Les mémoires devront être adressés avant le i5 février 1894 au président de la Société industrielle de Mulhouse.
- Pour toutes les conditions de concours et pour plus amples renseignements s’adresser au secrétariat de cette société.
- Dans un de nos derniers numéros nous annoncions que le Syndicat des inventeurs de France, de concert
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- avec l'Association des inventeurs et artistes industriels, organisait une manifestation sur la tombe d’Archereau, l'inventeur mort dernièrement dans un état voisin de la misère.
- Cette manifestation vient d’avoir lieu. Trois cents personnes environ y assistaient.
- Après le dépôt sur la tombe d’une très belle couronne offerte par souscription et sur laquelle avait été placée cette seule inscription : « Les inventeurs à Archereau », M. A. Bouvret, secrétaire du syndicat, et D. Légat, président de l’Association, ont prononcé des discours.
- M. Bouvret, après avoir rappelé le rôle d’Archereau dans l’invention du régulateur et les recherches qui le conduisirent à la fabrication des agglomérés de houille, a raconté les déboires de l’inventeur.
- La création des agglomérés, qui devait enrichir les mines, les chemins de fer, les compagnies de navigation, causa la ruine de l’inventeur qui, ayant vendu son brevet, en fut payé, comme il le racontait lui-même, en monnaie de faillite, sans espoir de rentrer jamais dans les dépenses énormes qu’il avait eu à faire.
- Un’ trait de la vie d’Archereau :
- C’était à la fin de 1870. Paris bloqué manquait de combustible et le froid était fort. Les hôpitaux étaient à la veille non seulement de ne plus pouvoir chauffer leurs salles, mais de ne plus pouvoir faire cuire leurs aliments, ni même préparer les boissons et remèdes nécessaires aux soins les plus sommaires. On appela Archereau.
- Ce dernier n’était pas homme à céder devant les difficultés. Mettant une énergie, qui ne lui fit jamais défaut, à la hauteur de la tâche à accomplir, en quatre jours et quatre nuits il transforma les fours de l’usine où devait avoir lieu la fabrication, et six jours juste après la demande qui lui avait été faite, il produisait journellement 80 tonnes de briquettes de poussier de coke, le seul combustible qui restât dans la capitale. En quelques jours un chantier de bois de 80000 francs était transformé en charbon, et Paris pouvait à nouveau faire du feu, et les hôpitaux n’avaient plus à redouter les horreurs du froid.
- En souvenir de cela, l’Assistance publique servit à Archereau jusqu'à sa mort une pension d’un franc par jour. Et cette pension lui fut précieuse, car celui qui avait rapporté des millions à l’industrie en était réduit à la misère et fût infailliblement mort de faim si les sociétés savantes et philanthropiques n’étaient venues à son secours pour lui permettre de manger du pain.
- Nous savons que les Sociétés qui ont pris l’initiative de cette manifestation vont adresser au Conseil municipal de Paris une demande de concession à perpétuité, et qu’un monument commémoratif sera élevé sur la tombe de l’invènteur des agglomérés.
- Une souscription est ouverte pour faire face aux frais que nécessitera l’érection de ce monument.
- Dans l’orage du 20 juin, le circuit de la force verticale a été foudroyé à l’observatoire du Parc Saint-Maur. Comme nous l’avons expliqué, ce circuit est isolé sur des poteaux. Il sera pourvu d’un paratonnerre permettant au fluide électrique développé par influence de s’écouler dans le sol.
- D’autres phénomènes ont été observés pendant cet orage sur les deux autres lignes telluriques. Les oscillations du galvanomètre apériodique de la ligne Est-Ouest ont été enregistrées régulièrement depuis 2 heures de l'après-midi jusqu’à 7 heures 1/4, mais il n’en a pas été de môme sur la ligne Nord-Sud. Le galvanomètre a été mis hors de service au commencement de l’orage. La courbe, dit-on, présente de très nombreuses oscillations; une vingtaine, très rapides et très étendues, correspondent aux chutes de foudre constatées dans le voisinage ; à l’aide de l’échelle des abscisses, ces traces peuvent servir à retrouver l’heure exacte des principales fulgurations produites pendant toute la durée de l’orage.
- On a constaté de plus deux signaux analogues à celui du courant qu’une horloge fonctionnant dans le pavillon magnétique envoie à 6 heures du matin et à 6 heures du soir dans le pavillon électrique pour synchroniser les observations. Il faut donc qu’un courant d’induction ait circulé dans le circuit télégraphique, long de 3 mètres, qui conduit les courants deux fois par jour. Mais les photographies du service magnétique ne portent point de signe. Il en faut donc conclure que ces courants d’induction n’ont point passé par l’horloge et qu’un circuit complet fermé probablement par une trombe d’eau, peut-être électrique, s’est formé entre deux fils parallèles écartés de trente centimètres. Cette hypothèse n’a rien en soi d’inadmissible. En effet, la pluie a été d’une énorme intensité puisque dans environ 5 heures la série d’averses séparées par des intervalles où le ciel se découvrait complètement a donné une hauteur d’eau de 38 millimètres.
- Malheureusement, l’enregistrement des phénomènes d’électricité atmosphérique n’a pas eu lieu pendant cette journée remarquable sur laquelle nous aurons l’occasion de revenir pour les travaux d’installation d’un appareil destiné à mesurer les variations de la pesanteur.
- Depuis le 28 juin les enregistrements ont recommencé d’après les principes que nous avons décrits.
- Récemment un ballon, le Ilumboldt, descendu en Allemagne, a fait explosion après avoir atterri. On a cherché diverses causes à cet accident. L’opinion la plus plausible est qu’au moment où l’aréonaute a touché la soupape métallique il s’est produit une étincelle électrique qui a mis le feu au gaz. On a constaté, en effet, que les ballons qui ont été détruits par des explosions avaient tous des soupapes métalliques, qui prenaient des charges électriques qu’elles abandonnent quand elles sont mises en communication avec la terre.
- Pour éviter le retour de semblables accidents, VElektro-
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- technische Zeitschrift conseille d’incorporer à une ou plusieurs des cordés de soutien de la nacelle dés fils de cuivre qui réunissent la soupape au dessous de la nacelle, de façon que la charge s’écoule A la terre au moment de l’atterrissement.
- M. Brown-Séquard vient de signaler à l’Académie une observation importante de M. d’Arsonval. On admet généralement que l’excitabilité électrique des muscles disparaît peu de temps après la mort. Cela est vrai quand on prend pour déceler cette excitabilité le raccourcissement en masse du muscle. Mais ce procédé est insuffisant pour nous renseigner sur les mouvements de faible amplitude.
- Depuis plusieurs années, M. d’Arsonval se sert d’un microphone à réglage magnétique appelé myophone pour étudier les vibrations du muscle. Le myophone rend un son bien avant que l’excitation soit suffisante pour amener la contraction en masse ; l’intensité du son est plus grande si le muscle est tendu par un ressort.
- A l’aide de cet appareil, M. d’Arsonval a reconnu que l’excitabilité du nerf peut durer plusieurs heures après la mort. Pour le constater il suffit d’attacher le tendon d’Achille d’un, cobaye ou d’un lapin au myophone et d’exciter le nerf sciatique à l’aide d’un courant interrompu cinquante ou cent fois par seconde.
- Ces expériences démontrent que le nerf peut agir sur le muscle sans qu’il y ait contraction apparente, mais simple vibration moléculaire. On a également la preuve par cette expérience que la mort du nerf est bien moins rapide qu’on ne le croyait.
- M. E. Manville, électricien à Londres, a présenté à une commission de la Chambre des lords un appareil pour marquer la viande importée. Le courant électrique chauffe un organe qui laisse sur la viande un trait continu de la profondeur de la peau. Comme beaucoup d’abattoirs possèdent l’éclairage électrique, ce procédé pourrait être appliqué.
- Eclairage électrique.
- Au printemps de l’année 1892 la municipalité de Cape-town (Afrique du Sud) décida d’ériger une grande station centrale d’électricité. Après avoir contracté à Londres un emprunt de 260000 livres sterling, la ville proposa à un certain nombre de maisons d’électricité d’envoyer A Capetown des ingénieurs qui, après avoir pris connaissance des conditions locales, présenteraient au conseil des projets pour l’érection de la station centrale. Prirent part à ce concours les maisons Crompton et C°, Thomson-Houston, Woodhouse et Rawson, ei Siemens et Halske.
- La préféience fut accordée à l’un des trois projets présentés par la maison Siemens et Halske. Le premier de
- ces projets avait prévu l’emploi du courant alternatif avec transformateurs; le second, un système A courant continu avec distribution à trois fils et quatre sous-stations d’accumulateurs; enfin, le troisième, qui fut adopté, préconisait l’emploi du courant continu avec distribution à cinq fils, une station primaire placée A deux kilomètres de la ville et une sous-station d’accumulateurs installée dans la ville même.
- Quoique ce projet ne fût pas le moins cher, son adoption fut décidée à la suite de la recommandation de la maison Siemens basée sur l’expérience acquise dans les stations dé Vienne-Neubad, Vienne-Mariahilf, Vienne-Leopoldstadt et Trente, et parce que le Lord Mayor de Capetown avait pu se convaincre de l’efficacité du système en visitant quelques-unes de ces stations, et en ayant égard aux résultats obtenus par la Société alsacienne de construction au secteur Clichy.
- La force motrice est fournie par une chute d’eau très constante du Tessina descendant du Mont de la Table. Une conduite de tuyaux de 7 kilomètres de longueur, dont l’emploi permet d’obtenir une chute de 400 mètres environ, mène l’eau aux turbines de la station génératrice. On installe deux turbines à axe horizontal couplées chacune directement avec une dynamo Siemens à pôles intérieurs, d’environ i35ooo watts ou de 200 chevaux, à 25o tours par minute. Un moteur à vapeur servira de réserve.
- Le courant est conduit à la sous-station d’accumulateurs par une ligne de 2 140 mètres de longueur, formée de câbles A armature de ruban de fer de 2x95 mm.2 de section de cuivre. La sous-station comprend une batterie d’accumulateurs Tudor de 272 éléments d’une capacité de 1404 ampères-heures, avec un débit de 468 ampères*
- Les câbles principaux, de même que les câbles de distribution dans les rues principales, sont enfouis sous terre, tandis que les autres lignes sont formées de fils de cuivre nu portés par des poteaux en fer fournis par la maison Siemens Brothers de Londres. La longueur totale des conducteurs souterrains est de 35 985 mètres, celle des lignes aériennes de 244 800 mètres.
- L’installation doit pouvoir alimenter 6000 lampes, don 400 lampes à incandescence de 25 et 35 bougies, et 3o lampes à arc de 8 ampères pour l’éclairage des rues. Le montage de toute l’installation doit être en grande partie terminé au mois de décembre de l’année prochaine. Ce délai assez reculé est justifié par la nécessité d’exécuter des travaux considérables pour l’installation des moteurs hydrauliques.
- Télégraphie et Téléphonie.
- The Electrician annonce que la Chambre des Communes d’Angleterre vient de voter une subvention pour établir une ligne télégraphique reliant les Seychelles et
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- Maurice au réseau de l’Eastern and South African Tele-graph Company, à Zanzibar. Le câble est construit et sera posé par laTelegraph Construction and Maintenance Company avant la fin de cette année.
- Cette addition importante au réseau de l’Eastern Tele-graph Company était depuis longtemps en projet et sera un grand bienfait pour l’île Maurice qui a souffert beaucoup de son isolement du réseau télégraphique général; elle constituera une section importante du réseau déjà très étendu des télégraphes dans les mers orientales.
- Nous avons annoncé il y a quelque temps que les chambres de commerce de Strasbourg, Colmar et Mulhouse étaient en instance auprès de l’administration allemande des postes et des télégraphes, pour obtenir que les trois centres alsaciens fussent reliés téléphoniquement. Or, ce projet n’a pu être réalisé ; l’administration exigeait, en effet, des chambres de commerce qu’elles garantissent une recette maxima de 16000 marcs (20000 francs) et de 20000 marcs dans le cas où la ligne devait rejoindre Sainte-Ma-rie-aux-Mines, et les chambres ont jugé qu’il ne pouvait être question pour elles d’assumer une obligation de ce genre lorsqu’il s’agissait pour une administration de l’État de créer un nouveau service public.
- La ligne téléphonique Paris-Londres prouve par l’activité du service de transmission que sa création a répondu à un besoin très réel. Toutefois, la cherté relative des communications téléphoniques a fait naître plusieurs petites industries, dont nous avons déjà eu l’occasion de parler. Outre les personnes qui trouvent là une application de leur talent de diction au téléphone, talent très spécial, il y a les sténographes téléphoniques.
- On peut passer de Paris à Londres 460 mots pour 10 francs; or, le télégraphe ne permet de faire passer que 48 mots pour la même somme. Mais le télégraphe imprime ces 48 mots sur le papier, tandis que le téléphone, qui en envoie 400, 450 ou môme 5oo pour le même prix ne les fixe nulle part. C’est là qu’intervient la sténographie.
- Le fil téléphonique Londres-Paris est un de ceux qui rendent l'expression vocale avec le plus de clarté. La nuit surtout, quand tout est calme, lorsque le temps est beau, que l’air n’est point saturé d’électricité, que les courants d’induction sont à peu près nuis, la « friture », c’est à-dire ce petit crépitement qu’on perçoit sur les lignes téléphoniques, est réduite à son minimum.
- Si les récepteurs téléphoniques à Londres s’appliquent bien aux oreilles, si le téléphoniste de Paris possède l’art de dicter au téléphone, l’auditipn à Londres est à peu près parfaite au point de vue sténographique.
- Malheureusement, ces conditions sont rarement remplies. Le bruit extérieur de la rue, le mouvement inté rieur de la maison, la mauvaise disposition des récep-
- teurs, le moindre frottement des fils contre les vêtements, le froissement de la feuille de papier qu’on tourne ; enfin et surtout la « friture » produite sur la ligne viennent trop souvent rendre la tâche du sténographe assez délicate. C’est alors que se démontre l’infériorité téléphonique de la langue anglaise, et que se vérifient une fois de plus la netteté et la clarté vocales de la langue française.
- Les membres de l’Association professionnelle des sténographes français ont pu constater cette infériorité. Voici l’explication qu’ils en donnent dans leur Bulletin :
- Prenons les mots français : « cérémonie », « président » et leurs équivalents anglais : « ceremony », « president ».
- Dans chacun des mots anglais il y a une syllabe fortement accentuée : cé, pré, c’est-à-dire qu’elle est prononcée, au préjudice des autres, avec une très grande intensité ou une très longue insistance. Cette syllabe tonique donne au mot anglais sa couleur. Il peut y avoir des divergences entre les Anglais au sujet de la prononciation des syllabes atones, mais il est très rare qu’il y en ait sur la syllabe accentuée, qui est assez généralement la première du mot.
- Toute Pâme du polysyllabe anglais est donc dans une syllabe forte déterminée, fixée par l’usage. En revanche, toutes les syllabes voisines sont faibles, indistinctes, presque murmurées. Il en résulte que, 75 fois sur 100, l’oreille peut avoir de la difficulté à se faire une différence entre les mots anglais : président, présent, qui arrivent trop souvent par le téléphone sous la forme « prez’ntte », ou même « prez’nne », quand le téléphoniste anglais n’a pas suivi au préalable des cours de diction.
- Dans un mot tel que « ceremony » on saisira nettemént cé, syllabe qui porte le coup de marteau; mais une « friture » un peu forte, le moindre bruit extérieur rendront si confus le murmure final « remony », qu’il échappera entièrement, ou, ce qui revient au même, qu’il parviendra sous la forme d’un bruissement insaisissable.
- Dans le mot français, au contraire, il n’y a pas de syllabe vigoureusement accentuée; en revanche, il n’y en a pas qui soient murmurées. Si, dans un mot tel que « cérémonie », qui a quatre syllabes, une des syllabes se perd dans la « friture », il en restera trois bien distinctes qui formeront un contexte en général suffisant.
- 11 y a à Londres une agence télégraphique qui, n’ayant pas su trouver de sténographes français capables à son gré, a installé à Paris un personnel de sténographes téléphonistes anglais. Elle fait tout son service téléphonique en anglais. L’usage de la langue anglaise triple ses frais. Elle s’estime heureuse, dit-on, quand elle peut faire passer 90 mots par minute, tandis que les téléphonistes français atteignent i5o mots par minute.
- Imprimeur-Gérant : V. Nory.
- Imprimerie de La Lumière Electrique. — Paris, 3i, boulevard des Italiens.
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- La Lumière Electrique
- Journal universel d’Electricité
- 31, Boulevard des Italiens. Paris Directeur : Dr CORNÉLIUS HERZ
- XV ANNÉE (TOME XLIX)
- SAMEDI 15 JUILLET 1893
- N° 29
- SOMMAIRE. — Alternateur sans self-induction Hutin et Leblanc; F. Guilbert. — Intensité lumineuse des décharges induites dans les gaz raréfiés: J. Blondin. — Dynamos à vapeur pour la marine ; A. Hess. — L’aluminium et son électrométallurgie; Gustave Richard. — Histoire chronologique de l’électricité, du galvanisme, du magnétisme et du télégraphe; P.-F. Mottelay. — Chronique et revue de la presse industrielle : Supports pour plaques d’accumulateurs Dralie. — Accumulateurs Picard et Thame. — Compteur Ericson pour circuits à trois fils. — Cornet téléphonique Annebt. — Fabrication des plaques de mica, procédé Jefferson et Munsell. — Téléphone à quatre contacts Meyer. — Avertisseur d’incendie. — Galvanomètre Ayrton et Mather. — Galvanomètre astatique Frœlich. — Electrolyse des chlorures alcalins, procédé Fitz-Gerald. — Servo-moteur électrique Giles.— Traitement électrique de la neurasthénie stomacale, par le Dr Boisseau du Rocher. — Presse pour couvrir de plomb les conducteurs électriques. — L’électricité appliquée à la traction des trains de chemins de fer. — Revue des travaux récents en électricité : Société internationale des électriciens (séance du 3 juillet i8g3). — Sur les phénomènes d’interférence des ondes électriques traversant différentes épaisseurs d’électrolyte, par G. Udny Yule. — Sur la dissipation d’énergie dans un champ électrique tournant et sur l’hystérésis électrostatique, par Riccardo Arno. — L’électrooptique. — Faits divers.
- ALTERNATEUR SANS SELF-INDUCTION
- 1IUTIN ET LEBLANC
- Notre regretté collaborateur M. Géraldy disait dans un article sur la self-induction dans les machines, en parodiant un mot célèbre : la self-induction, voilà l’ennemi ; on pourrait ajouter: un ennemi peu commode à vaincre. Néanmoins, plusieurs procédés récents semblent devoir en venir à bout.
- Les phénomènes de self-induction correspondent, comme on le sait, à l’inertie d’un fluide quelconque en mouvement et leur présence dans les alternateurs est la seule cause de la diminution de la puissance spécifique et du rendement de ces machines, éléments qui font qu’à puissance égale les alternateurs coûtent plus cher et ont moins bon rendement que les machines à courants continus.
- MM. Hutin et.Leblanc ont indiqué autrefois les premiers un moyen, bien connu aujourd’hui, de compenser les phénomènes de self-induction. L’adjonction d’un condensateur de capacité convenable est en effet très pratique pour annuler les effets de la self-induction, mais étant donné le prix de revient des condensateurs industriels actuels et la capacité nécessaire
- pour des alternateurs de fréquence moyenne ou basse, ce procédé ne peut être employé avantageusement qu’avec des fréquences très élevées, et dans ce cas, la dépense est compensée largement par la meilleure utilisation des alternateurs.
- La question n’en restait donc pas moins à résoudre dans le cas des alternateurs de fréquences moyennes et qui sont les plus employés actuellement dans l’industrie. Il appartenait aux auteurs du premier procédé d’en imaginer un second plus économique dans le cas des fréquences moyennes.
- Leur procédé repose sur l’emploi du collecteur dont l’effet dans les machines à courant continu est de supprimer complètement les phénomènes de self-induction et qui a permis d’amener ces machines au degré de perfectionnement qu’elles ont atteint.
- Le collecteur permet en effet de grouper les diverses bobines de l’induit en deux circuits par exemple, comprenant chacun un même nombre de bobines et où les forces électromotrices de self-induction de l’un sont d’un certain sens, tandis que celles de l’autre sont de sens contraire. Les différentes parties de l’armature ne font ainsi qu’échanger entre elles leur énergie potentielle. Avec le condensateur, il y avait échange d’énergie entre chaque circuit de l’induit et le condensateur qui lui était adjoint.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- L’emploi du collecteur dans les machines à courants alternatifs peut produire le même résultat si le type de la machine est choisi convenablement.
- Un type particulier d’alternateur était donc à créer, c’est ce que se sont proposé MM. Ilutin et Leblanc.
- Le principe de leur solution est le suivant :
- Considérons une machine bipolaire quelconque à courant continu dont l’induit contient un nombre pair de sections 2 n, et un collecteur muni du même nombre de lames.
- Le courant qui traverse chaque section de l’induit change de sens chaque fois que les deux touches du collecteur auxquelles sont fixées les extrémités de la section passent sous un des balais.
- Fig. 1
- électromotrices de toutes les sections montées en série entre les deux balais.
- Ceci posé, supposons que le circuit de chaque section de l’induit se prolonge en dehors de la machine et comprenne un circuit extérieur.
- La figure 2 représente un système de ce genre, le nombre des sections et celui des lames du collecteur sont de 12.
- Les nouvelles sections composées chacunede l’ancienne section et de son circuit extérieur sont connectées comme celles d’une machine ordinaire à courant continu, c’est-à-dire montées en série et réunies aux touches du collecteur comme le montre la figure 2.
- De cette façon, les circuits extérieurs sont traversés par le même courant que les sections
- Fig-. 2.— Schéma de l’enroulement induit de l’alternateur Hutin et Leblanc.
- La variation de l’intensité dans chaque section peut être représentée par une courbe périodique, telle que celle qui est indiquée sur la figure 1, et en ne tenant pas compte toutefois du temps où la section est mise en court circuit. L’intensité reste constante en valeur absolue et éprouve des renversements périodiques dont la
- fréquence est égale à la vitesse de rotation -r|; de
- la machine exprimée en tours par seconde.
- Toutes les courbes périodiques représentant les variations de l’intensité dens chaque section seront évidemment identiques, mais elles présenteront une différence de phase de — de pé-
- 2 n r
- riode lorsqu’on passera d’une section à la suivante.
- Tout ceci est indépendant du calage des balais de la dynàriao. ou autrement dit de la somme algébrique à un instant quelconque des forces
- proprement dites de l'armature, courant qui est encore représenté par les cqurbes périodiques
- de la figure 1, c’est-à-dire de fréquence 7^, les
- différents courants étant décalés de — de pé-
- in r
- riode, ou — dans le cas actuel.
- 12
- Si les circuits étaient le siège de forces électromotrices périodiques de fréquence 7^ d’égale amplitude et présentant entre elles des différences de phases consécutives de — de période, r 2 n r
- l’introduction de ces forces électromotrices équivaudrait simplement à un changement de calage des balais. La machine fonctionnant comme génératrice fournirait un courant continu et la self-induction apparente du système serait nulle.
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- . B3
- En effet, de même que nous l’avons expliqué plus haut dans le cas d'une machine à courant continu ordinaire, le circuit résultant contiendra toujours autant de circuits où les forces électromotrices de self-induction ont un certain sens que de circuits où elles ont un sens contraire.
- La machine disposée comme il vient d’être dit développera dans les 2 11 circuits extérieurs distincts, 2 n courants périodiques décalés entre
- eux de “ de période et sa self-induction apparente sera nulle. Ce sera donc en somme une machine à courants polyphasés sans self-induction .
- Cette machine pourra donner en même temps un courant continu entre ses deux balais. Dans le cas où elle ne sera utilisée que comme alternateur, ces balais seront fermés sur eux-mêmes en court circuit.
- L’utilisation directe d’une semblable machine nécessiterait l’emploi de in conducteurs travaillant également, ce qui est un des plus grands inconvénients des machines à courants polyphasés. Mais on sait que l’on a avantage dans les transports de force à n’employer que des machines à basse tension pour transformer ensuite les courants alternatifs produits en courants à haute tension au moyen d’un transformateur quelconque.
- Fig. 3 et 4. — Coupes de l’alternateur Hutin et Leblanc suivant l’axe et perpendiculairement à l’axe.
- MM. Ilutin et Leblanc ont indiqué dernièrement, à propos de la transformation des courants altei'natifs en continus, un transformateur d’une disposition spéciale permettant de transformer
- trois courants alternatifs décalés de de période
- ou quatre courants décalés de de période et amenés par autant de conducteurs distincts en 2 « courants périodiques décalés de-1- de période et développés dans 2 n circuits distincts. Nous avons décrit cet ingénieux procédé (‘) et nous savons qu’il est réversible.
- Ce transformateur, comme tous les appareils de ce genre, a une self-induction apparente sen-
- (') La Lumière Electrique, p. 5i, vol. XLVli.
- siblement nulle, il n’en introduira donc pas dans le système. D’ailleurs, les 2 n circuits ainsi reliés à la machine, si l’on se rappellele fonctionnement de ce transformateur, sont le siège de forces contre-électromotrices de self-induction remplissant les conditions définies plus haut, c’est-à-dire sont périodiques, d’égale amplitude, de même
- fréquence et décalées de de période, ils ne
- produisent donc aucune modification dans le fonctionnement de la génératrice et l’on ob-
- de période, ou quatre décalés de 1/4 de période, susceptibles d’être transportés par trois oü quatre conducteurs à la manière ordinaire.
- Telle est la solution de MM. Mutin et Leblanc dans le cas des courants polyphasés.
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- • Les figures 3, 4, 5 et 6 représentent une application de ce dispositif à une machine multipolaire.
- La figure 3 est une demi-coupe passant par l’axe, de la dynamo. L’armature induite formée d’un anneau Gramme ordinaire est fixe. L’inducteur est mobile à l’intérieur de cet anneau et est excité par une seule bobine concentrique à l’axe de la machine. Le noyau de cette bobine porte des épanouissements polaires, dont une moitié part d’une de ses extrémités et l’autre moitié de l’autre extrémité. Ces épanouissements viennent s’entrecroiser près de l’anneau Gramme, de façon à constituer une série de pôles alternativement positifs et négatifs, comme le montrent les figures 3 et 4, cette dernière montrant une partie de la coupe faite dans l’inducteur par un plan perpendiculaire à l’axe.
- Les extrémités des épanouissements polaires sont percées de trous parallèles à l’axe où l’on introduit des boulons de cuivre dont les extrémités sont rivées à deux cercles de bronze.
- Le lecteur reconnaîtra dans ce dispositif les circuits amortisseurs de MM. Ilutin et Leblanc, destinés à faciliter la synchronisation des dynamos et à assurer le maintien du synchronisme, soit lorsqu’on emploie plusieurs génératrices couplées en parallèle, soit lorsque deux machines marchent en transport de force.
- Les machines de ce genre seront en pratique généralement multipolaires afin d’avoir une fréquence suffisante sans augmenter trop la vitesse.
- La disposition à donner aux machines multipolaires se comprend d’elle-même. Une machine multipolaire peut être considérée comme formée de plusieurs machines bipolaires juxtaposées sur un même anneau, chaque machine comprenant les sections situées entre deux pôles successifs du même nom.
- Les sections qui occupent au même instant la même position par rapport aux pôles de même nom seront le siège de forces électromotrices égales en amplitude et décalage et pourront être réunies soit en série soit en quantité. On for-merg ainsi avec la machine entière autant de groupes qu’il y a de sections dans chaque machine élémentaire ; chaque groupe fonctionnera comme une section unique d’unê machine bipolaire et sera réuni en série avec les autres et relié aux lames du collecteur, après avoir été couplé
- avec le circuit correspondant du transformateur comme il est indiqué sur la figure 2.
- Le collecteur est fixe et par suite les balais deviennent mobiles. Pour qu’ils puissent tourner à la même vitesse que la dynamo, le collecteur devra avoir autant de lames qu’il y a de sections en tout sur la machine et reliant entre elles toutes les touches correspondant aux sections reliées entre elles.
- MM. Hutin et Leblanc ont adopté un système de collecteur fixe et de balais mobiles qui est le suivant :
- Le collecteur (fig. 5) est creux et en son intérieur tourne une sorte d’étoile également creuse en bronze dont les parois intérieures sont recouvertes d’un isolant.
- Les balais sont constitués par des rayons en charbon pouvant coulisser dans les brançhes de
- l’étoile et s’appuyant sur le collecteur par suite de la force centrifuge.:
- Ces charbons sont galvanisés et à chacun d’eux est soudé un fil souple permettant de recueillir à l’extérieur le courant qui le traverse.
- La figure 6 représente un des balais, constitué par la juxtaposition de plusieurs crayons dans une même branche de l’étoile.
- Si la machine fonctionne comme génératrice et si elle est excitée par une source indépendante les balais seront réunis entre eux et il sera inutile d’isoler les parois de l’étoile.
- Si au contraire la machine fonctionne comme réceptrice, l’excitation pourra être fournie par le courant passant d’un balai à l’autre, courant qui sera continu lorsque la machine sera synchronisée.
- La figure 7 représente une vue d’ensemble de la machine de MM. Ilutin et Leblanc.
- Pour pouvoir faire fonctionner en réceptrice, ces machines devront tourner à la vitesse du synchronisme.
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- L’absence de self-induction et la présence des amortisseurs leur donnera une stabilité de marche très grande.
- Un seul point reste donc à régler, c’est celui qui consiste à amener cette machine à la vitesse du synchronisme, c’est-à-dire le démarrage.
- L’amortisseur, disposé comme l’indique la figure 3, s’oppose au passage de tout flux variable dans les inducteurs, et par suite la machine ne peut fonctionner qu’à la vitesse du synchronisme.
- Il est donc nécessaire de lui communiquer préalablement cette vitesse.
- Il conviendrait, pour permettre à la machine de se lancer seule, de ne pas amortir le flux dans toutes les directions.
- Fig. 7. — Alternateur Hutin et Leblanc.
- D’autre part, le système d'inducteurs que nous venons de décrire et qui présente de très grands avantages par suite de la faible dépense d’excitation ne comporte pas la division de ses noyaux magnétiques.
- C’est pourquoi MM. Hutin et Leblanc remplacent, dans le cas de machines réceptrices, l’inducteur précédent par le suivant, représenté par la figure 8.
- Cet inducteur est rormé d’une pile de tôles découpées en forme d’étoiles, isolées et superposées. Les branches de l’étoile s’épanouissent vers la périphérie et sont entourées des bobines enroulées comme le montre schématiquement l’une des branches. Les bobines sont connectées de façon à obtenir aux extrémités des branches une série de pôles alternativement nord et sud.
- Les extrémités supérieures des branches sont percées de trous dans lesquels passent les bou- 1
- Ions amortisseurs b, b..., isolés des tôles et dont les extrémités sont rivées à deux cercles de bronze qui serrent en même temps les tôles entre elles.
- Avec cette disposition, les amortisseurs s’opposent bien à la production des flux se fermant sur eux-mêmes, suivant un chemin tel que a fi yS entourant le boulon, mais ils laissent passer les flux proprements dits qui se terment suivant le chemin A B C D.
- Grâce à cette disposition particulière, la machine pourra démarrer.
- Il nous reste à dire quelque chose sur l’application de la nouvelle machine de MM. Hutin et Leblanc aux courants alternatifs ordinaires.
- Cette machine s’applique sans aucune modifi-
- Ÿ
- Fig. 8
- cation aux courants alternatifs monophasés. Il suffit, en effet, de lancer le courant alternatif dans l’un des circuits primaires du transformateur et de fermer tous les autres sur eux-mêmes.
- Dans ces conditions, l’énergie emmagasinée dans les circuits fermés sur eux-mêmes, en vertu de leur self-induction, forme un véritable volant destiné à parer aux variations de l’énergie débitée sur la ligne.
- Dans ce cas, les transformateurs employés transformeraient un courant alternatif monophasé quelconque, en 211 courants alternatifs de
- même fréquence et décalé successivement de —
- 2)1
- de période. Cette propriété est réversible.
- Le nouveau système de MM. Hutin et Leblanc, transformateur et alternateur, ouvre donc un horizon nouveau aux applications déjà nombreuses des courants alternatifs.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- G’est un pas de plus fait vers le progrès et nous avons tout lieu de croire que cette élégante solution du transport de force recevra avant peu une application digne d’elle qui viendra récompenser les auteurs des nombreuses découvertes dont l’industrie électrique française leur est redevable.
- F. Guilbert.
- INTENSITÉ LUMINEUSE
- DES
- DÉCHARGES INDUITES DANS LES GAZ RARÉFIÉS
- Les deux dispositions généralement employées pour la production des décharges induites dans les tubes à gaz raréfiés sans électrodes sont représentées schématiquement par la figure i. Dans l’une (7) les deux armatures A et B d'une bouteille de Leyde sont reliées aux pôles d’une machine électrique ou d’une bobine de Ruhm-korff. Ces deux armatures sont en outre reliées entre elles par un fil conducteur A CB, ayant en D un interrupteur et formant en G un enroulement de quelques tours dans lequel on place le tube ou mieux l’ampoule à gaz raréfié. Quand les décharges éclatent en D, un courant se produit dans le circuit A G B, que nous appellerons circuit primaire. Si la self-induction L de ce
- Les phénomènes qui accompagnent les décharges électriques produites soit par les machines statiques, soit par les bobines d’induction, sont tellement variés que, malgré bien des tentatives, aucune explication satisfaisante n’a pu en être donnée. Les décharges dans les tubes à gaz raréfiés ont particulièrement attiré l’attention des expérimentateurs et M. Crookes, pour ne citer que lui, a réalisé ainsi de nombreuses expériences, très intéressantes et très suggestives. Malheureusement, au point de vue des conséquences théoriques sur la nature de l’électricité qu’on peut espérer déduire de l’étude des décharges, les expériences de M. Crookes ne présentent pas toute la simplicité désirable, les phénomènes se trouvant compliqués par la présence d’électrodes métalliques.
- L’emploi des tubes à gaz raréfiés sans électrodes offre sous ce rapport un avantage capital en supprimant cette complication. Aussi l’étude des décharges effectuées dans ces conditions, qui ne date guère que de trois ou quatre ans, a-t-elle été poursuivie par plusieurs physiciens, notamment MM. N. Tesla, Elihu Thomson, J.-J. Thomson. Récemment encore elle donnait lieu à une intéressante communication de M. Rimington à la Société de Physique de Londres, dans laquelle nous trouvons une explication théorique satisfaisante des phénomènes observés. Cette communication était d’ailleurs accompagnée .de nombreuses expériences dont quelques-unes ont été décrites dans ce journal (1).
- (‘) La Lumière Electrique, 20 mai i863, p. 33g.
- Fig. 1
- circuit est plus grande que le quart du produit G R2 de la capacité par le carré de la résistance, le courant est oscillatoire et provoque des courants induits dans le gaz du tube.
- La disposition (|î) est plus symétrique. Les pôles de la machine sont reliés aux armatures internes de deux bouteilles de Leyde dont les armatures externes sont réunies par le circuit primaire A C B.
- Quelques précautions doivent être prises si l’on veut que l’effet lumineux de la décharge dans le tube ait une belle apparence. La plus importante est de protéger le tube des effets du champ électrostatique résultant du haut potentiel que prend le fil de la bobine C par le passage de l’électricité. Ce champ provoque, en effet, une accumulation d’électricité d’un certain signe sur les parois du tube voisines et celle de l’électricité de signe contraire sur les régions plus éloignées; quand le champ s’annule sou' dainement par suite du passage de l’étincelle ces charges électriques se recombinent et produisent dans le tube une luçur qui déforme la
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- lueur circulaire due à l’induction du courant oscillatoire de la bobine. On évite la formation de ce champ électrostatique en reliant à la terre le milieu de la bobine C. Un autre moyen consiste à entourer le tube d’une feuille de papier légèrement humide qui forme un écran suffisamment bon conducteur pour s’opposer aux effets purement électrostatiques, mais ne l’est pas assez pour diminuer sensiblement les forces électromotrices induites par le courant oscillatoire.
- Un calcul très simple permet de se rendre compte des meilleures dimensions à donner aux diverses parties de l’appareil.
- Considérons d’abord la disposition (a). Nous avons un condensateur A B qui se décharge dans le circuit A C B D quand la différence de potentiel des armatures atteint une certaine valeur V. Au temps t après le commencement de la décharge l’armature positive possède une charge q, de sorte que si C est la capacité de ce condensateur la différence de potentiel entre
- ces armatures est ^ L’application de la formule
- d’Ohm au circuit de décharge donne, en tenant compte de la force électromotrice d’induction
- T di , „ *7
- LS + Rt = S'
- D’ailleurs on a pour la valeur de l’intensité i
- au même instant, i= —<~l, Par suite la relation a t
- précédente donne l’équation différentielle du second ordre.
- æ_q
- cil2
- dq
- dt
- Si la caractéristique de cette équation admet des solutions imaginaires, c’est-à-dire si
- CL
- R2
- 4 L2’
- (I)
- l’intégrale générale de l’équation différentielle est une fonction périodique de /; elle a pour expression
- s >
- q = Ae cos \ yéi-'h1 + |3 y (2)
- A et P étant des constantes d’intégration déter-
- minées par les conditions initiales de la décharge.
- Pour simplifier le développement algébrique, plaçons-nous dans le cas où les oscillations du courant de décharge sont extrêmement rapides.
- Remarquons que la période T des oscillations est donnée par l’égalité
- t */H rT_
- VcL 4L* 11 ’
- Par conséquent, admettre que les oscillations
- sont extrêmement rapides revient à supposer
- I R2
- que £-j- est très grand par rapport à —et qu’on
- peut négliger cette dernière quantité vis-à-vis de la première. L’intégrale (2) devient, en faisant cette approximation et en posant a= —îj-,
- C/LC +p)‘
- >'=- ft=ë.cos (éc+ p)+v/fcsin(;/à+e)i
- q = A e"‘ cos On en déduit
- (3)
- (4)
- Au commencement de la décharge, c’est-à-dire pour 7 = o on doit avoir q = Q et i=o; par suite les égalités (3) et (4) donnent les conditions
- Q= À cos p, et,
- ° = A|Scosi3+vfe sinfa-
- cette dernière condition fournit la valeur de tang p,
- R
- 2L
- tang- p =-----j—,
- \/LC
- Mais comme par hypothèse
- 1
- est extrême-'
- grand par rapport à tang p diffère peu de
- zéro. Si nous adoptons cette valeur de tang p la première condition se réduit à Q = A et nous avons pour la charge q à l'instant 7,
- q=Qc"'cos .5)
- et pour l’intensité du courant
- l
- VhQ'
- (G)
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- En appelant M le coefficient d’induction mutuelle du circuit primaire A G D B et du circuit secondaire constitué par les molécules gazeuses, la force électromotrice induite dans ce dernier circuit a pour expression
- M
- di
- dt
- M
- Q >at L v'CL C (
- R ^ 1 J )
- _ sin ~T= + cos 2L \/LC s/LC Vlc$’
- ou, toujours en négligeant
- —j- par l'apport à
- i
- v/LC
- et en remplaçant Q par C Y,
- M
- di
- dt
- MV
- s/LC'
- (?)
- teur d’amplitude de la force électromotrice d’induction. Or l’expérience montre qu’il faut prendre une bouteille de Leyde de grande capacité pour obtenir de bons résultats.
- M. Rimington (*) a tenté d’arriver par le calcul à la démonstration de la nécessité de ces conditions. 11 part de cette idée que l’effet lumineux de la décharge sur l'œil n’est pas proportionnel à la force électromotrice d'induction, mais est proportionnel à l’intégrale de temps de cette force électromotrice, c’est-à-dire à
- ’ di dt
- d t,
- On voit que la force électromotrice d’induc-duction est maxima au début de la décharge, pour t — o, et que ce maximum est d’autant plus M V
- grand que -j— est plus grand. Or si n est le
- nombre de tours de l’enroulement C, M et L sont respectivement de la forme \j.n et L0~j-/?z2, ij. et a étant des constantes et L0 la self-induction de la portion du fil AG B en dehors de l’enrou-
- M
- lement. Par conséquent le quotient -j- est de la forme
- y 11
- L„ + X n-
- La maximum de cette quantité a lieu quand sa dérivée par rapport à n est nulle, c’est-à-dire, quand
- p. (L„ q X 11-) — 2 {A 1l\ 11 = O, ou
- L, = X«“;
- en d’autres termes, quand la self-induction de la bobine est égale à celle du reste du circuit primaire.
- Toutefois ce calcul simplifié ne rend pas compte de toutes les conditions qui doivent être réalisées pour obtenir une décharge brillante. Ainsi, contrairement à la conclusion précédente il y a intérêt à donner à la bobine une self-induction un peu plus grande que celle du reste du êircuit, ce qui augmente la self-induction totale L. En outre, il semblerait d’après la formule (7) que l’éclat de la décharge ne doive pas dépendre de la capacité G du condensateur puisque cette quantité n’entre pas dans le fac-
- cette intégrale étant calculée en prenant tous les termes avec le signe -j-, l’effet lumineux ne dépendant pas du signe de la force électromotrice
- d %
- et par conséquent de celui de Il parvient à
- montrer que la valeur de cette intégrale augmente en même temps que L, mais, contrairement, à ce qu’il faudrait, il trouve qu’elle diminue quand G augmente et ne peut expliquer la nécessité d’une grande capacité que par l’influence de celle-ci sur la rapidité des oscillations.
- Le calcul suivant, qui nous a été suggéré par l’application de la théorie électromagnétique de la lumière à l’étude des décharges, conduit à des résultats plus satisfaisants.
- M. Poincaré a montré que la comparaison des équations de la théorie électromagnétique de la lumière et de celles de la théorie élastique conduit, si l’on adopte les idées de Fresnel, à considérer les composantes de la force électromotrice produisant le déplacement électrique comme proportionnelles aux composantes de la vitesse d’une molécule d’éther dans la théorie élastique. Or, dans cette dernière théorie l’intensité lumineuse est proportionnelle à la force vive moyenne de la molécule
- m étant la masse de la molécule, v sa vitesse, et t l’intervalle de temps auquel se rapporte l’intégration. Par conséquent, si nous admettons que la lumière de la décharge est due à une pertur-
- (‘) Communication à la Société de physique de Londres, du 28 avril. — Voir également Philosophical Magazine, t. XXXY, p. 517.
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- bation électrique nous aurons pour l’intensité lumineuse une valeur proportionnelle à
- d t,
- l’intégration étant prise pendant l’intervalle de temps qui sépare deux décharges consécutives entre les boules de l’interrupteur D. d i>
- En remplaçant par sa valeur, il vient
- ts— / e2o‘cos--—-dt.
- L‘ J \/L C
- La période de la décharge T = k \/LC étant par hypothèse très petite nous pouvons admettre que eM conserve pendant toute la durée d’une période la valeur qu’elle possède au commencement de cette période ; nous aurons alors pour l’intégrale précédente
- M2 Ve L2~
- e°
- cos2 —-— d t +
- Vlc
- ‘2 « T
- e
- Vlc
- di -(- .... >
- ou
- M2 V2 71 ^
- 2«T 4« T
- i + e + e t+.
- (8)
- La quantité entre crochets est une progression géométrique décroissante, puisque a, qui est R.
- égal à------j-, est négatif. La période T étant très
- 2 Lt
- petite, les limites d’intégration comprennent un très grand nombre d’oscillations, et comme ce nombre est égal à celui des termes de la progression nous pouvons remplacer la somme de ces termes par la valeur limite que l’on aurait en prenant un nombre de termes infini. Cette valeur limite est
- 1 _ 1
- , _ e2“T “ 7rRx/L~C’
- 1 — e L
- et si nous développons l’exponentielle suivant les valeurs croissantes de l’exposant, il vient
- hRv/LC ti2 R2 C ’
- L 2L
- en négligeant les puissances supérieures à la seconde, ce qui est permis puisque les deuxfac-
- teurs^-et \/LC qui entrent dans la valeur de
- l’exposant sont tous deux très petits.
- Si nous remplaçons par cette valeur la quantité entre crochets dans l’expression (8), nous trouvons enfin que l’intensité lumineuse de la décharge doit être proportionnelle à
- _______M2 V2______
- R | a L — 71 R ^/lc j ‘ W
- On voit immédiatement que si C augmente, le dénominateur diminue et que, par suite, l’intensité lumineuse doit augmenter conformément aux résultats expérimentaux.
- Pour trouver le nombre de tours qu’il faut donner à l’enroulement pour obtenir le maximum de l’intensité lumineuse, remplaçons dans l’expression (9) M par \j.n2 et L par L0 -f- ln2 puis écrivons que la dérivée par rapport à n est nulle. Nous obtenons une équation admettant pour racines n = o et celles de l’équation
- 4 L„ i/L0 + X m2 = TT R \/c (L0 + ). m2).
- A la racine n — o correspond un minimum de l’expression (9), qui s’annule alors, puisqu’en ce cas M est égal à zéro. Laissons donc cette racine et considérons seulement celles de l’équation précédente.
- Si nous voulons seulement montrer que, conformément à l’expérience, la self-induction lnz de l’enroulement doit être plus grande que la self-induction L0 du reste du circuit primaire il convient d’introduire dans cette équation la self-induction totale L = L0 -j- X n2 de ce circuit ; nous obtenons
- 4 L» L = 7ï R Vê) (L„ -f- L).
- En élevant au carré les deux membres de cette égalité, puis en ordonnant par rapport aux puissances décroissantes de L0, nous obtenons
- L,2 (16 L — u2 R2 C) — 2 L0 L jt2 R2 C — it2 R2 C L2=o (io)
- Le coefficient de L02 est positif. En effet, la décharge étant oscillatoire, nous avons certainement
- ou
- R2 C < 4 L,
- ou encore
- Tl R2 C < i0 L.
- Mais comment d’autre part nous avons admis
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- 6o
- LA LUMIÈRE ELECTRIQUE
- que la période de la décharge est très petite, le premier membre de cette inégalité est beaucoup plus petit que le second; le produit du premier membre par it doit encore être plus petit que le produit du second par l’unité.
- Le coefficient de L02 étant positif, l’une des racines de (io) est négative et ne correspond à aucune condition physique; l’autre est positive et l’on peut s’assurer quelle correspond à un maximum de l’expression (9). Or, cette racine
- est plus petite que ^ car en faisant L0 = o dans
- l’équation on obtient un résultat négatif tandis
- qu’en y substituant^-, on a
- — (i6L-n2R2C)
- 4
- Si nous appelons R et L la résistance et la self-induction du circuit de décharge formé par les pôles de la machine et par les conducteurs qui relient ceux-ci aux armatures internes des condensateurs, et si nous appelons C la capacité du système formé par ces armatures dans les positions qu’elles occupent par rapport aux armatures externes, l’intensité du courant dans ce circuit sera encore donnée par l’expression (6). Mais quand la charge d’une des armatures internes subit une variation, celle de l’armature externe correspondante éprouve une variation égale et de signe contraire. Par cohséquent si q est la charge positive d’une des armatures internes à l’instant / après le commencement d’une décharge la charge d’une des armatures externes sera q à cet instant. Nous avons donc,
- qui, d’après ce qui a été dit précédemment, est positif. Par conséquent la valeur L0 qui correspond au maximum de l’intensité lumineuse est
- plus petite que “î en d’autres termes la self-
- induction de l’enroulement À it2 = L — L0 est
- plus grande que ~ et par suite que L0.
- Remarquons en outre que d’après l’expression (9) l’intensité lumineuse de la décharge varie en raison inverse de la résistance R, cette résistance étant celle du circuit pour le genre de courants qui le traversent. Or on sait que la résistance d’un conducteur pour un courant périodique est plus grande que pour un courant uniforme, les courants périodiques ne circulant que dans une couche superficielle du conducteur, d’autant moins épaisse que la période est plus courte. Il en résulte que R augmente et que l’intensité de la décharge doit décroître à mesure que la durée de la période diminue. Il y a donc avantage à ne pas trop réduire cette durée et comme sa valeur approximative est n \/LG, on voit une nouvelle raison de donner à la self-induction et à la capacité des valeurs notables, sans qu’elles soient cependant trop considérables puisque nous avons admis dès le début que la période de la décharge était très petite. \
- Tous les calculs qui précèdent se rapportent à la disposition expérimentale (a). Si l’on adopte la disposition (|3) quelques modifications s’imposent,
- Fig. 3
- en appelant l et r la self-induction et la résistance du circuit A G B et i l’intensité du courant dans ce circuit,
- , di’ d t
- + r i'
- q
- C’
- q étant donné par l’expression (5) et G étant la capacité du système formé par les armatures externes, capacité que l’on peut confondre avec celle du système formé par les armatures internes. Si nous remplaçons q par sa valeur, il vient :
- ,df
- j + ri’=c
- eq 1 cos
- t
- VLC’
- T
- et si nous posons b = — j, nous avons pour l’intensité :
- cos -7= d t.
- VhC
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 61
- la constante d’intégration étant nulle, puisque i — o pour l = o.
- Calculons l’intégrale en intégrant par parties; nous obtenons
- /> +h) ' COS -Lr d t = s/TC e(" + "> ' sin -=L
- J >/L G n/l C
- — (a + Q v'LC f + ‘ sin -jL=l d t,
- J VL C
- et en effectuant une nouvelle intégration par parties,
- fa(a+b)l cos -É=dl
- J 0 VL c
- = VLC e,a + ,l)t sin + (a + b) LC e,n +h) ' cos —L=
- Vlc v v L C
- = (a + bY L C
- f e(" + 6) ( cos d / J v'L C
- De cette relation nous déduisons la valeur de l’intégrale, et, en portant cette valeur dans l’expression de i', nous avons
- rimentale, nous voyons qu’elles sont de la même forme. L’exposant de e qui est a — — dans
- , , , i - • • R 2 r
- (7) est remplace ici par — —j---— ; par consé-
- quent la diminution de la force électromotrice avec le temps est plus rapide dans la disposition (î que dans la disposition a. Quant à la fonction trigonométrique, elle est de la même forme dans les deux expressions. Toutefois, il faut se rappeler que dans (7) C désigne la capacité du condensateur unique employé, tandis que dans (12) C est la capacité du système des armatures internes. Mais il est facile de voir que cette dernière capacité est égale à celle d’un des condensateurs.
- Si nous calculons au moyen de (11) comme nous l’avons fait au moyen de (7) l’intensité lumineuse de la décharge, nous trouvons que cette intensité est proportionnelle à
- a R L
- M2 V2
- \~-n s/L G +
- 8r
- l
- ,2 *
- 0la + 2b)t
- C I , . . ,
- LG + a' + b
- i —1— sin —---1- (a + b) cos ——
- V;L G
- 1 /—SU1 /— sIn/LC Vlc
- Dans les calculs relatifs à la disposition (a) nous avons admis que ou —a était négligeable par rapport à 1— . Si nous supposons, V'L G
- ce qui est réalisé dans les expériences, que R et r d’une part, L et l d’autre part sont du même
- ordre de grandeur, - ou b sera également négligeable par rapport à —-En faisant cette ap-yL G
- proximation l’expression précédente de i devient :
- Vlc’
- 00
- et nous en déduisons pour la force électromotrice :
- M = Ai V ef" + 2 ^ ‘ cos —~= ( 1 ai
- dt v'L C
- Si nous comparons cette expression à l’expression (7) qui donne'la force électromotrice d’induçtiop dans la première disposition expé-
- Nous voyons encore que l’augmentation de la capacité aura pour effet d’augmenter l’intensité. En cherchant la condition du maximum de cette intensité pour des valeurs diverses de la self-induction X n2 de l’enroulement, on trouve, par une voie analogue à celle que nous avons suivie précédemment, que cette self-induction doit être plus grande que celle du reste du circuit A G B.
- Nous voyons donc que les deux dispositions expérimentales adoptées pour l’étude des décharges induites doivent donner les mêmes résultats, et que ces résultats peuvent être prévus théoriquement.
- D'après ce que nous avons dit sur l’intensité lumineuse des décharges induites, il est évident que cette intensité croîtra en même temps que ia valeur de la force électromotrice en un point du gaz. Nous avons supposé jusqu’ici que cette force électromotrice était uniquement due à l’induction des courants primaires. Or, s’il y a des corps chargés d’électricité dans le voisinage du tube de décharge, à cette force électromotrice s’ajoutera celle qui est due au champ électrostatique. Un champ électrique doit donc influencer la décharge.
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- LA LUMIÈRE ELECTRIQUE
- Nous savons qu’il en est bien ainsi, et nous avons dit en commençant quelles étaient les précautions à prendre pour empêcher cette influence perturbatrice dans le cas où l'on veut étudier l’effet des décharges induites seules. Cette influence est même si considérable que M. Tesla la regarde comme la cause prépondérante des phénomènes lumineux observés. Toutefois il ne semble pas que cette opinion soit exacte, car les expériences de M. Rimington montrent que les effets d’un champ électrostatique sont conformes aux prévisions de la théorie qui précède.
- M. Rimington emploie la disposition expérimentale p. Aux armatures externes des bouteilles de Leyde sont fixés deux fils e et /permettant de faire communiquer l’une ou l’autre de ces armatures avec l’un des plateaux C et D (fig. 2) disposés de chaque côté du circuit primaire a b. Quand cette communication sera effectuée, les plateaux présenteront une différence de potentiel égale à celle des armatures externes des bouteilles et créeront un champ électrique se superposant au champ produit par les portions a et b du circuit primaire qui, dans ces expériences, n’est pas relié au sol. Calculons donc la différence de potentiel v des armatures externes à l’instant /.
- Nous avons, en désignant par l et r la self-induction, et la résistance du circuit A à b B,
- Mais i! est donné par l’expression (11) ; par suite
- v = V eto + 2,') ‘ (r /L C sin-p= + l cos
- V \/l g ~ VLCV
- ou encore
- 0 étant un angle déterminé par la condition
- tane 0 = \'LC.
- I
- Admettons, comme nous l’avons fait jusqu’ici pour simplifier les calculs, que /LG soit très
- petit par rapport à Nous pouvons alors prenez
- dre 0 = o et négliger LC par rapport à —„ sous
- f *
- le radical qui entre dans l’exj^ression de y. Celle ci devient donc
- VI (a + zb)t t
- v -= — ' cos -r==.
- r /LC
- Si nous comparons cette expression à celle de la torce électromotrice induite (12), nous constatons que toutes deux deviennent maxima en même temps. Par conséquent, la différence de potentiel des portions a et b de l’enroulement donne lieu à une force électromotrice électrostatique qui devient maximum en même temps que la force électromotrice d’induction et qui doit augmenter ou diminuer l’intensité lumineuse suivant qu’elle agit dans le même sens que cette dernière ou dans le sens inverse. Il en est de même de la différence de potentiel qui existe entre les plateaux C et D quand ceux-ci sont reliés aux armatures.
- M. Rimington a observé que si, après avoir réglé la longueur des étincelles entre les pôles de la machine, de manière à obtenir un cercle faiblement lumineux dans l’ampoule située au milieu de a b, on aies résultats suivants selon la façon dont les communications sont établies :
- 1. A est relié à C \ , ... ,
- t. I le cercle lumineux de-
- 2. B est relie à D J . . . , . .
- , . vient très brillant.
- 3. A à C et B a D simultanément
- 4. A est relié à D
- 5. B est relié à C
- 6. A à D et B à C simultanément
- le cercle lumineux cesse d’être visible
- Or, dans le premier cas deux champs électrostatiques passant par leurs valeurs maxima en même temps que la force électromotrice d’induction se produisent dans l’intérieur du gaz; ce sont le champ dû à la différence de potentiel entre a et b et celui dû à la différence entre G et b. Ces deux champs ayant même direction ajoutent leurs effets. Dans le quatrième cas, ces deux champs ont, au contraire, des directions opposées au même instant et par suite leurs effets doivent se contrarier. C’est bien ce que montre l’expérience.
- Les résultats obtenus dans les quatre autres expériences sont conformes à cette manière de voir.
- Une conséquence de ces résultats est que l’action électrostatique delà différence de potentiel entre les diverses portions de la boucle a b, s’ajoute à la force électromotrice induite. Si nous tordons cette boucle de 180* sur elle-même
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- de manière que b vienne en a et réciproquement, nous ne changerons pas cette force électromotrice, mais nous renverserons la direction du champ électrostatique. Par suite, la décharge dans le tube doit alors être moins brillante. C’est, en effet, ce qui a lieu, car si on règle la longueur des étincelles de manière que le cercle lumineux soit très peu brillant quand la boucle est disposée comme sur la figure, puisqu'on retire l’ampoule, qu’on torde la boucle et qu’on y remette l’ampoule, on ne voit plus de lueur se produire.
- La boucle étant toujours tordue, on peut répéter les expériences indiquées précédemment, et on prévoit que les effets observés avec des communications établies de la même manière doivent être inverses. C’est bien encore ce qui a été observé; les expériences i, 2 et 3 ne mon-
- 3
- trent pas de décharges lumineuses ; dans les expériences 4, 5 et 6 on obtient un cercle brillant.
- Un champ magnétique influe également sur l’apparence des décharges induites; il les déforme et modifie leur éclat.
- La déformation est très facile à expliquer. Les molécules gazeuses qui conduisent les courants induits se déplacent sous l’action du champ comme le ferait un conducteur mobile parcouru par un courant. Comme d’ailleurs les courants induits changent rapidement de sens, les déplacements des molécules se font, dans la même région, dans des directions opposées. Le cercle lumineux de la décharge présente en effet une sorte de bourrelet quand on approche de l’ampoule le pôle d’un aimant; si l’aimant est suffisamment puissant, la décharge peut même se bifurquer en deux parties dans le voisinage du pôle.
- Quant à la variation de l’intensité lumineuse, elle est plus difficile à expliquer. Mais nous
- croyons cependant que la voie suivante permettrait d’y parvenir.
- On sait que lorsque les divers points d’un conducteur sont mobiles, la force électromotrice par unité de longueur au point x, y, z a pour composantes (1).
- p -- c y' — b z' — Q = as' — ex' — R = b x' — a y' —
- dF dl d G d t dH d t
- d d* dx' dii dy’
- dz’
- où a, b, c sont les composantes de l’induction magnétique au temps considéré ; x',y',z' les dérivées des coordonnées par rapport au temps, c’est-à-dire les vitesses du point; F, G, H les composantes du moment électromagnétique; et i{/ le potentiel électrostatique. Nous avons vu ce qui arrive quand on ne considère que la force électromotrice induite ayant pour composantes d F dG dH ,
- ---rr,----7—,---7— et nous avons tenu compte
- a t a l cl t
- en dernier lieu de l’action de la force électrostatique de composantes —dty dty d<p
- dx’ dy’ dz' Il nous semble que la considération des premiers termes tels que c y' — b z’ permettrait d’ex-piiquer l’influence du champ magnétique sur la force électromotrice totale et par suite sur l’éclat de la décharge. En effet, les vitesses de déplacement x', y\ z\ qui sont généralement nulles, ont ici des valeurs finies, puisque les molécules gazeuses qui convoient le courant de décharge sont déplacées par les forces électromagnétiques s’exerçant sur elles.
- Malheureusement aucune expérience ne permet de soumettre cette hypothèse à un contrôle sérieux. Presque tous les physiciens qui ont étudié l’effet d’un champ magnétique ont seulement constaté que l’intensité lumineuse de la décharge est diminuée quand on approche l’ampoule d’un électro-aimant.
- La figure 3 représente la disposition d’une expérience de M. J.-J. Thomson, sur le même sujet. A B C D est un tube de verre formant un carré; N est une ampoule; EF GH un circuit parcouru par des décharges oscillatoires ; L et M les deux pôles d’un puissant électro-aimant. On règle les décharges et le degré de vide dans le
- (*) Poincaré. Electricité et Optique, t. I, p. 9.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- tube et dans l’ampoule, de façon à ce que l’ampoule soit faiblement lumineuse et le tube obscur en l’absence du champ magnétique. Lorsqu’on excite I’électro-aimant, l’ampoule devient obscure et le tube s’illumine.
- Cette augmentation de l’intensité lumineuse ne s’explique guère. Prenons, en effet, le plan ABCD comme plan des xy et la direction A B comme axe des x. Dans la portion A B du tube qui est soumise au champ magnétique, c’est la composante P de la force électromotrice qu’il convient sans doute de considérer. Les vitesses y' et z' qui entrent dans son expression ne sont pas nulles, mais, à cause de la symétrie de l’appareil, doivent être égales. Pour la même raison, on doit avoir b = c. Par conséquent,
- cy' — b z' = o,
- ét la force électromotrice totale ne semble pas dépendre de l’intensité du champ magnétique. De nouvelles expériences seraient donc nécessaires pour élucider la question.
- Nous n’avons pas l’intention d'exposer tous les résultats des recherches qui ont été faites sur les décharges dans les tubes sans électrodes ; les plus importants ont d’ailleurs été donnés dans ce journal dans une analyse d’un mémoire de M. J.-J. Thomson (*). Nous avons seulement voulu montrer que les phénomènes lumineux observés dans diverses conditions expérimentales pouvaient s’expliquer théoriquement.
- J. Blondin.
- DYNAMOS A VAPEUR POUR LA MARINE
- Nous n’avons plus à énumérer les avantages nombreux de l’éclairage électrique sur les navires de tout genre. A bord des grands transatlantiques, et en général sur tous les grands bâtiments affectés au transport des passagers, la lumière électrique a rapidement détrôné les modes d’éclairage surannés, conséquence de la concurrence que se font entre elles les diverses compagnies de navigation, et qui a pour heu-
- (’) La Lumière Électrique du 5 décembre 1891.
- reux résultat de tendre à créer le maximum de confort.
- Au point de vue technique, l’application de la lumière électrique à l’éclairage des navires présente quelques difficultés qui ont d’ailleurs été rapidement vaincues par les divers constructeurs. Le peu d’espace disponible pour l’installation des machines oblige à créer des types aussi compacts, aussi ramassés que possible. On est donc amené tout naturellement à installer à bord des navires des machines à vapeur à grande vitesse et à les accoupler directement avec les induits de dynamos, sans aucun organe intermédiaire de transmission de mouvement. Ces types de moteurs donnent lieu, en général, à une dépense de vapeur un peu plus grande que les machines à marche lente, mais la dépense totale représente par elle-même une si faible fraction de l’énorme puissance que développent les machines motrices du navire qu’il est inutile de se préoccuper d’un léger excès de dépense occasionné par le moteur d’éclairage.
- La figure 1 représente un ensemble générateur de ce genre, assez employé dans la marine hollandaise, et qui a pour constructeurs MM. C. et E. Fein, de Stuttgart. Le moteur à vapeur, vertical, est à un seul cylindre de i5o millimètres de diamètre et avec une course de piston de 170 millimètres. Un puissant régulateur à ressort fixé au volant fonctionne avec une grande précision; il ne permet de se produire entre la marche avide et la pleine charge qu’une différence de vitesse de deux à trois tours par minute.
- Sur l’arbre du moteur est calé directement l’induit en anneau de la dynamo de forme très compacte que représente la partie de droite de la figure. Cet induit entoure un électro-aimant à quatre pôles boulonné à la plaque de fondation du moteur. De forts épanouissements polaires réduisent l’excitation au minimum, et comme les sections du fer et du cuivre sont relativement grandes, la machine chauffe peu. L’induit est protégé par une enveloppe métallique préservant les fils des détériorations mécaniques.
- La machine représentée par la figure fournit, avec une puissance mécanique de 8,5 chevaux et à 3oo tours par minute, 5400 watts; elle n’occupe qu’un emplacement de 1,70 m. de longueur sur o,yo m. de largeur, et 1,8 m. de hauteur.
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- On construit avec des dispositions analogues des modèles plus puissants destinés aux stations centrales: Le moteur à vapeur est alors à deux cylindres compound; la dynamo est munie de plus de quatre pôles inducteurs, et à partir d’une certaine grandeur, l’induit a ses fils ou ses barres de cuivre dénudés extérieurement et
- sert en même temps de collecteur de courant, d’après une disposition bien connue.
- La marine de guerre, qui a trouvé dans le courant électrique un auxiliaire puissant, exige la réalisation de conditions plus difficiles à remplir. Les torpilleurs, par exemple, nécessi-
- tent pour le fonctionnement des grands projecteurs des générateurs de courant qui ne doivent pas dépasser un certain poids, ni occuper un volume supérieur à un maximum déterminé, c'est-à-dire des machines à grande puissance spécifique.
- C’est une machine de ce genre que représente notre figurée; elle sort également des ateliers de la- maison C. et E. Fein, et a été combinée
- tout récemment pour être installée à bord de torpilleurs de la marine hollandaise.
- D’après les conditions imposées, cette dynamo à vapeur devait produire Sqoo watts ; son poids pouvait être au maximum de 620 kilogrammes, et il ne lui était , alloué comme emplacement qu’un espace de 1,25 m. de longueur sur 0,60 m. de largeur et i,35 m. de hauteur. Ces conditions ne pouvaient être réalisées que par l’emploi
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- d’un moteur à très grande vitesse angulaire couplé directement avec la dynamo.
- Dans l’origine, on songea à actionner celle-ci à l’aide d’une turbine à vapeur, dans laquelle la vapeur produit, comme on sait, le mouvement rotatoire directement, sans organe intermédiaire. Mais tous les moteurs construits dans ce but sont peu économiques et quoique, comme nous l’avons fait remarquer, le rendement du moteur à vapeur ne soit pas, dans cette
- application spéciale, un facteur très important, il fallait néanmoins en tenir compte dans le choix de la machine à vapeur.
- On a donc finalement donné la préférence à une machine à vapeur verticale à cylindre unique, système Daevel, ayant un piston de ioo millimètres de diamètre et 70 millimètres de course. La pression disponible étant de 10 atmosphères, cette machine développe, avec une vitesse angulaire de g5o tours par minute, une
- Fig. 2. — Dynamo à vapeur, type Fein, pour torpilleurs.
- puissance de 6,5 chevaux, de beaucoup supérieure, par conséquent, à la puissance qu’exige la dynamo. Celle-ci devant alimenter des projecteurs, a reçu un enroulement donnant, à la vitesse du moteur, une différence de potentiel de 65 volts avec une intensité de 60 ampères, qui peut, toutefois, être augmentée dans une proportion considérable sans danger pour l’induit.
- La dynamo est tétrapolaire; ses inducteurs, courts et de forte section, sont venus de fonte avec la carcasse extérieure, ce qui a permis d’obtenir une forme très ramassée. Cette car-
- casse est directement boulonnée sur un prolongement de la plaque de fondation du moteur, et l’induit en anneau supporté intérieurement par une étoile en bronze, est calé sur l’arbre prolongé de la machine à vapeur. L’induit ayant un moment d’inertie assez considérable fait office de volant, et la roue à main que l’on voit à une extrémité de l’arbre n’est pas un organe régulateur, mais sert simplement à faire dépasser à la manivelle les points morts au moment de la mise en route.
- Les trois coussinets principaux de la machine sont munis d’anneaux graisseurs, tandis que le
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- graissage de toutes les autres surfaces de frottement est opéré par un distributeur d’huile que l’on voit sur la figure, devant le cylindre.
- La dynamo porte un tachymètre qui en indique la vitesse angulaire et par suite également la force électromotrice, indications suffisantes pour le réglage.
- Malgré sa vitesse angulaire très grande, la marche du moteur à vapeur est parfaitement régulière et silencieuse, et la machine dynamo fonctionne à toutes les charges sans étincelles au commutateur. Les conditions de poids et de volume ont pu être rendues encore plus avantageuses que ne l’imposait le cahier des charges. Les deux machines ensemble ne pèsent en effet que 5jo kilogrammes, et ne présentent qu’une longueur totale de 1,21 m., une largeur de o,5i m. et une hauteur deo,o5 m. seulement.
- A. Hess.
- L’ALUMINIUM
- ET SON ÉLECTROMÉTALLURGIE (')
- Le problème de la soudure de Y aluminium a, dans ces derniers temps, préoccupé un grand nombre d’inventeurs (2).
- M. R. Heaton propose l’emploi d'un alliage de 45 d’étain pour 11 d’aluminium, formé sans flux, en mélangeant les deux métaux fondus en cette proportion. Pour souder les menus objets, on chauffe au rouge les lèvres de la soudure, puis un fil de laiton, avec le bout rougi duquel on pêche un fragment de l’alliage, qui s’y attache, et que l’on applique, puis que l’on étend, après fusion sur les lèvres de la soudure. Cette soudure se ferait sans aucun fondant.
- M. J.-VV. Richards emploie un alliage de 1 d’aluminium, 8 de zinc, 3a d’étain pur et 1 d’étain à 5 0/0 de phosphore; cette trace de phosphore agit comme désoxydant et suffirait pour empêcher la formation, pendant la soudure, de la couche d’oxyde en général si nuisible à sa bonne exécution.
- (') La Lumière Électrique, 12 nov. 1892, p. Soi.
- (2) Page et Anderson, ltader, Wegner, Sauer, 11 juin 1893. p. 5og.
- MM. Wegner et Guhrs emploient comme fondant un mélange de 80 parties d’acide, stéarique, 10 de chlorure de zinc et 10 de chlorure d’étain : ce fondant donne, avec une soudure formée de 80 d’étain et 20 de zinc, des résultats, paraît-il, excellents.
- Enfin, M. J. Novel a récemment présenté à l’Académie des sciences les considérations suivantes sur les soudures- pour l’aluminium (l).
- « La soudure de l’aluminium se t’ait, avec l’alliage indiqué ci-après, au fer à souder de ferblantier; cette soudure est très solide, s’exécute rapidement, sans aucune difficulté : l’aluminium reste intact après la soudure. On peut également se servir du chalumeau.
- Gette matière revient meilleur marché que toutes celles qui ont servi jusqu’à présent pour souder les métaux : soit le borax, la résine et l’acide chlorydrique ; elle a l’avantage sur ces dernières de ne pas oxyder le métal, et d’empêcher la soudure de se détériorer.
- L’étamage de l’aluminium, s’il est nécessaire, se fait avec cette même matière aussi facilement que la soudure.
- On peut également souder le bronze d’aluminium avec une des soudures ci-dessous, qui ont la même couleur. Elles soudent, en outre, avec unè facilité remarquable, tous les métaux, tels que : fer, fer-blanc,zinc, cuivre, laiton, nickel,etc. On peut souder l’aluminium avec un morceau de cuivre, zinc,-laiton, fer, fer-blanc, nickel, etc. ; cette soudure est d’une grande solidité.
- SOUDURES EMPLOYÉES POUR SOUDER L’ALUMINIUM
- Soudure n» 1.
- Etain pur sans alliage....
- Soudure n° 2.
- Fond à 25o”.
- Etain pur. Plomb fin
- 1000 gr. 5o gr.
- | Fond de 280 à 3oo\
- Soudure n° 3.
- Etain put Zinc pur
- 5o gr.
- Fond de 28oà33ou.
- Ces trois soudures ne donnent aucune teinte à l’aluminium et le laissent intact; elles peuvent donc servir pour la fabrication des bijoux et des articles de -fantaisie, qu’on fait maintenant en quantité considérable.
- (*) Comptes rendus, 6 fév. 1893, p. 256.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- Se servir de préférence d’un nickel pur.
- Soudure n° 4.
- fer à souder en
- Etain pur............... 1000 gr.
- Cuivre rouge.,. 10 gr. à i5gr.
- Fond de 35o £1450°.
- Soudure n» 5.
- Ftain pur............... 1000 gr.
- Nickel pur.... 10 gr. à i5gr.
- Fond de 35o Ù45o°.
- Ces deux soudures donnent une très légère teinte jaune à l’aluminium, mais elles ont cet avantage de fondre à une température plus élevée, sont plus dures et plus fortes; elles sont tout indiquées :
- i° Pour les divers objets qu’on fait maintenant en fer battu, étamé ou émaillé, en fer-blanc, cuivre, zinc, laiton, nickel, etc., mais qui seraient remplacés avec avantage par d’autres en aluminium, vu que ce métal est inoxydable.
- 20 Pour tous les travaux de bâtiment, pour lesquels on a employé jusqu’à ce jour le zinc, le fer-blanc et le plomb, qui s’oxydent très rapidement, tandis que l’aluminium aurait une durée presque illimitée.
- Soudure n° 6.
- Etain pur...... 900 gr. \
- Cuivre rouge. 100 gr. > Fond autour de 35o à 450°. Bismuth.. 2a 3 gr. )
- Cette dernière soudure a une teinte jaune or et peut servir à souder le bronze d’aluminium; en y mettant plus ou moins de cuivre, on peut augmenter ou diminuer la couleur jaune : on réglera la quantité de bismuth de façon que la soudure fopde.à une température qui per-, mette de se servir du fer à souder de ferblantier.'» \
- 'r |.y *
- , (Daq,s ,1e ^procédé récemment proposé par iM.^yVillson (*) pour la fabrication électrother-micpïej des' bronzes d’aluminium, on place au fofi'd^du creuset de plombagine B (tig. 1) con-ètitéârJt U’àhôde du circuit des morceaux de cuivre Surmontés d’une couche d’alumine précipitée** ou de corindon presque pur, dans la proportion de 2 de cuivre pour 1 d’alumine, puis, après avoir luté en d le couvercle F, on amène la cathode en carbone E au contact du cuivre. On fait ensuite passer le courant, puis
- on retire E, de manière à faire jaillir l’arc, et pendant la réduction, l’on introduit dans le creuset du charbon en poudre. Ce charbon réduit l’alumine fondue par la chaleur de l’arc en produisant d’une part de l’acide carbonique et de l’oxyde de carbone, qui se brûle à l’évent du creuset, et, d’autre part, de l’aluminium qui se combine au cuivre. Il faut, avec une charge de 2 à 3 kilog. un courant de 200 amp. x 5o volts.
- Il y a un avantage marqué, au point de vue de l’usure, à placer la cathode à la partie supérieure du four, parce que, entre autres, la partie la plus chaude de l’arc se trouve plongée
- entièrement dans le bain, dont les vapeurs cupriques protègent la cathode. D’après M. Will-son, le rôle du poussier de charbon se bornerait à sa combinaison avec l’oxygène dégagé par la réduction, de manière à l’empêcher de brûler le charbon E, ce qui en augmenterait considérablement l’économie.
- Dans la réduction par l’arc il se produit en général des variations considérables de la résistance, occasionnées par l’ébullition du bain qui forme entre les pôles de l’arc, par ses projections métalliques, des courts circuits fréquents et irréguliers; ces variations fatiguent la dynamo et même l’exposent à brûler. Si l’on mélange à l’alumine du charbon en poussièi'e en quantité convenable, l’ébullition du bain ne se produit plus. Quand on arrête l’opération
- () La Lumière Electrique, 21 mars 1891, p. 554.
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- la partie de l’alumine non réduite se présente, non pas sous la forme d’une masse fondue, mais en granules mélangées ou incorporées au carbone, et pas même agglomérées par la chaleur. Avec de l’alumine pure, il suffirait de i5 0/0 de carbone parfaitement mélangé et porphyrisé. On peut ajouter ce carbone sous forme de goudron que l’on chauffe en l’agitant avec l’alumine jusqu’à volatilisation des hydrocarbures légers, puis décomposition et réduction des goudrons en une poudre sèche de charbon.
- Fig. 2
- Pour fabriquer les bronzes d’aluminium, on chauffe le creuset à la température de fusion du cuivre, que l’on introduit en premier lieu, au fond du creuset, puis on y verse le mélange d’alumine pulvérisée et de goudron, en soulevant le crayon de charbon G (fig. 2), suffisamment pour faire jaillir l’arc. A mesure que la réduction de l’alumine avance, le culot de cuivre fondu au bas du creuset se transforme en bronze d’aluminium, qui ne bout pas, parce que sa con-ductibililé permet au courant de le traverser sans un dégagement local et excessif de chaleur; quant à l’alumine superposée et en voie de réduction, elle forme, d’après M. Willson,
- grâce â son mélange avec le poussier de charbon, une masselotte en repos au dessous du bain de bronze fondu.
- De même que dans l’appareil précédent, le charbon G s’use bien plus vite en anode qu’en
- Creuset Kreinsen (1892).
- cathode. La longueur de l’arc est réglée par une vis g-, et le couvercle de carbone E, qui repose sur la brique réfractaire A, est séparé du creuset en plombagine B par un isolement d’air /. Le trou de coulée d est bouché par un tampon d’alumine e.
- Le creuset électrique de Kreinsen, qui peut servir à la fabrication des bronzes d’aluminium, est (fig. 3) chauffé par le courant qui traverse son enveloppe de platine g. L’une des électrodes
- Fig- 4
- est un disque de carbone b, et l’autre une tige métallique m, qui fond au passage du courant, et dont les gouttes tombent dans le creuset, où elles sont maintenues fondues au contact des réactifs.
- Quant aux creusets de réduction proprement dits, ils ont la forme représentée en figure 4,
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- avec leurs extrémités coniques saisies par les mâchoires a et b, qui leur envoient le courant gradué par un rhéostat u>. La vidange se fait par un trou de coulée mf.
- M. Lébédeff a récemment proposé le procédé de réduction chimique suivant.
- On fond dans un creuset a ou au four réfractaire b (fig. 5 et 6) un silicate d’alumine, additionné du fondant nécessaire, fluorure de calcium ou dolomie, puis on ajoute au silicate fondu un sulfure du métal que l’on veut allier à l’aluminium. Le bain se divise alors en deux couches : l’une de sulfure, c, et l’autre de silicate
- Fig-. 5 et 6. — Réduction Lébédeff (1892).
- d’alumine, et l’on plonge dans le sulfure un creuset de plombagine e, renversé et maintenu convenablement. On maintient le bain en fusion, et l’on agite de manière à renouveler les surfaces de contact de c et de d. Il se produirait, d’après l’auteur, par l’oxyde de carbone traversant les pores du creuset e, une réduction du sulfure, dont le métal s’allierait à l’aluminium du silicate.
- Dans le procédé ordinairement suivi pour extraire l’alumine de la bauxite en la traitant par le carbonate de soude de manière à former un aluminate de soude dont on précipite ensuite l’alumine, cette alumine est toujours mélangée à 2 ou 3 0/0 de silice, très nuisible pour la fabrication de l’aluminium.
- Afin de séparer cette silice, MM. Haud et Kunheim proposent d’ajouter au bain de fusion de la bauxite avec le carbonate de soude, de
- l’acide phosphorique — sous forme de phosphate de soude — dans la proportion d’un équivalent et demi d’acide phosphorique par équivalent de silice présente dans la bauxite. Cet acide précipite presque totalement l’acide, et le peu qui en reste dans la dissolution d’aluminate de soude s’en sépare, ainsi que l’acide phosphorique, par les alcalins. Après filtration de l’alu-minate de soude, on en précipite, comme d’ordinaire, l’alumine par l’acide carbonique.
- PROCÉDÉS
- DÉCRITS DANS MES PRÉCÉDENTS ARTICLES
- Aiken, 11 juin 1891, p. 5ii.
- Baldwin, 1" Sept. 1888,427; Bamberg, 26 juillet 1890, i5g; Berg, 21 mars 1891, 553; Bessemer, 1" nov. 1890, 207; Bradley, 11 juin 1892, 5i2; Brin, 26 juillet 1890, 157; Bull, 1" sept. 1888, 428;Burghart et Twinning, 1" sept. 1888, 432.
- Castner, 16 juillet 1887, 120; 1" sept., 3' nov. 1888; 425-204; 27 juillet 1889, 154; 1" nov. 1890, 205; 12 déc. 1891, 507. Colby, 1" nov. 1890, 203. Cowles, 7 mai, i3 août
- 1887, 257, 3i6; 27 janv.., 3 nov. 1888, 178, 20S; 21 mars, 12 déc. 1891, 556, 5io. Cross, 1" sept. 1888, 4.32.
- Daniell, Dichl, 26 juillet 1890, 154.
- Emme, 12 nov. 1892, 307.
- Falk et Schagg, 26 juillet 1890, i56. Feldman-Ferranti, 1" sept. 1888, 427, 432. Faure, 3 nov. 1888, 210; 12 déc. 1891, 5i 1 ; 11 juin 1892, 5io. Faurie Forster, 27 juillet 1889, 154. Fell, 21 mars 1891, 554.
- Grabau, 27 juillet 1889, 154; 26 juillet, 1" nov. 1890, i52, 2o5; 21 mars, 12 déc. 1891, 555, 5io; 11 juin '1891, 5i2. Great Western Aluminium C°, 26 juillet 1890, i53; Greenwood, 11 juillet 1891, 58.
- Héroult, 7 mai 1887, 258; 1" septembre 1888, 433; 21 mars, 11 juillet 1891, 553, 5g. Hall, 27 juillet 1887, 162, 26 juillet 1890, 157. Hampe. 27 juillet 1889, i52.
- Killiani, 1" nov. 1899, 203. Kleiner, 7 mai, 16 juillet 1887, 256, 190.
- Lecuyer, 26 juillet 1890, i58. Lindsey, 12 déc. 1891, 5i2. Maxwell, 21 janv. 1888, 181. Minet, 1" sept. 1888, 430; 1" nov. 1890, 202. Meyer, 12 nov. 1892, 307.
- Nahnsen, 27 juillet 1889, i52; 26 juillet 1890, i56. Netto, i"sept. 1888, 427; 27 juillet 1889, 152; 26 juillet 1890, i53. Olliver, 12nov. 1892, 3o5: Omholdt, 3 nov. 1888, 209. Parker, 1" nov. 1890, i56; 12 nov. 1892, 307.
- Rogers, 26juillet 1890, i56; 11 juin 1892, 5i2. Rogerson, 21 janv, 1888, 182. Reillon, Montagnac et Bougerel, P'sept.
- 1888, 427.
- Salindres, 7 mai 1888, 253. Siemens, 21 janv. 1888, 180. Stephan et Southerson, 27 juillet 1889, 154. Schneller Astfalk, 11 juillet 1891, 5g.
- Thomson, 7 mai 1887, 257. Thomson et White, i" sept. 1888, 427. Thowles, 3 nov. 1888, 211.
- Walrand, 12 nov. 1892, 3o5. Webster, 7 mai, 16 juillet 1887, 255, 122. White, 21 mars 1891, 555. Willson, 21 mars 1891, 554. Wohle, 21 mars 1891, 554.
- Gustave Richard.
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- HISTOIRE CHRONOLOGIQUE de l’électricité, du galvanisme, du magnétisme
- ET DU TÉLÉGRAPHE (').
- 1811. Poisson (Siméon-Denis), savant français, communique à l’Institut et publie à Paris, sous le titre de Traité de mécanique, ses observations sur les phénomènes électriques, qui constituent un des meilleurs traités élémentaires de physique mathématique. Un de ses biographes remarque que l’objet de Poisson était d’explorer toutes les branches de la physique à l’aide des nouvelles et puissantes méthodes d’investigation qu’une école plus moderne que celle de Lagrange et de Laplace venait d’ajouter aux mathématiques pures.
- Poisson a adopté comme base de ses recherches la théorie des deux fluides proposée par Symmer et Dufaye, avec les modifications et additions suggérées par les recherches de Coulomb. Il établit les théorèmes déterminant la distribution du fluide électrique à la surface de deux sphères conductrices, placées à des distances variables, théorème dont l’exactitude a été établie expérimentalement par Coulomb. La conséquence de cette théorie est que le fluide s’accumule aux arêtes, aux angles, aux pointes, et que sa force expansive y est plus grande en ces endroits, excède la pression atmosphérique et qu'il s’échappe, tandis qu’aux autres points de la surface le fluide est retenu.
- En ce qui concerne ce dernier point, Mary Sommerville remarque qu’il ne peut guère y avoir de doute que les phénomènes de magnétisme, comme ceux d’électricité, peuvent être expliqués par l’hypothèse d’un seul fluide éthé-rien, qui est condensé ou accumulé au pôle positif et manque au pôle négatif; malgré cela, le baron Poisson a adopté l’hypothèse de deux fluides très peu denses recouvrant toutes les particules de fer. Il a démontré que le résultat de l’action de tous les éléments magnétiques d'un corps aimanté est une force équivalente en action à une couche très mince couvrant toute la surface extérieure du corps et formée par les deux fluides qui en occupent des parties différentes.
- (') Tous droits réservés.
- La Lumière Électrique du 1" juillet 1893, p. 609.
- Les Mémoires de l’Institut pour 1811 contiennent les savants mémoires de Poisson relatifs à la distribution de l’électricité. Dans son étude des théories du magnétisme, sir David Brewster fait allusion aux magistrales investigations de Poisson qui, dit-il, semble être le premier qui ait conçu l’idée des mesures magnétiques absolues. Dans un court article à la fin de la Connaissance des temps pour 1S28, il décrit la méthode pour obtenir la valeur de H en mesure absolue. Ses deux premiers Mémoires sur la théorie du magnétisme ont paru en 1824-25, dans les comptes rendus de l’Académie Royale de Paris, et furent suivis de son mémoire sur le magnétisme en mouvement.
- Dans ses Recherches sur le diamagnétisme, le D1' Tyndall parle ainsi de la prédiction de Poisson relative au magnétisme des cristaux :
- « En mars 1851, sir William Thomson a appelé l’attention sur un exemple très remarquable d’intuition théorique de la part de Poisson, en ce qui concerne la possibilité d’une action magnéto-cristalline.
- « Poisson, dit sir William, dans sa théorie mathématique de l’induction magnétique, fondée sur l’hypothèse de fluides magnétiques « se mouvant parmi les éléments magnétiques infi-niments petits », ne perd pas de vue la possibilité que ces éléments magnétiques ne soient pas sphériques et disposés symétriquement dans les substances cristallines, et il remarque qu’une portion sphérique finie d’une telle substance, se comporterait différemment dans le voisinage de l’aimant selon l’orientation qu’on lui donnerait. Mais « de pareilles conditions n’ayant pas été observées », il exclut la considération de cette structure de ses recherches, et se borne à étudier le cas où la matière est formée de sphères ou d’éléments non disposés symétriquement. Or, une récente découverte de Pluc-ker ayant établi l’existence de ces phénomènes, l’importance d’un développement de la théorie dans ce sens est devenue évidente.
- « Sir William Thomson a entrepris de faire cette extension nécessaire de la théorie mathématique de l’induction électrique de Poisson ».
- 1811. Schweigger (Johann Salomo Christoph), chimiste de Halle, publie dans son Journal fur Cliemie und Physik le mémoire de Sœmmering, relatif à son télégraphe électrochimique.
- Deux mois après la célèbre découverte d’Œr-
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- sted, qui fut annoncée en juillet 1820, Schweigger lut à Halle une note relative à un important perfectionnement fait dans son indicateur gal-vano-magnétique. Celui-ci était formé d’un élec-troscope employé pour indiquer l’attraction et la répulsion de l'électricité ordinaire de frottement au lieu de la balance de Coulomb. Cet appareil était le résultat de sa découverte qu’en enroulant un fil isolé plusieurs lois autour de l’aiguille aimantée, le pouvoir déviateur du courant voltaïque augmentait avec le nombre de tours. En faisant allusion à la découverte de Schweigger, l’abbé Moigno dit qu’un fil conducteur enroulé sur lui-même et formant cent tours, produit avec le même courant un effet cent fois plus grand qu’un seul tour de fil; pourvu que le fluide électrique suive le fil sans passer latéralement d’une circonvolution à ,l'autre.
- Schweigger donna à son nouvel appareil le nom de multiplicateur électromagnétique, ou galvanomètre multiplicateur. Cet appareil, perfectionné par Nobili, devint indispensable pour la mesure du courant, et par les derniers perfectionnements dus à sir William Thomson et à Du Bois-Reymond, il est devenu l’instrument le plus parfait et le plus délicat pour la mesure de la force.
- Un galvanomètre d’une forme un peu différente, ayant une bobine verticale et employant une aiguille non aimantée, fut peu de temps après imaginé indépendamment de l’invention de Schweigger, par Johann Christian Poggen-dorff, de Berlin, et comme il en publia la description avant Schweigger, il est quelquefois considéré comme le véritable inventeur. 11 avait appelé son appareil un « condensateur galvano-magnétique ».
- Les recherches de Schweigger et de Bart ne permettent guère de douter que les anciens n’aient connu l’attraction mutuelle entre le fer et l’aimant, de même que les propriétés positives et négatives de l’électricité. Les relations réciproques magnétiques entre les planètes considérées toutes comme des aimants étaient un fait accepté, et les aérolithes étaient appelées par euxv des pierres d’aimant et employées pour les mêmes usages.
- 1811. Dessaignes établit, le premier, une relation entre l’électricité et la phosphorescence, dans un mémoire présenté à l’Institut. 11 consi-
- dère d’une façon générale que la phosphorescence est produite par un fluide particulier, mis en mouvement par la lumière, la chaleur, l’électricité et par le frottement et qui est dissipé par un surchauffage ou une trop longue exposition à la lumière.
- Fahie affirme (Histoire du télégraphe électrique) que c’est Dessaignes et non Seebeck qui aurait découvert la thermo-électricité. Beaucoup d’observations sur la thermo-électricité avaient, d’ailleurs, été faites longtemps avant Dessaignes. Toutefois, elles n’avaient pas porté sur les métaux, mais sur les phénomènes que présentent les cristaux et que l’on désigne plus fréquemment sous le nom de pyro-électricité. C’est ainsi qu’en 175g Æpinus avait appelé l’attention sur le dégagement d’électricité produit par la tourmaline. Canton observa, en 1760, les mêmes propriétés dans la topaze; et entre 1789 et 1791, Haüy montra les mêmes phénomènes avec d’autres substances.
- 1811. L’idée de placer un conducteur de para-tonnei're sur un vaisseau, a été suggérée par Benjamin Cook, de Birmingham, et réalisée par M. William Snow Harris, de Plymouth. M. William Sturgeon mentionne le fait et ajoute que M. Harris avait formé les conducteurs de bandes de cuivre couchées dans des rainures le long des mâts et de la contre-quille jusqu'à la mer. Dans un des petits vaisseaux de guerre, M. Harris fit passer son conducteur à travers la soute à poudre !
- 1811. Dans le premier volume de son Cosmos, Humboldt parle d’îles d’éruption ou de volcans sous-marins, qui peuvent être le lieu de phénomènes électriques. Dans son récit d’une éruption sous-marine dont il fut témoin, le capitaine Tillard dit avoir observé des éclairs très vifs an milieu des nuages de fumée et de cendres projetés par le volcan.
- 1811-1812. Schübler (Gustave), professeur à Tubingue, présente une série .d’observations méthodiques sur l’électricité de l’air faites journellement depuis mai 1811 jusqu’en juin 1812.
- Tandis que Delor est le premier qui ait observé (1752) l’existence de l’électricité dans l’atmosphère, même quand il n’y a pas d’orage, Schübler a donné la première indication sur la périodicité diurne de la quantité d’électricité, la périodicité annuelle ayant été démontrée par G.-B. Beccaria en 1769 et 1775.
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- L’origine de l’électricité atmosphérique a été attribuée — par Lavoisier, Laplace et sir II. Davy — à la combustion qui a lieu d’une façon continue à la surface terrestre. Volta et Saussure pensaient qu’elle provenait de l’évaporation et Pouillet étudial’influence de la croissance des végétaux, mais Reich montra que dans aucun de ces cas il n’y avait développement d’électricité. Peltier observa que l’évaporation seule sans action chimique ne suffit pas, tandis que les expériences de Faraday et d’Armstrong montrent que l’évaporation sans frottement était également insuffisante.
- Les observations de Schübler furent répétées par Arago, en i83o, qui trouva des résultats analogues. Ain-si au mois de mars 1811, Schübler trouva que l’heure moyenne à laquelle se produisait le maximum du matin était 8 heures 3o minutes, et Arago trouva 8 heures 48 minutes.
- (Voir un article de M. L. Palmieri dans La Lumière Électrique du 3i octobre 1891, p. 209).
- 1811- 1818. Ure (Andrew), le premier astronome de l’Observatoire de Glasgow, auteur d’un dictionnaire de chimie, fait connaître les résultats de ses expériences électriques du genre de celles d’Aldini (1793) faites sur le corps d’un condamné récemment exécuté. Elles donnèrent une idée des merveilleux effets physiologiques de l’électricité.
- Ure est l’inventeur d’un eudiomètre électrique.
- 1812- Christopher Colles, de New-York, fait des expériences publiques avec son télégraphe optique, lui permettant de montrer en cinq minutes 84 lettres à une distance de 16 kilomètres. L’appareil n’était autre chose que le sémaphore déjà connu en Europe.
- 1812. M. Donovan, secrétaire de la Kirwanian Society, de Dublin, présente à cette Société un long mémoire « sur l’imperfection de l’hypothèse actuellement reçue pour rendre compte des phénomènes d’électricité », mémoire qui fut critiqué par J. A. De Luc (Philosophical Magazine, t. XLV et XLV1).
- Un autre mémoire présenté en i8i5 « Sur l’origine, les progrès et l’état actuel du galvanisme, etc. » valut à son auteur le prix de l’Irish Royal Society.
- Cette esquisse de l’histoire du galvanisme est divisée en trois périodes. La première traite des
- découvertes relatives à la contraction musculaire et fait allusion aux observations de Sulzer, Galvani, Fabbroni, Humboldt, Pfaff, Fontana, Valli, Monro, Vassali-Eandi, Fowler, Smuch, Marsigli, Grapengiesser, Giulio, Rossi, Aldini et Wells.
- La seconde partie passe en revue le développement graduel des effets chimiques et physiques de diverses combinaisons galvaniques, en commençant avec Nicholson et Carlisle, et rappelle les ^conclusions de Cruikshanks, Henry, Haldane, Davy, Ritter, Robertson, Brugnatelli, Fourcroy, Vauquelin, Thénard. Lehot, Troms-dorff, Simon, Ilehvige, major Helwig, Twast, Bourguet, Erman, Grapengiesser, Wollaston, Davy, Pfaff, Van Marum, Biot, Cuvier, Desormes, Bostok, Cuthbertson, Aldini, Lagrave, Jordan et Wilkinson.
- La troisième période commence avec les généralisations des effets chimiques du galvanisme faites par Hisinger et Berzélius, leurs expériences sur le transport invisible des éléments et l’explication donnée par Grotthus, du transport invisible des éléments de l’eau.
- Enfin, l’auteur énumère les observations spéciales d’un grand nombre d’expérimentateurs de l’époque.
- 1812. Zamboni (Giuseppe), physicien italien, professeur de philosophie naturelle au lycée de Vérone, fait connaître, dans son Délia pila eletlrica a secco, un procédé perfectionné pour la construction de piles sèches. Il supprime entièrement les plaques de zinc de De Luc et ne se sert que de disques de papier étamés d’un côté et recouverts de l’autre d’une couche mince de bioxyde de manganèse mélangé avec de la farine et du lait. (Note historique sur les piles sèches, Annales de chimie et de physique, t. XI, p. 190).
- Cette pile est terminée par des plaques métalliques qui compriment les disques de papier à l’aide de ligatures de soie, et la colonne est isolée par un vernis au soufre ou à la gomme-laque. Dans cet appareil la surface étamée est l’élément positif. Dans d’autres formes de la pile Zamboni, les disques étaient formés de papier doré et de papier argenté collés dos à dos.
- 1812. Schilling (baron Pawcl Lwowitch), attaché à l’ambassade russe de Munich, et qui avait été pendant deux ans avec S. T. von Sœmme-ring, imagine ce qu’il appelle une « corde con-
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- ductrice galvanique sous-marine », fil de cuivre isolé avec une couche mince de caoutchouc et de vernis. Ce conducteur fut placé dans l’eau, et permit de faire exploser des mines à travers la Néva, près de Saint-Pétersbourg, de même qu’à travers la Seine pendant l’occupation de Paris par les alliés.
- Dès que Schilling connut le télégraphe de Sœmmering (1810), il fit de nombreuses expériences dans le but de l’appliquer en Russie et emporta finalement un modèle de l’appareil à Saint-Pétersbourg, en 1812; Hamel dit qu’un de de ses appareils fut présenté à l’empereur Alexandre en 1825. Ce n’est qu’après son retour de Chine en i832, deux ans après la mort de Sœmmering, qu’en suivant les conseils d’Am-père relatifs à l’application de la découverte d’Œrsted, il combina l’appareil qui lui fait attribuer l’invention du télégraphe électro-magnétique.
- Beaucoup d’auteurs ont décrit l’appareil de Schilling comme consistant en un certain nombre de fils de platine isolés et liés ensemble par du fil de soie et qui mettaient en mouvement à l’aide d’une clef et d’une pile trente-six aiguilles aimantées placées au centre du multiplicateur. Cette description est erronée, car Schilling n’employa qu’une seule aiguille et un multiplicateur, avec deux fils conducteurs, et pouvait, en combinant les déviations dans un sens et dans l’autre, donner tous les signaux nécessaires à une correspondance complète. Son signal d’appel était donné par un avertisseur consistant en une sonnerie combinée avec un mouvement d’horlogerie, qui était déclenchée par la déviation d’un aimant.
- Ce n’est qu’un an avant sa mort que Schilling reçut l’aide du gouvernement russe, et ce n’est qu’après que Muncke l’eut montré à William Fothergill Cooke, alors étudiant à Heidelberg, que celui-ci produisit son télégraphe à aiguille, auquel succéda en 1837 l’instrument plus perfectionné de Cooke et Wheatstone, quelques perfectionnements ayant été apportés entre temps au télégraphe de Schilling par Gauss et Weber, de Gœttingue, et Steinheil, de Munich.
- Sur l’invitation d’une commission d’enquête, Schilling installa un télégraphe expérimental au Palais de l'Amirauté, à Saint-Pétersbourg, en reliant les appareils par une longue ligne aérienne et un câble immergé dans le canal.
- Les résultats furent si satisfaisants que l’empereur Nicolas ordonna de poser un câble sous-marin entre Saint-Pétersbourg et Cronstadt. La mort de Schilling, survenue le 6 août 1837, empêcha l’exécution de ce projet.
- (Voir La Lumière Electrique du 17 mars i883).
- 1812-1813. Morichini (Domenico Pini), éminent médecin italien, annonce comme un fait expérimental qu’une aiguille en acier peut être aimantée en promenant de son milieu vers une de ses extrémités le foyer de rayons solaires violets concentrés par une lentille.
- Le grand intérêt suscité par l’annonce de ce fait et les expériences ingénieuses de Mme Som-merville, ainsi que les résultats entièrement négatifs obtenus par P. F. Riess et L. Moser, sont décrits dans le Traité du magnétisme de Brews-ter (1837). Brewster constate que les expériences de Morichini ont été répétées avec succès par le D' Carpi, à'Rome, et le marquis Ridolfi, à Florence; mais M. d’Hombre Firmat, à Alais, le professeur Configliachi, à Pavie, et M. Bérard, à Montpellier, ne réussirent pas à obtenir une action quelconque avec les rayons violets.
- En 1814, le Dr Morichini montra son expérience à sir Humphrey Davy, et en 1817, le D1' Carpi la montra au professeur Playfair. Quelques mois après, sir Humphrey Davy témoigna de l’exactitude du fait, et apprit à sir Brewster lui-même, qui donne ces renseignements, qu’il avait de ses propres yeux vu aimanter une aiguille d’acier non aimantée à l’aide des l'ayons violets.
- Pietro Configliachi, dont il est question ici, était le successeur de Volta comme professeur de philosophie naturelle à l’université de Pavie.
- i8i3. Sharpe (John Robert) écrit au Repertory of Arts une lettre dans laquelle il réclame la priorité de l’invention du télégraphe électrique, eu faisant allusion au télégraphe Sommering.
- M. Benjamin Sharpe, neveu de J. R. Sharpe, est l’auteur d’un Traité sur la construction et la pose des câbles télégraphiques sous-marins (Londres, 1861), dans lequel il affirme que son oncle a « transmis des signaux à sept milles à travers l’eau ».
- i8i3. Deleuze (Joseph-Philippe-François), médecin français, publie son Histoire critique du magnétisme animal contenant le résultat d’observations effectuées dans le cours des vingt-cinq années précédentes.
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- Deleuze croyait à un fluide magnétique existant partout. Ce fluide obéit à la volonté et émane continuellement du corps, l’enveloppant dans une atmosphère n’ayant pas de courant déterminé et n’agissant pas sensiblement sur les personnes qui nous approchent ; mais dirigé sous l’effort de notre volonté, il se meut avec toute la foi'ce que nous lui imprimons; il se propage comme les rayons lumineux émis par un corps en combustion. La principale différence entre les écoles de Deleuze et de Puységur réside dans les modes différents de mise en action du fluide magnétique.
- En 1815, la Société magnétique fut fondée à Paris, avec M. de Puységur, comme président, et M. Deleuze, comme vice-président; mais elle fut dissoute en 1820. En 1819, M. Deleuze avait publié sa Défense du magnétisme animal, en réponse à l’attaque de M. Virey dans le Dictionnaire des Sciences médicales, et il fut suivi plus particulièrement par M. Bertrand, qui édita, en 1823, son Traité du somnambulisme et, en 1826, son travail : Du magnétisme animal en France, dans lequel il déclare que le magnétisme est une chimère, après en avoir été un des plus fervents propagateurs.
- i8i3. Brande (William-Thomas), succède à Sir Humphrey Davy dans la chaire de chimie de l’Institution Royale, après avoir été longtemps son collaborateur.
- 11 était déjà connu pour un grand nombre d’intéressantes expériences de chimie, dont l’une, traitant des effets du courant galvanique sur l’albumine, attira beaucoup l’attention, quand elle fut communiquée aux Philosophical Transactions. Il observa qu’un courant intense coagulait l’albumine.
- Il répéta également les expériences de Davy sur la lumière développée entre des pointes de charbon de bois reliées à une puissante batterie galvanique; il trouva que cette lumière était aussi active que celle du soleil dans la décomposition du muriate d’argent, et en agissant sur le chlore et l’hydrogène, dont elle fait détonner le mélange, ce qu’il ne put obtenir avec aucune autre lumière terrestre.
- L’électricité développée dans la flamme, qui avait beaucoup occupé Paul Erman et d’autres, fut également étudiée par Brande. Lavoisier, Laplace et Volta avaient trouvé des indices de la présence d’électricité dans la combustion du
- charbon de bois, tandis que B. de Saussure ne put réussir à produire de l’électricité par la combustion ou l’explosion de la poudre, et Davy ne put l’obtenir par la combustion du charbon et du fer dans l’oxygène pur. Pouillet et Becquerel ont fait des recherches sur le même sujet, et parmi les savants qui s’en sont encore occupés on trouve : E.-F. Dutour, J.-S. Waitz, J.-F. Hemmer, Ileinrich Buff, G. Gurney, Carlo Matteucci, W.-R. Grove, Michael Faraday, M.-A. Bancalari, W.-G. Hankel, F. Zandeteschi et M. Neyreneuf.
- 1813. Beaufoy (colonel Mark) décrit dans le premier volume des Annals of Philosopha, de Thomas Thomson, une boussole de variation dont il se servit pour effectuer de très nombreuses observations magnétiques entre x813 et 1821.
- P.-F. Mottelay.
- (.A suivre).
- CHRONIQUE ET REVUE
- DE LA PRESSE INDUSTRIELLE
- Supports pour plaques d’accumulateursDrake(1892).
- Les plaques reposent par deux semelles en poterie B B, solidaires du cadre A, sur deux
- Fig-, 1. — Accumulateur Drake.
- couteaux G, qui ne gênent pas leur dilatation, tout en s’opposant suffisamment à leurs glissements.
- G. R.
- Accumulateurs Picard et Thame (1892).
- Les plaques se fabriquent comme il suit. On fait un mélange de trois parties de sulfure de
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- plomb, Pb S, et. d’une de minium, Pb3 O,,, que l’on moule en pâte sous pression, sèche "et chauffée au moufle à 600° environ, de manière à réduire le minium en formant un plomb très poreux, que l’on soumet ensuite aux procédés de formation ordinaire.
- G. R.
- Compteur Ëricson pour cirouits à trois fils (1893).
- Cet appareil est mu par un mouvement d’horlogerie B (fig. i), qui fait tourner uniformément deux cames bt et b2 (flg. i et 2), calées symétriquement sur un arbre b. Chacune de ces cames porte un levier, d c et c2 c, actionnant l’un, par la coulisse c5, le levier bw et le frein b9, la roue b.t (fig. 1 et 3), calée sur l’arbre b3 du compteur D, tandis que le levier e2 actionne, par c° bn b" (flg. 2 et 3), la roue b3, aussi calée sur b3. Ces mécanismes sont disposés de manière que d fasse tourner b3 quand il se lève autour de d, tandis que c2 le fait tourner, toujours dans le même sens, seulement quand il s’abaisse.
- Les courants des deux fils extérieurs du circuit traversent les bobines d’ampèremètres E et F, qui relèvent leurs aiguilles g1 et g, malgré leurs ressorts antagonistes e',et laissent abaisser
- les leviers c1 et c2 proportionnellement à l’intensité des courants qui les traversent.
- Fig. 1. — Compteur Ericson.
- 11 en résulte qu’à chaque tour de b3, les leviers d et c2, soulevés au-dessus des aiguilles g et g'
- Fig. 2 et 3. — Compteur Ericson.
- par leurs cames, leur laissant prendre librement les positions correspondant à l’intensité actuelle des courants, puis retombant sur ces aiguilles, de sorte que, au tour suivant, les cames bt et b2 font pivoter successivement les leviers d et c2 d’un angle d’autant plus grand
- que les aiguilles g? et g les ont laissé s’abaisser davantage, c’est-à-dire proportionnellement aux intensités actuelles en E et en F, dont les totalisations s’ajoutent ainsi sur le compteur.
- G. R.
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- Cornet téléphonique Annebt (1892).
- Ce cornet se compose d’une conque en ébo-
- Fig. r. — Cornet téléphonique.
- nite b, à garniture de caoutchouc c, emboîtant l'oreille et renforçant les sons du téléphone.
- Fabrication des plaques de mica, procédé Jefferson et Munsell (1893).
- Les feuillures de mica, dont la surface peut aller jusqu’à 40 centimètres carrés, tombent sur le fonde d’un wagonnet a, du haut d’une tour h, assez élevée pour qu’elles arrivent horizontalement sur ce fond, garni d’un ciment dégommé
- Fig. i. — Fabrication des plaques de mica.
- laque dissoute dans de l’alcool et pompé de e, par J\ dans le wagonnet. Après avoir ainsi mélangé au ciment une certaine épaisseur de feuillets de mica, correspondante à l’épaisseur de la plaque que l’on veut obtenir, on lui superpose, dans le wagonnet, une feuille de tôle, sur laquelle
- on renouvelle l’opération précédente, et ainsi de suite, jusqu’à ce que le wagonnet soit rempli d’une succession de couches de mica cimenté, séparées par des tôles. Ceci fait, on soumet le tout, sous une douce chaleur, à l’action d’une presse d, pendant laquelle l’excès du ciment s’évacue en g, puis on enlève le bloc de plaques par le fond c, au moyen d’un palan k.
- On obtient ainsi à bon compte des plaques de mica faciles à travailler et suffisamment résistantes pour les usages ordinaires.
- G. R.
- Téléphone à quatre contacts Meyer (1893).
- La membrane A de ce téléphone entraîne une petite auge B, à fond incliné, divisée en deux parties F] F2 et pourvue de deux cylindres de carbone D! D2, surmontés d’un troisième cylindre isolant E, et la bobine d’induction est à deux primaires reliés respectivement : l’un, II'H', à F' C', et l’autre, FI2II2, à F2C2.
- Quand la membrane A vibre de gauche à droite, l’inertie des cylindres fait que la pression
- Fig. 1. — Téléphone à quatre contacts Meyer.
- de contact augmente en F' D' C' et diminue en F2 D2 C2, de sorte que l’intensité du courant de la pile II augmente en H' FI' et diminue en FL II2 ; puis l’inverse a lieu quand la membrane vibre de droite à gauche.
- Si le cylindre E est aussi conducteur, il se produit, quand A va vers la droite, en raison de la diminution du contact D., C2, une dérivation du courant de II2II2 sur FIj FL par F3 D2 E, dérivation qui contribue à augmenter encore l’énergie des primaires FIj I'L; et l’inverse a lieu quand A revient de gauche à droite.
- On obtiendrait ainsi des effets plus nets et
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- plus puissants qu’avec le simple contact des microphones ordinaires.
- G. R.
- Avertisseur d’incendie.
- Cet appareil construit par les Ateliers d’électricité de Stettin, a pour but d’établir un contact sous l’influence d'une température anormale. La figure i en fait comprendre la construction. .
- A désigne une capsule métallique fermant hermétiquement; le fond et les parois sont rigides, tandis que le couvercle est formé par une membrane métallique élastique très mince B.
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- —>...
- — Avertisseur d’incendie.
- L’air, en se dilatant sous l’influence d’une élévation de température, soulève la membrane et la met, à un moment donné, en contact avec une vis D, dont on règle la distance à la membrane pour la température limite que l’on s’est fixée.
- Galvanomètre Ayrton et Mather (1892).
- Ces appareils présentent les particularités suivantes :
- i° Ils sont astatiques. On y arrive en employant des champs magnétiques opposés. N S, N' S' (fig. i) au nombre de deux ou de trois, N S, N'S\ N" S" (fig.- 3) agissant sur des bobines abc... disposés astatiquement. On obtient ainsi des appareils astatiques non seulement pour un champ magnétique uniforme, mais aussi pour des champs non uniformes.
- 2° Les bobines sont orientées par rapport à leur champ magnétique de façon à obtenir une sensibilité plus grande sur certaines parties du quadrant. On y arrive en disposant les bobines de manière qu’elles soient, au zéro (fig. 3), perpendiculaires à la direction du champ, de sorte que le torque du courant augmente constamment, à variations égales, de o à io5, par exemple, ainsi que l’amplitude des divisions, qui diminue ensuite en partie à cause de l’action du poids de l’aiguille.
- On peut aussi employer, à cet effet, plusieurs bobines a b (fig. 6), représentées schématiquement en figure 7 par les pôles ns, n' s', orientées l une par rapport à l’autre de façon que, aux environs du zéro, ces bobines se fassent opposition, puisqu’elles s’aident à partir d’un certain point. On voit en figure 7 que, en supposant les bobines n s, n's’ égales, le système tend à tourner dans un sens ou dans l’autre suivant que ns fait avec N S un angle plus grand ou plus petit que n' st. Quand la bobine a (fig. 6) aura passé le plan zz, son action s’ajoutera à celle de b, au lieu de s’en retrancher, de sorte que l’appareil est très sensible aux environs du zéro, puis à partir d’un certain point très éloigné du zéro.
- En figure 5, la bobine a, pivotée en d, enveloppe le pôle N, profilé de façon à donner des indications très sensibles, par exemple, entre 80 et 120 volts.
- 3° Application d’un contrôle magnétique aux appareils à bobines étroites, de manière à rendre leur sensibilité toujours identique, même quand elle varie le long de l’échelle du quadrant. On y arrive en ajoutant (fig. 8) à la bobine sans fer de petits aimants ns, presque perpendiculaires à son plan et assez éloignés des pôles N S pour tourner dans un champ pratiquement invariable en développant un moment moteur à peu près, proportionnel au sinus de la déviation, avec une sensibilité croissant à mesure que le plan de la bobine tend à se placer parallèlement à N S.
- 4° L’appareil est pourvu (fig. 9) d’une clef k, qui, lorsqu’on la pousse suivant la flèche, ferme en g h le circuit de la bobine, en même temps qu’elle fait pivoter l’aiguille et la bobine de la position indiquée, correspondant au zéro, à une inclinaison opposée sur la ligne N S. Au zéro, le passage du courant tend à faire tourner l’aiguille de droite à gauche, tandis qu’il l’entraîne en sens contraire après cette mise au point. On
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- augmente ainsi l’étendue de l’arc des indications très sensibles.
- 5“ Les galvanomètres balistiques sont (fig. 10 et n) constitués par une bobine a, très mince et légère, suôpendue entre les pôles N et S d’un aimant en C, de manière que son plan soit, au zéro, presque parallèle au champ N S. Cette bobine peut faire faire à son aiguille plusieurs tours de son quadrant divisé, par exemple, en 200 microcoulombs. On peut, en employant, avec
- cet appareil et une résistance totale de iooohms, une bobine d’épreuve de 5ooo centimètres carrés de surface totale disposée de manière à pouvoir tourner de i8o°, le transformer en un magnéto-mètre à lecture directe.
- 6° Pour les appareils à échelles très étendues, l’on emploie une bobine disposée comme l'armature d’une dynamo et à rotation contrariée (fig. 12 et i3) par un poids agissant sur une came C, qui donne un moment à peu près con-
- ____i.
- Fig:, i à i3. — Galvanomètre Ayrton et Mather.
- stant de e en /, puis rapidement croissant de / en C, ou par un ressort équivalent.
- G. R.
- Galvanomètre astatique Frœlich (1893).
- Le principe de cet appareil est que le couple de rotation exercé sur une aiguille N S (fig. i), suspendue au croisement de deux courants orthogonaux AA, B B, n’est pas influencé par le magnétisme terrestre et ne dépend que de la différence des voltages ou des intensités de ces
- courants, de sorte que, si l’un d’eux reste constant, l’aiguille indiquera les variations de l’autre.
- En figures 2 et 3, l’aiguille a la forme d’une cloche en fer doux 8, montée sur une pointe 7 pourvue d’un bras 9, à quadrant 11, et équilibré en 10. Les deux courants traversent : l’un une barre de cuivre 6 6, l’autre les deux électros 12 13, de manière à exercer sur l’aiguille des attractions orthogonales.
- Dans les applications électrolytiques, le cou-
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- rant constant du bain traverse la barre 66, et les électros 12 et i3 sont montés entre deux points du bain dont ils indiquent la différence de potentiel.
- Dans les installations d’éclairage à potentiel constant, les bobines i3 et 12 sont interposées entre les conducteurs, et le courant à mesurer
- Fig. 1 à 4. — Galvanomètre astatique Frœlich.
- traverse la barre 66, l’appareil fonctionnant ici en ampèremètre.
- On peut, ainsi que l’indique la figure 4, remplacer la barre 6 par deux bobines 14 et i5.
- G. R.
- Electrolyse des chlorures alcalins, procédé Fitz-Gérald (1892).
- Ce procédé a pour objet d’éviter la perte d'énergie due au dégagement du chlore gazeux en le faisant rentrer en combinaison à mesure qu’il se forme, et d’employer comme anode du pé-roxyde de plomb sous la forme compacte et conductrice à laquelle M. Fitz-Gérald a donné le nom de lithanode. Ce lithanode, attaquable par les alcalis caustiques, ne l’est pas par les oxides basiques insolubles; en conséquence, l’inven-
- teur emploie dans les compartiments cathodes une dissolution de chlorure alcalin maintenue constamment saturée, et, dans les compartiments anodes une dissolution de ce même chlorure, additionné, par exemple, de chaux en quantité suffisante pour absorber le chlore â mesure qu’il se dégage.
- G. R.
- Servo-moteur électrique Giles (1893).
- Le principe de cet appareil est le suivant :
- Considérons un mouvement différentiel ordinaire formé de deux, roues d’angle engrenant en sens inverse avec une série de pignons mobiles. On sait que si l’on communique aux deux roues des vitesses égales et de sens contraire les pignons demeureront immobiles et que si les vitesses des deux roues ne sont pas égales les pignons se déplaceront autour de l’axe commun avec une vitesse égale à la demi-différence des vitesses des roues.
- Soient A et B (fïg. 1) les deux roues, C G les pignons conduisant une roue dentée D. Les deux roues d’angles sont commandées par deux dynamos identiques G G', dont R et R' figurent les champs inducteurs respectifs. Les deux induits sont alimentés par une source quelconque à potentiel constant. Si les courants inducteurs ont la même intensité, les deux induits auront la même vitesse ; mais si, au contraire, les intensités des courants inducteurs sont différentes, le système différentiel se mettra en mouvement dans un sens ou dans l’autre.
- Le train différentiel est représenté sur la figure 2, en élévation et en coupe. Les roues d’angle engrènent avec quatre pignons tournant sur les rayons d’une roue dentée commandant l’organe récepteur.
- Les champs des deux moteurs sont groupés en quantité, comme le montre la figure 1. Un commutateur, muni d’une manette m, agit sur la résistance r, de façon à faire varier à volonté les intensités des courants inducteurs. Lorsque la manette est dans la position a b, ces courants sont égaux et le train est immobile, mais dès qu’on les déplace à droite ou à gauche le train différentiel se met en mouvement dans un sens ou dans l’autre.
- Les constantes des moteurs peuvent être déterminées de façon à obtenir pour chaque varia*
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- tion de la résistance des différences de vitesse déterminées entre les deux induits.
- L’application de ce principe à la commande d’un organe à distance peut se faire de la manière suivante :
- Les conditions à satisfaire sont que l’organe à commander prenne rigoureusement la position qu’il doit occuper et que si une cause accidentelle vient à l’en écarter il s’y remette de lui même.
- La figure 3 montre la disposition adoptée par M. Giles.
- Le mouvement différentiel est représenté en A B G D, les deux induits en G et G', les champs
- inducteurs en R et R', r est une première résistance, r' une seconde intercalée dans le circuit des inducteurs et placé au poste de manœuvre. L’engrenage D du train commande d’une part l’organe à mettre en mouvement et d’autre part le commutateur m qui agit sur la insistance r.
- Supposons les deux manettes m, m', placées l’une par rapport à l’autre dans une position telle que les courants inducteurs soient égaux, les deux moteurs tourneront à la meme vitesse et la roue D restera immobile. Si maintenant on manœuvre la manette w\ de façon à augmenter la résistance de la ligne /, l’inducteur de G sera moins puissant, la roue D terminera dans un certain sens en entraînant la manette m jusqu’à ce que l’équilibre des deux champs soit rétabli. A ce moment, l’organe commandé aura pris une
- nouvelle position d’équilibre qui sera fonction de la résistance intercalée dans le circuit par la manette m'.
- Si par suite d’une cause accidentelle quelconque l’appareil avait dépassé sa position d’équi-
- Fig. 2
- libre, la manette w, entraînée dans le mouvement, produirait une inégalité des champs inducteurs en sens contraire et ramènerait l’organe à sa position d’équilibre.
- Il est à remarquer que l’arrêt se fait progres-
- sivement, la vitesse diminuant avec la différence des intensités des inducteurs.
- La manœuvre de ce dispositif se rait donc entièrement sur les.champs, c’est-à-dire sur des intensités de courants assez faibles ; on pourrait aussi l’opérer en faisant varier la différence de potentiel aux bornes d’un des moteurs et en
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- introduisant une résistance qui serait supprimée automatiquement de la même façon.
- Le dispositif de M. Giles s’applique tout naturellement à la manœuvre des gouvernails. Les commutateurs met tri sont dans ce cas réglés de façon à ce que lorsqu’on place tri sur une touche déterminée la manette se place sur une touche correspondant à un certain angle fait par le gouvernail.
- On peut l’employer également à la direction des torpilles, aux compteurs d’électricité, aux régulateurs à arcs, à la traction électrique, etc.
- F. G.
- Traitement électrique de la neurasthénie stomacale, par le D' Boisseau du Rocher.
- Les premiers essais de traitement électrique de la neurasthénie stomacale ont donné des résultats tout à fait insuffisants, et cela pour deux raisons.
- La première, c’est qu’il faut se garder d’introduire de l’eau dans un estomac dilaté, le poids seul de l’eau en arrivant dans un estomac dont la fibre musculaire ne se contracte plus ou se contracte mal suffisant pour augmenter ou tout au moins entretenir la dilatation.
- La deuxième raison est basée sur ce fait que l’excitation de la fibre musculaire de l’estomac (aussi bien que de la vessie) ne porte que sur les points directement en contact avec l’électrode.
- Il fallait donc d’une part, dans le traitement, renoncer au remplissage de l’estomac et d’autre part assurer un contact parfait entre tous les points de la paroi stomacale et l’électrode.
- M. Boisseau du Rocher a résolu le problème d’une façon un peu différente.
- Il renonce d’abord au lavage préalable de l’estomac pour les raisons précitées et se contente d’un nettoyage par aspiration.
- L’appareil employé n’est autre chose qu’une sonde de calibre ordinaire en caoutchouc souple dans laquelle glisse un fil métallique isolé terminé en olive conique à son extrémité stomacale et en boule à son extrémité libre.
- La technique opératoire est la suivante : d’abord retirer le contenu de l’estomac par simple aspiration, un seul nettoyage suffit; en second lieu faire asseoir le malade sur un tabouret isolé en communication avec l'un des pôles de la ma-
- I chine (l’autre pôle de la machine étant à la terre), introduire la sonde et tenir la boule à la main. De cette façon la sonde et le tabouret forment les deux armatures d’un condensateur dont le diélectrique est constitué par les parois stomacales.
- Il paraît que cette méthode donne d’excellents résultats, qui sont les suivants :
- i° Elle restitue très rapidement à l’estomac (en cinq à dix séances en moyenne) ses dimensions normales ;
- 2° Dès la première séance les digestions sont améliorées ;
- 3° La constipation disparaît à la troisième ou quatrième séance ;
- 4° La quantité des urines est relevée au taux normal ;
- 5° Les ptomaïnes diminuent très vite dans les urines, pour disparaître presque totalement dès la troisième séance.
- F. G.
- Presse pour couvrir de plomb les conducteurs électriques (').
- La fabrication de conducteurs électriques sous plomb est devenue uue industrie importante, et l’on peut prévoir qu’elle s’étendra encore dans l’avenir. La protection qu’offre le plomb est si complète, qu’il est possible d’employer comme couverture intérieure du conducteur des diélectriques qui, non protégés, ne résisteraient pas à l’air atmosphérique ou à l’humidité.
- On applique le plomb autour du conducteur à l’aide d’une forte pression, à peu près comme dans la fabrication des tuyaux de plomb. La figure i représente une presse construite pour cette opération par MM. J. et W. Weems, à Johnstone.
- L’opération est extrêmement simple. Sur’la table d’une grande presse hydraulique fixée dans la base de la machine est placée une boîte à filières, sur laquelle est boulonné un récipient à plomb. Celui-ci, ouvert à la partie supérieure, peut recevoir un piston solidaire avec la tête de presse montée sur colonnes.
- On tire le conducteur à couvrir horizontalement à travers la boîte à filière; il entre dans celle-ci par un guide dont l’ouverture correspond au diamètre du conducteur, et en sort par
- (*) Engineering.
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- une filière assez large pour laisser passer en même temps une couche concentrique de plomb d’épaisseur voulue.
- ün verse du plomb fondu dans le récipient et on l’y laisse se solidifier. Puis la presse hydraulique est soulevée, de façon que le piston pressant sur le plomb le force à travers la filière en
- Fig-, i — Presse à plomb.
- une couche annulaire sans joint enfermant solidement le conducteur isolé. La pression est continuée jusqu’à épuisement du plomb.
- A. II.
- L’électricité appliquée à la traction des trains de chemins de fer.
- La substitution de l’électricité à la vapeur pour l’exploitation des chemins de fer est une question à l’ordre du jour. Partout elle est à l’étude et de nombreux projets surgissent. Nos lecteurs trouveront donc intéressant de connaître sur ce point l’opinion exprimée par un ingénieur com-
- pétent, M. Frank B. Lea, dans un mémoire présenté récemment à VOivcns College Engineering Sociely et dont un excellent résumé a été publié par M. Ph. Delahave dans la Revue industrielle.
- En considérant la traction à un point de vue général, on peut diviser les vitesses des trains sur nos voies ferrées en trois classes :
- i° Vitesses jusqu’à 40 kilomètres par heure, comprenant presque tous les trains de marchandises, les trains locaux et de banlieue et les trains qui, circulant sur les grandes lignes, sont sujets à de fréquents arrêts.
- 2° Vitesses entre 40et 96 kilomètres par heure, comprenant les trains express de voyageurs sur les lignes locales et sur les grandes lignes et les trains spéciaux ordinaires.
- 3° Vitesses au-delà de96 kilomètres à l’heure, vitesse rarement atteinte, excepté par certains express parcourant de grandes distances--ou par des trains spéciaux se trouvant dans des. conditions favorables.
- Ces vitesses comprennent tous arrêts, ralentissements, etc., et représentent par conséquent la vitesse moyenne entre les points de départ et d’arrivée. Selon toutes probabilités on ne dépassera guère les vitesses maxima réalisées aujourd’hui sur certains parcours dans les conditions d’exploitation que nous connaissons. Cela ne veut pas dire qu’une locomotive"o.u. un train est incapable de rouler avec une vitesse supérieure à 100 kilomètres à l’heure; car, pour atteindre cette moyenne, arrêts compris, il est nécessaire à certains moments de marcher à 110 et même à i3o kilomètres à l’heure, mais il est certain qu’il y a des limites à la vitesse d’une locomotive ou d’un train sur une voie donnée.
- Si la vapeur a ainsi atteint la limite de ce qu’on peut en tirer, il faudra nous contenter dorénavant des maigres améliorations qui, de temps à autre, peuvent être introduites, ou bien, pour répondre aux exigences du public, il y aura lieu de rechercher un mode de traction plus puissant que la vapeur.
- L’énergie électrique offre-t-elle, pour les grandes vitesses, des avantages mécaniques supérieurs à d’autres méthodes quelconques, et ces avantages sont-ils conciliables avec des conditions normales d’exploitation ? Dans l’état actuel de la science, l’électricité, en ce qui concerne le transit à grande vitesse, ne pourrait ser-
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- vir qu’à des transports légers, à des trains express de voyageurs, par exemple, car les frais de premier établissement et d’exploitation seraient excessivement élevés.
- En attendant, le problème qui se pose est de trouver une application de l’énergie électrique qui permette d’atteindre une vitesse moyenne de 190 kilomètres à l’heure, comparée à celle de y5 qui est maintenant le maximum de la locomotive à vapeur. Il est évident qu’à l’heure actuelle il n’existe aucune ligne sur laquelle un pareil résultat pourrait être obtenu au moyen de l’électricité; nous ne pouvons qu’émettre des théories basées sur notre expérience de la traction électrique et de l’exploitation des chemins de fer.
- Comparons les conditions spéciales à un matériel roulant électrique avec celles des lignes existantes. D’abord l’armature rotative étant montée directement sur l’essieu de la voiture, nous sommes débarrassés de tout organe de transmission de mouvement. A ce point de vue, il est intéressant de remarquer combien le chemin de fer électrique à grande vitesse serait supérieur aux tramways électriques de nos rues. Ces derniers obtiennent déjà un légitime succès lorsqu’ils sont bien montés et exploités; est-on en droit d’attendre beaucoup des lignes électriques à grande vitesse ?
- Le tramway ne peut guère dépasser une vitesse de 16 km. à l’heure; les moteurs employés sont comparativement de petites dimensions, et pour pouvoir développer avec eux une puissance de i5 chevaux il faut que la vitesse angulaire de l’armature soit très élevée; d’un autre côté, comme la vitesse de l’essieu de là voiture est faible, il est nécessaire d’employer une transmission de mouvement quelconque. De i5 à 17 chevaux la vitesse paraît être d’environ 1200 tours par minute; on pourrait sans doute la diminuer, mais en augmentant le poids, et comme il n’est pas désirable de transporter un poids mort trop considérable, le constructeur cherche un moyen terme entre l'excès de poids et l’excès de vitesse. En tout cas, il est certain que les moteurs appliqués directement aux essieux ne seraient pas pratiques pour des tramways.
- En prenant comme diamètre de roues 70 cen timètres et en admettant comme vitesse maxima 16 kilomètres à l’heure, l’essieu fait 120 tours par minute; d’où avec les moteurs ordinaires, em-
- ploi d’une transmission qui réduit la vitesse de 10 à 1. Il en serait tout autrement pour les trains de grande vitesse, là non seulement la vitesse de l’essieu augmenterait, mais Ja yitesse angulaire de l’induit diminuerait, si bien qu'il arriverait un moment où, les deux vitesses coïncidant sensiblement, l’armature pourrait être montée directement sur l’essieu de la voiture.
- Prenons, par exemple, un moteur de 95 chevaux, de construction ordinaire, dont la vitesse normale serait de 700 tours par minute. Une voiture avec roues de 1,80 mètre donnerait à l’allure de 240 km. à l’heure exactement la même vitesse; s’il s’agit comme il est proposé pour la voie rapide entre Saint-Louis et Chicago, de moteurs de 200 chevaux avec armature marchant à 5oo tours par minute, montés directement sur les essieux de la voiture, ils fourniraient, avec des roues de 2,10 m. de diamètre, une vitesse de 192 kilomètres à l’heure.
- Cet accouplement direct du moteur sur l’essieu principal peut même s’effectuer pour des vitesses de 5o km. à l’heure, lorsqu’il s’agit de développer de grands efforts. Les locomotives électriques qui vont être employées sur la ligne Baltimore et Ohio auront des roues de i,5om. avec moteurs montés directement, et marcheront à une vitesse de 170 tours par minute. Pour l’effort de traction on a prévu le minimum de i5oo chevaux, de manière à pouvoir maintenir, même dans les rampes, la vitesse de 48 km. à l’heure.
- Ces détails prouvent l’avantage qu’il y a pour la traction électrique à grande vitesse de pouvoir se débarrasser des organes encombrants de transmission du mouvement, indispensables pour les tramways.
- Au lieu d’être produite au voisinage de chaque moteur, l’énergie électrique est fournie par une station fixe indépendante. La locomotive à vapeur et son tender — dont le poids s’élève souvent à 80 tonnes, avec utilisation d’un tiers au plus pour l’adhérence — sont remplacés par des moteurs électriques de grand effet utile dont chaque kilogramme agit efficacement en distribuant la charge d’adhérence le long du train. De plus, il est possible d’avoir ainsi une plus grande proportion de roues motrices, et par suite une allure plus régulière au démarrage et pendant le parcours.
- Les charges d’adhérence et les points d’appli-
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- cation de la foixe motrice sont mieux distribués sur un train électrique que dans nos trains actuels à vapeur. Comme preuve à l’appui, on peut citer les locomotives des trains express qui ont concouru, il y a cinq ans, entre Carlisle et Edimbourg. Prêts à marcher, la locomotive et le tender pesaient 75 tonnes, auxquelles il faut ajouter environ 146 tonnes pour le reste du train; or, de ce total de 221 tonnes, 17 tonnes seulement, c’est-à-dire un treizième, étaient efficaces pour l’adhérence; la machine était à un seul cylindre et les roues avaient 2,10 m. de diamètre.
- Comparez ces chiffres avec ceux du chemin de fer aérien de Liverpool, où les moteurs sont montés directement sur les essieux des voitures, de manière à ce que la totalité du poids compte pour l’adhérence; dans le poids total de 40 tonnes pour chaque train de 2 voitures, il y a 6 tonnes qui' représentent le poids des moteurs, donc, presque le sixième, ce qui est le double de la proportion des express écossais. Avec un courant de 80 ampères, correspondant à environ 5o chevaux pour chaque moteur, il ne peut y avoir, dans ces conditions, aucun danger de patinage, tandis qu’on peut se demander si, sur une rampe, la locomotive à vapeur pourrait démarrer ou simplement rouler sans se servir de la sablière.
- D’autres considérations portent aussi bien sur les frais de premier établissement que sur les frais d’exploitation. Pour faire de la traction électrique à grande vitesse, il faudrait des voies entièrement neuves.
- 11 résulte de la nature spéciale et de la construction de la voie que le capital de premier établissement serait énorme.
- Une autre question d’ordre purement technique est celle de savoir si des trains déformés et de dimensions quelconques peuvent circuler en toute sécurité sur une double voie, à la vitesse de 190 km. par heure, et si, dans ces conditions de vitesse, la largeur réglementaire de la voie ne devra pas être augmentée. Les mathématiciens sauront calculer la force du courant et du tourbillonnement de l’air produits par des trains lancés à cette vitesse et trouveront, peut-être, que ces résistances passives exigent l’élargissement de la voie pour augmenter la stabilité du train. De là, autre augmentation des frais de premier établissement.
- Nous nous sommes posé, en commençant, un double problème : l’électricité considérée comme agent de traction présente-t-elle, au point de vue mécanique, des avantages sur la vapeur dans la traction à très grande vitesse, et, celle-ci est-elle capable de se développer sur une base commerciale? A la première question, on peut répondre, croyons-nous, par un « oui » bien décidé; la seconde peut également recevoir une réponse affirmative, mais cette fois, mitigée par des considérants. C’est seulement dans des conditions spéciales, lorsqu’il y a un trafic important entre des localités séparées par de grandes distances (400 km. au moins), lorsque les travaux d’art de la voie ne sont pas trop coûteux, que le capital peut trouver, dès le commencement, un emploi rémunérateur. Actuellement, l’énergie électrique ne peut se prêter à une exploitation commerciale que si la production est continue, si la station centrale travaille à pleine charge tout le jour, ce qui n’est guère à prévoir, à moins d’accaparer tout le trafic.
- Cette conclusion a l’air d’une fin de non-recevoir; mais l’auteur ne veut décourager personne, et il s’empresse d’ajouter qu’avec le temps on triomphera de toutes les difficultés.
- REVUE DES TRAVAUX
- RÉCENTS EN ÉLECTRICITÉ
- SOCIÉTÉ INTERNATIONALE DES 'ÉLECTRICIENS
- Séance du 3 juillet 1893.
- M. Lejeune présente un appareil portatif pour la mesure des isolements des lignes et des canalisations.
- Cet appareil dont le principe n’est pas nouveau ne donne pas lieu à une méthode inédite de mesure, mais il se recommande par sa forme commode et pratique et en même temps par l’étendue et la précision des mesures qu’il permet d’exécuter.
- 11 se compose, comme tous les appareils du même genre, d’une boîte de pile de 80 éléments donnant une force électromotrice de 100 à 110 volts.
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- Une seconde boîte contient une résistance de ioooo ohms sans induction de façon à ne produire aucun flux pouvant influencer le galvanomètre placé à côté dans la boîte.
- Ce galvanomètre est composéde deux bobines dans lesquelles passe le courant ou une partie déterminée du courant ; le barreau aimanté, situé à l’intérieur de ces bobines, est porté par une tige d’acier dont la pointe inférieure repose sur une cuvette de saphir, la partie supérieure passant dans un trou de rubis, on évite ainsi l’emploi des vis calantes, tout en conservant à l’équipage mobile une très grande mobilité.
- Avec ce dispositif l’appareil doit forcément être orienté primitivement dans le champ magnétique terrestre; dans ce but le galvanomètre est monté à centre.
- Le galvanomètre est muni d’un amortisseur plus ou moins rapide consistant en un disque de cuivre placé sur l’aimant. Suivant hauteur l’appareil revient au zéro après cinq ou six oscillations.
- L’appareil est gradué par comparaison ; la sensibilité des pivots est suffisante pour permettre d’apprécier une déviation de 1/2 division sur le cadran; on en conclut que l’on [peut mesurer facilement une résistance de 3a mégohms.
- Le galvanomètre peut être muni d’un aimant directeur destiné à en augmenter la sensibilité, on peut ainsi arriver à mesurer des résistances d’isolement jusqu’à 70 mégohms et même, d’après l’auteur, jusqu’à 100 mégohms. Le maniement de cet appareil est très commode.
- M. Lejeune termine en disant que cet appareil a été construit pour la Compagnie des chemins de fer de l’Est et adresse ses remerciements à MM. Delauzon et Bonfante.
- M. Raymond, président, annonce à la Société que M. Godefroy ne peut faire sa communication.
- Il invite ensuite M. de Nerville, directeur du laboratoire de la Société, à vouloir bien entretenir la Société sur la nouvelle organisation du laboratoire.
- 'Notre intention est de donner une description détaillée du nouveau laboratoire dès que l’installation en sera complètement terminée; néanmoins, il ne sera pas inutile de résumer ici la communication de M. de Nerville.
- Un des principes qui ont servi de point de départ à la construction du laboratoire est de séparer complètement le bâtiment affecté aux machines de celui dans lequgl sont installés les appareils de mesures, afin d’éviter les trépidations et l’influence des machines sur les appareils.
- A cet effet les deux bâtiments sont séparés par une cour assez grande.
- La force motrice est fournie, comme dans l’ancien laboratoire de la place Saint-Charles, par un moteur à vapeur de 20 chevaux et un moteur à gaz Lenoir de 12 chevaux.
- L’installation de la salle des machines a été faite gracieusement par M. Hillairet et est particulièrement bien réussie.
- Deux rails longitudinaux parallèles à l’arbre de transmission sont destinés à recevoir les
- machines du laboratoire, disposées chacune sur deux rails transversaux boulonnés sur les premiers, ainsi que les machines que le laboratoire pourra avoir à essayer ou acquerra dans la suite.
- La salle des machines sera munie d’une petite chambre vitrée destinée à recevoir les appareils de mesures nécessaires dans l’essai des dynamos et qui permettra ainsi de faire les mesures tout en surveillant la machine et en pouvant donner des ordres au mécanicien.
- Passons maintenant aux accumulateurs. La salle des accumulateurs avait été prévue dans la partie des bâtiments qui reste à construire, aussi a-t-on été obligé de faire édifier un petit hangar destiné à les recevoir provisoirement.
- De même que l’on avait intérêt à éloigner le plus possible la salle des machines du reste des locaux, il était nécessaire de rapprocher le plus possible les accumulateurs de leur point d'utili-
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- sation, afin d’éviter les pertes, qui sont ici plus considérables qu’avec les machines, puisqu’il faut tenir compte du rendement toujours peu élevé des accumulateurs.
- Ceux-ci sont disposés en 3 batteries de 36 éléments. Les éléments sont groupés 4 par 4 d’une manière définitive; l’unité est donc de 8 volts. Les pôles de chacune des batteries élémentaires de 8 volts aboutissent dans deux séries de godets à mercure qui permettent, comme le montre la figure 1, de faii'e toutes les combinaisons possibles.
- Les accumulateurs sont du type Julien et ont chacun 2.3 kilog. de plaques; en admettant un débit de 1 ampère par kilog. de plaque, chacune
- des trois batteries peut débiter 25 ampères sous 72 volts ou 225 ampères sous 8 volts.
- Ces trois batteries peuvent ainsi être groupées entre elles en tension et en quantité.
- Le laboratoire recevra de plus deux nouvelles batteries qui seront placées dans le même local, lequel devra recevoir en outre les batteries dont l’essai sera confié au laboratoire.
- A côté de la salle des accumulateurs se trouve établie provisoirement aussi la'salle des mesures des intensités, sur laquelle l’auteur reviendra plus loin.
- En ce qui concerne les salles de mesures, elles ont été disposées de façon à ce que chacune d’elles ne comporte qu’une seule espèce de me-
- Fig\ 2. — Plan définitif du rez-de-chaussée du nouveau
- sures, ou deux espèces connexes, et étagées de manière à ce que chacune puisse se servir des mesures faites dans la salle qui la précède. Ces salles sont, au rez-de-chaussée, au nombre de cinq. Elles n’ont chacune qu’une seule porte, percée dans l’un des coins, pour gêner le moins possible la répartition des appareils le long des murs.
- La première salle au commencement par le fond est affectée à l’électro-chimie, qui avait primitivement été prévue dans les locaux non encore construits.
- Elle est destinée à faire tous les essais d’électrochimie ainsi que ceux de piles et des petits éléments d’accumulateurs.
- Elle contient une petite batterie de huit accumulateurs Sarcia qui sont chargés par un circuit
- laboratoire de la Société Internationale des Electriciens.
- spécial venant de la salle deâ accumulateurs.
- La seconde salle, la première des mesures, est celle du volt et de l’ampère.
- Elle contient un électrodynamomètre-balance de Pellat, destinée à mesurer avec une approximation de 1/10000 la force électromotrice d’un étalon quelconque, le Latimer-Clark, par exemple. Ce dernier permet d’étalonner soit les éléments industriels confiés au laboratoire, soit les éléments employés par celui-ci pour étalonner ses voltmètres étalons; dans ce but cette salle est reliée par des circuits en fils fins à la salle suivante et à la salle de photométrie.
- La troisième salle est celle de la mesure des différences de potentiel; elle contient les appareils destinés à étalonner les voltmètres industriels, c’est-à-dire un voltmètre étalon Deprez-Car-
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- pentier et une batterie de 5oo petits accumulateurs Sarcia.
- La quatrième salle est affectée à la mesure des résistances d’isolement des câbles ou des diélectriques. Elle contient dans ce but un galvanomètre balistique Thomson et une batterie de 1000 volts de petits éléments Leclanché de la maison Barbier.
- La cinquième enfin est celle de la mesure des résistances et de la conductibilité des fils.
- La salle des Intensités comprend comme appareils de mesures un ampèremètre Deprez-Carpentier pouvant aller jusqu'à ioo ampères
- avec une approximation de que le directeur du laboratoire considère comme suffisante pour les mesures industrielles, et deux balances Thomson.
- Pour la mesure des très hautes intensités on
- emploie un gril d’une résistance d’environ o,ooi ohm.
- En plaçant toutes les batteries élémentaires en quantité, on peut atteindre, en débitant un ampère par kilogramme, une densité de 675 ampères et avec deüx ampères par kilogrammes i35o ampères ; c’est là un nombre que l’on dépasse rarement dans les appareils industriels,
- La salle de photométrie comprend comme appareils de mesures électriques un voltmètre et Un ampèremètre pour faibles intensités, et comme appareils de mesures photométriques, un photomètre Bunsen et un photomètre Màscart.
- Le reste du rez-de-chaussée est occupé par le logement du concierge, le vestibule et l’escalier.
- Le premier étage est presque uniquement occupé par l’administration du laboratoire : bureau du directeur, bureau des chefs de travaux
- Fig. 3. — Pian définitif du 1” étage.
- salle d’étude des élèves, etc. Il ne reste que deux petites salles dont l’une est affectée à la conservation des ohms-étalons construits par M. Benoist et comparés par lui et M. de Nerville à l’étalon officiel. Ils sont destinés à vérifier les résistances employées dans les salles du bas.
- La seconde est occupée par les mesures magnétiques et celles de capacité.
- M. de Nerville résume ensuite la série des essais que peut faire le laboratoire :
- Essais de dynamos, d’accumulateurs, de piles.
- Mesure de résistance d’isolement, de résistance et de conductibilité des fils ainsi que les essais mécaniques de ces fils, comme le comportent les cahiers des charges.
- Etude d’étalon de force électromotrice et de résistance.
- Etalonnement des voltmètres jusqu’à 1000 volts, des ampèremètres jusqu’à 1 200 ampères.
- Etude et étalonnement des condensateurs, etc. 11 passe ensuite en revue les desiderata du laboratoire.
- Il faudrait tout d’abord un moteur électrique d’une puissance de 4 à 5 chevaux pour faire démarrer le moteur à gaz. Puis en second lieu une dynamo d’une puissance de 14 à i5ooo watts pouvant fonctionner à volonté comme moteur. Dans ce dernier cas elle serait destinée à l’étude des dynamos. Il suffirait pour cela de la disposer sur une plate-forme et de la faire tourner de 90° au moment où l’on veut l’utiliser comme moteur; on pourrait ainsi obtenir une vitesse sensiblement constante.
- Au point de vue des courants alternatifs, le laboratoire ne possède pour ainsi dire absolument rien; il lui faudrait donc au moins un alternateur dont on pût faire varier la vitesse de façon à obtenir des fréquences diverses, un transformateur à plusieurs circuits pour pouvoir obtenir des voltages assez différents, des appareils de mesures (un électrodynamomètre Siemens et un voltmètre à fil chaud, de Gardew,.par exemple), et un wattmètre.
- M. de Nerville termine en faisant appel aux
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- personnes de bonne volonté pour combler les lacunes qui existent dans l’installation du nouveau laboratoire.
- M. Hillaifet, pour compléter la séance, entretient la Société d’une question toute nouvelle, celle de la cémentation électrique des aciers résultant, des essais faits par M. Garnier dans ses ateliers.
- L’usage de la cémentation du fer n’est pas nouveau. Le premier physicien qui s’en soit occupé est Réaumur. Quoi qu’il en soit la cémentation se fait encore actuellement par les procédés anciens. On chauffe le fer continuellement pendant plusieurs jours en répandant sur la surface chauffée une petite quantité de charbon de bois ettpoudre. Le fer est ehsüite trempé dans l’eau; on ajoute généralement au charbon du sel, du cuir, de la corne, sans trop savoir pourquoi, du veste.
- M. Garnier à eu l’idée dé faire intervenir l’action électrique en faisant passer un courant à travers le fer formant la cathode et le métal formant l’anode.
- Voici comment était disposée une des expériences.
- On place dans un tube réfractaire une barre
- d’acier à —1— de charbon seulementetun cravon 1000
- dé charbon dé cornue; l’espace entre la barre et le charbon étant rempli par du charbon de bois pulvérisé. Le tout était disposé dans un fourneau à reverbère, chauffé en dessous par insufflation d’air et à température d’environ 100"; on faisait alors passer un courant à travers la barre de fer et le charbon, ce dernier correspondant, comme nous l’âvons dit, au pôle positif et la barre au pôle négatif.
- On a fait naturellement varier l’intensité du courant et on a obtenu, avec un courant de 55 ampères, ce qui correspond aune différence de potentiel de 7 volts, des résultats très surprenants.
- Au bout de trois heures de chauffe la barre a été extraite et plongée rapidementdans l’eau. La partie opposée du charbon rayait fortement le verre; elle fut taillée en biseau à la meule d’émeri et l’on a reconnu que la cémentation avait pénétré jusqu’à 10 millimètres de profondeur.
- Si la température dépasse 900 à iooo°, ce qui
- correspond à la température du rouge cerise, la cémentation est tellement poussée qu’il se produit des phénomènes de fusion et que le métal coule.
- Pour montrer que le phénomène est bien dû au transport électrolytique du charbon, M. Garnier substitue au crayon de charbon une barre de même acier que celui à cémenter.
- Dans ces conditions la différence de potentiel aux bornes n’est plus pour une même intensité que de 2,5,etaprès trois heures de chauffe, si l’on plonge les deux barres dans l’eau, on constate que celle qui correspond au pôle négatif est cémentée, mais que l’autre ne l’est nullement.
- Ge procédé, qui exige environ trois fois moins de temps que l’ancien, semble donc destiné à un grand avenir.
- F. G.
- Sur les phénomènes d’interférence des ondes électriques traversant différentes épaisseurs d’électrolyte, par G. Udny Yule (').
- En 1889, le professeur J.-J. Thomson (2) a publié une description de quelques expériences qu’il a faites pour comparer les résistances d’électrolytes au passage de courants alternant très rapidement, la méthode consistant à comparer les épaisseurs de différents électrolytes également opaques pour les radiations hertziennes. L’hiver dernier, j’ai essayé une disposition identique en principe avec la précédente, mais se rapprochant de la balance d’induction de Hughes. Cette méthode semblait, toutefois, présenter diversesdifficultés et’finalement j’en ai adopté une autre, également analogue jusqu’à un certain point à celle du professeur Thomson, en ce sens qu’elle mesure des transparences, mais entièrement différente comme apparences extérieures.
- Soient, dans la figure 1, A S A', un excitateur de Hertz, et B B' des conducteurs secondaires (résonateurs) d’ou partent deux longs fils parallèles. On peut considérer ces fils comme de simples guides pour les ondes, qui voyagent alors dans l’espace entre les fils. Si nous faisons passer ces fils sur une certaine longueur l à tra-
- C) Note présentée à la Royal Society par M. Carey Foster. Communiquée par l’auteur.
- (!) Royal Society's Pruceedings, t. XLV, p, 26y, 1889. — La Lumière Électrique, t. XXXII, p. 33g,
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- vers un électrolyte, les ondes devront traverser ce dernier et y seront partiellement absorbées. Si l’on place un électromètre en E, à un quart de longueur d’onde du pont terminant les fils, des lectures faites pour différentes épaisseurs de l’électrolyte devaient, d’après nos prévisions, donner une courbe logarithmique, dont on pouvait déduire immédiatement la résistance spécifique.
- Les dimensions de l’excitateur étaient les mêmes que celles employées par Bjerknes (9 :
- A A', B B', disques de zinc, diamètre........ 40 cm.
- Distance de A à B............................ 3o »
- Longueur du fil A S A' (diamètre :2 mm.)........ 200 »
- Longueur d’onde )............................ 900 »
- Les fils B F D, d’environ 1 millimètre de diamètre, étaient tendus à 6 centimètres l’un de l’autre. Quand ces fils sont trop courts, une suite d’ondes émise par B B' peut atteindre l’électro-
- Fig. 1
- lyte xu ou le pont D, être réfléchie et retourner en B avant que le primaire ait pratiquement oscillé complètement. En pareille occurrence, l’état du secondaire peut affecter le primaire comme dans un transformateur à courants alternatifs. Mais si l’on fait Ba, plus long que la moitié de la longueur des ondulations, les ondes réfléchies pourront atteindre B avant que les oscillations primaires aient cessé, et dans ces conditions le primaire ne ressentira pas les effets des alternations du secondaire en ou au-delà. Cette réaction du secondaire sur le primaire a été observée pour la première fois par M. J. Ritter von Geitler (2), avec un excitateur du type employé par Blondlot (3).
- Dans l’appareil employé, les fils sortaient en F,, d’une fenêtre du laboratoire et décrivaient une boucle d’environ 5o mètres de circonférence dams le jardin du laboratoire. Ils rentraient en * (*)
- 0 La Lumière Électrique, t. XLII, p.
- (*) Thèse de doctorat, Bonn, janvier i8<)3.
- (3) Comptes rendus, t. 114, P- 283, 1892. — La Lumière Électrique, t. XLIII, p. 4.35.
- F2 et traversaient verticalement le vase contenant l’électrolyte. Le circuit était complété par une autre boucle, F3 F.,, de 5o mètres de longueur, autour du jardin, réintégrant le laboratoire en F.,, allant à l’électromètre en E,et réunis
- par un pont en D, à 2,25 m. = ^ X de l’électro-
- rnètre. D’après les recherches de Bjerknes, ces dimensions doivent être suffisantes pour éviter toute réaction appréciable.
- L’électromètre était l’appareil qu’avait employé Bjerknes pour ses recherches effectuées au même laboratoire. C’est un simple électromètre avec une seule paire de quadrants et une aiguille d’aluminium non chargée suspendue par un fil de quartz. Chacun des quadrants est relié à un des fils. L’aiguille ne tenant pas compte du signe, les élongations sont simplement proportionnelles à l’intégrale de l’énergie.
- Des vases en verre contenaient l’électrolyte. Les fils traversaient verticalement des trous forés dans le fond du vase, dans lequel ils étaient mastiqués.
- Différents essais ont été faits à l’aide de cet appareil avec des solutions diluées de sulfate de cuivre. Les lectures étaient faites par paires, une premièi-e fois sans liquide dans le vase, puis avec une couche de liquide d’épaisseur donnée; dix lectures ont été prises à chaque point. Le rapport des intensités transmises ainsi obtenues a été déterminé pour les divers points et porté en ordonnée. 5 à 6 centimètres étaient l’épaisseur maxima que l’on pouvait employer dans ces premières expériences.
- Les courbes ainsi obtenues pour ces solutions mauvaises conductrices étaient toujours sensiblement différentes de courbes logarithmiques, et cela d’autant plus que les solutions étaient plus diluées. En prenant le décrément logarithmique moyen pour toute l’épaisseur, les valeurs correspondantes de la conductibilité spécifique semblaient extrêmement élevées
- Il semble probable que ces irrégularités puissent être dues à des effets d’interférence analogues aux anneaux de Newton (par transmission), ou au phénomène des « pellicules minces»-, surtout en considérant les résultats obtenus récemment par M. E.-ïI. Barton au même laboratoire. Je désirais donc étudier ces phénomènes d’interférence dans des couches d’électrolyte aussi épaisses que l’absorption le permet. L’eau
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- distillée s’offrait comme le meilleur électrolyte à employer dans ce but.
- Le récipient employé était un cylindre de verre haut de 114 centimètres, dont le diamètre intérieur était un peu inégal, mais avait environ 12 centimètres à l’endroit le plus étroit.
- Avec cet appareil, une série d'observations ont été effectuées avec diverses épaisseurs d’eau distillée. Pour éliminer autant que possible des irrégularités dans les étincelles, les lectures ont été faites par paires alternativement au point a étudier et en quelque autre point pris momentanément pour terme de comparaison ; le sipho-nage de l’eau entre deux lectures eût été une opération trop longue, et eût permis la production d’irrégularités dans les étincelles. Comme auparavant, dix à douze lectures ont été
- Centimètres d’eau.
- Les résultats complets sont donnés dans la courbe de la figure 2. On voit que pour un corps aussi mauvais conducteur que l’eau distillée l’interférence masque complètement les effets d’absorption. L’intensité de l’ondulation transmise ne décroîtpas continuellement; au contraire, on peut transmettre beaucoup mieux à travers une couche épaisse qu’à travers une couche mince du milieu absorbant. La transmission suit la même loi générale que pour la lumière à travers une plaque mince; il s’agit, en effet, d’une plaque « mince » — d’une plaque dont l’épaisseur est comparable à la longueur d’onde, L’intensité de l’ondulation transmise est mi-
- nima pour une plaque de ^ X d’épaisseur,
- maxima pour - X, mimma pour - X, etc.
- Les points de la courbe autour du maximum
- à i X sont un peu irréguliers, et les deux
- maxima ne concordent pas absolument. En prenant la moyenne, nous pouvons dire que les longueurs d'onde dans l'air et dans l'eau sont respectivement :
- X„ = 900 X, - 108 cm.
- Fig. 2
- faites à chaque point. L’élongation obtenue en l’absence du liquide a été prise pour unité.
- Gomme exemple des variations habituelles de l’étincelle, je citerai la série suivante de lectures de l’élongation pour 55 centimètres et 40 centimètres d’eau respectivement. La série est prise au hasard parmi les autres :
- 40 centimètres 55 centimètres 11 f 4
- /| q TT 1
- 5 0 11 n
- . . 11 0
- 4,3 11,5 1 r 0
- il 0
- 4,3 4,6 n,4 10.4 11,2
- 4.5 4.6 10,4 10,0
- Ces résultats sont groupés en deux colonnes séparées, mais ils ont été obtenus par paires alternativement.
- Cela nous donne pour l’indice de réfraction et la constante diélectrique :
- « = 8,33 K = 09,5.
- Le tableau ci-dessous donne les valeurs de K trouvées par d’autres expérimentateurs.
- Méthode oniployéo Autour K
- Courants alternatifs Heerwagen 79,56 75,70 70,00 76,00 83,8o 73,50 81,00 1,75
- Rosa
- lîobine de Rhumkorff Rosa
- Cohn et Arons.. Tereschin
- Oscillations de Hertz Cohn
- Ellinn-pr
- j Ilscheg-tiaeff.....
- En excluant la dernière valeur du tableau, on voit que ma valeur de K est un peu faible. La cause peut en résider dans le fait que le champ qui entoure les fils ne se trouve pas entièrement dans l’eau.
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- L’incertitude due â Cette dispersion dû champ pourrait être aisément évitée eh transformant Un des (ils eh uh tübe éhtoüraht l’aütfe fil et en employant également ce tübé comme récipient pour leléctl-olyte. C’était là là disposition que l’on avait l’intehtion d’adopter tout d’abord. Divers inconvénients qu’elle présente nous l’ont fait rejeter finalement. En premier lieu, un condensateur de ce genre réfléchit en toute circonstance Urte partie considérable de l’értergie incidente (9- Deuxièmement, la variation de position de la surface de l’élëCtrolyte par rapport au bord supérieur du vase introduirait de nouveaux phénomènes d’intërféréhce. Cela résulte directement du travail de M. Barton auquel j’ai déjà fait allusion. Enfin, ia grande surface de métal en contact avec le liquide rendrait l'eau distillée rapidement impure.
- Ces recherches ont été effectuées à l’Institut de physique de l’univer6ité de Bonn. Je désire exprimer mes remerciements au professeur Hertz pour lês très Utiles conseils qu’il â bien Voulu me donner.
- A. H.
- Sur la dissipation d’énergie dans un champ électrique tournant et sur l’hystêrésis électrostatique,
- par Riccardo Arno (*).
- Dans une précédente note (3), j’ài exposé ürte méthode pour la production d’un champ électrique tournant à l’aide de différences de potentiel alternatives, et j’ai démontré qu’un cylindre diélectrique placé dans ce champ suit le mouvement de rotation du champ. Ce fait, ai-je ajouté* peut-être attribué à un phénomène d'hystérésis électrostatique dans les corps diélectriques, analogue à celui de l’hystérésis magnétique dans les corps magnétiques, et peut même être utilisée pour les recherches quantitatives sur ce phénomène.
- Avant la publication d’un récent travail de M. Hess (4) sur les isolants, dans lequel l’auteur expose une théorie d’après laquelle l’échauffe-
- (*) J. Ritter von Geitler, Thèse de doctorat, 1893. La Lumière Électrique, t XLVIII, p. 592.
- (“) Rendiconti delta R. Accademia dei Lincei, 30 avril 1893.
- (5) Rendiconti, 16 octobre 1892; La Lumière Élec-trique, l. XLVi, p. 537.
- p) La LUmàre Électrique, 2Q novembre et 10 décembre 1893, p. 401 et 507.
- ment d’üh corps diélectrique sous l’irtfiuence d’un champ électrique alternatif serait dû, aü moins en partie, à ia présence de corpuscules conducteurs disséminés dans le diélectrique, il semblait que cet échaüffement dût être simplement attribué à urte hystérésis électrostatique. Et même M. Proteus Steinmetz, mesurant l’énergie transformée etl chaleur dans un condensateur à papier paraffiné eh fonction de la différence de potentiel alternative efficace entre les armatures* et trouvant la première proportionnelle au carré de la seconde, crut pouvoir considérer cette relation comme représentant la déperdition d’énergie par hystérésis dans les corps diélectriques f1). Mais depuis le travail de Hess, si ses résultats sont exacts, ni le fait de réchauffement d’un condensateur n’est suffisant à démontrer l’existence d’une hystérésis électrostatique, ni les expériences de Steinmetz, dont les résultats ne semblent pas eh contradiction avec les théories de Hess, ne peuvent servir à établir ia loi d’un tel phénomène.
- C’est pour ces raisons que j’ai cru devoir commencer la publication de quelques résultats des recherches que j’effectüe depuis un Certain temps sur ies diélectriques. Le but de la présente note est la description d’un appareil qui utilise le principe de la rotation d’un cylindre diélectrique dans un champ électrique tournant pour l’étüdë dü phénomène d’hystérésis électrostatique dans les corps isolants, et l’exposé des résultats obtenus avec Un cylindre en ébonite.
- L’appareil est représenté par là figure 1. Sur une base b montée Sur Un trépied sont fixés un puissant aimant M èn fer à cheval ët Urte boîtë cylindrique A B C D en métal, qui enveloppe toutes les parties essentielles de l’appareii et sert en même temps d’écran électrique. Une borne W permet de relier celle-ci à la terre. Sur le couvercle en ébonite d est fixé un tube de verre c qui porte à son extrémité supérieure le support F d’une suspension bifilaire s, à laquelle est suspendu un petit cylindre creux H en matière isolante. Ce cylindre peut se mouvoir dans l’espace compris entre quatre lames verticales en cuivre L, de 42 millimètres de hauteur sur 21 millimètres de largeur, placées en croix
- (4) Elektrotechnische Zeitschrift, 29 avril 1892; La Lumière Électrique, t. XLIV, p. 95,
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- à la distance de 42 milimètres les unes des autres. Ces lames sont soutenues par le couvercle d aü moyen de vis qui se terminent par quatre bornes m.
- G’est entre ce système de quatre lames que l’on produit le champ tournant à l’aide de deux différences de potentiel alternatives présentant entré elles ühe différence de phase d’un quart dé période. A la base inférieure du cylindre H est SUspehdu Utle mince tige a en aluminium, portant un petit miroir plan S, pour la mesure des déviations* et un cylindre Q, vide et fermé, éil cuivré èiéctrolytique, qui oscille entre les pôles de l’aimant M et rend ainsi l’appareil complètement apériodique. Ce cylindre pèse 14,21 gr., a une hauteur de 24 millimètres et un diamètre extérieur de 3o millimètres. Enfin, un récipient en verre R contenant du chlorure de calcium se trouve placé dans la boîte et sert de desséchant.
- La sensibilité de cet instrument peut être variée dans des limites assez étendues, soit en variant l’écartement des fils de la suspension bifilaire, soit en modifiant le poids que porte la suspension.
- Voyons maintenant comment l'appareil peut servir à déterminer I’értergie qui, par suite de la rotation du champ* se dissipe dans le cylindre diélectrique. Ecrivons l’équation d’équilibre du cylindre H. En appelant M le couple de déviation auquel, par la symétrie de l’appareil, se réduisent les forces électriques qui agissent sur II, et M' le couple directeur dû à la suspension, on a
- M = M'.
- Or, en désignant par W le travail produit par les forces électriques dans l’unité de temps et par w la vitesse angulaire du champ, on peut écrire
- M= —.
- (»)
- Comme
- (1) = 2 7t 71,
- 11 étant la fréquence du courant alternatif employé dans l’expérience, il vient
- D’autre part
- où 8 est la déviation de l’équipage mobile et k la constante dé la suspension bifilaire. Pour les petites déviations on peut prendre
- M' == k l,
- d’où l’on obtient
- c’est-à-dire en remplaçant 2-k nk par K : w = KS.
- Le travail en question est donc proportionnel à là déviation de l’équipâge mobile.
- En appelant P le poids porté par la suspension bifilaire, l la longueur en centimètres de cëtte suspension, à et b respectivement la distance supérieure et inférieure entre les deüx fils, on a
- * loogPâb n-------- ,
- g étant l’accélération de la pesanteur en mètres par seconde par seconde. Donc :
- j, _ 200 ic n g Va b K— i •
- En notant la déviation 3 on peut donc ert déduire immédiatement le travail W exprimé en ergs :
- W = 2°°"»g Vàb s
- Dans mes expériertcéS le cylindre II, en ébo-nite, du poids de 6*990 grammes avait 24 millimètres de hauteur et 3o millimètres de diamètre extérieur. Pour obtenir entre les deux paires de lames L les dëüx différences de potentiel alter-nàtives décalées dé 90"* jé iiié suis servi dé la même disposition déjà décrite dans ma note sus-indiquée* employant là tension secondaire d’une bobine de Ruhmkorff dont le primaire était alimenté par une machine à courants alternatifs. Un rhéostat intercalé dans le circuit primaire permettait de faire varier la différence de potentiel secondaire.
- Puisque, ainsi qu’il a été démontré, le travail W dans le cylindre suspendu est proportionnel à la déviation de l’équipage mobile, ou à la lecture d faite avec là lunette sur l’échelle, et puisque le champ électrique tournant a une intensité constante F proportionnelle à la.différence de potentiel efficace v aux bornes de la
- U! S h si» 8,
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- bobine primaire, il suffira de faire pour les différentes valeurs de v les lectures correspondantes d.
- Pour la mesure de la différence de potentiel v, on se servait d’un voltmètre Gardevv, préalablement étalonné, monté sur la bobine secondaire d’un transformateur Zypernowski, calculé pour un rapport de i à 4, dont la bobine primaire-était placée en dérivation entre les bornes pri, maires de la bobine de Rhumkorff. En opérant ainsi, la lecture sur le voltmètre était dans toutes les expériences égale à quatre fois la différence de potentiel v; on obtient ainsi une précision plus grande qu’en employant 1 instrument sans l’intermédiaire du transformateur.
- Dans les premières colonnes du tableau ci-dessous sont indiqués les résultats de mes expériences, effectuées avec un courant alternatif d'une fréquence égale à 40, fourni par une machine Siemens à basse tension.
- N® * d observé d calculé A A 0/0
- 5 18 18,81 — 0,81 — 4,5
- 2 6 26 25,20 • i- 0,80 + 3,1
- 3 7 33 32,29 + 0,71 4- 2,2
- 4 8 41 40,01 + o,99 4- 2,4
- 5 9 49 48,33 + 0,67 + 1,4
- 6 IO 57 57,29 — 0,29 — 0,5
- I I 65 66,68 — 1,68 — 2,6
- 8 12 74 76,75 — 2,75 - 3,7
- 9 i3 86 87,36 — 1,36 —1,6
- 10 14 96 98,34 — 2,34 — 2,4
- 11 i5 107 109,88 — 2,88 — 2,7
- 12 16 120 121,88 — 1,88 -1,6
- i3 17 i38 134,19 + 3,8i 4- 2,8
- 14 18 i58 147,19 -J- 10,8i 4- 6,8
- Dans la seconde colonne sont enregistrées les différences de potentiel efficaces v en volts, mesurées au moyen du voltmètre Cardew, et dans le troisième la lecture d en millimètres.
- Pour avoir une idée de la valeur limite de l’intensité F du champ tournant, il suffit d’observer qu elle est égale à l’intensité maxima de chacun des champ alternatifs qui le composent, et que celle-ci s’obtient en divisant la différence de potentiel maxima entre deux lames opposées par la distance qui sépare celles-ci. Et comme la valeur maxima de ces différences de potentiel est égale à la valeur efficace multipliée par v/2, et par suite à la valeur efficace de la différence de potentiel secondaire de la bobine de Ruhmkorff, l’intensité de champ s’obtient en
- divisant cette dernière par la distance entre les lames.
- Pour avoir une valeur approximative de la tension secondaire de la bobine, je me suis servi d’un voltmètre électrostatique de Thomson. A la première expérience, cet instrument indiquait 1 200 et à la dernière 4200 volts, qui correspondent respectivement à 4 et 14 unités G. G. S. électrostatiques ; la distance entre les lames étant de 4,2 cm., l’intensité du champ électrique
- a varié entre les limites — et c’est-à-dire, 4,2 4,2
- entre o,q5 et 3,83 unités G. G. S. électrostatiques. Si l’on porte en abscisses les valeurs de log v
- F
- Fig. 1
- et en ordonnées les valeurs de log d. prises dans le tableau précédent, la courbe que l’on obtient est une droite, approximativement. Ceci démontre que les deux variables satisfont à une relation de la forme
- d=hv‘,
- où h et x sont des constantes, et qu’en prenant une autre constante II, on peut écrire :
- W = HF*.
- En posant
- log d = log h 4- .v log v,
- et en déterminant les paramètres log h et x par la méthode des moindres carrés, on trouve
- log h = o,i5ii, d’où 4=1,416 x == 1,607.
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- 9D
- Par suite
- d — 1.410 v I'r'07
- A l’aide de cette formule ont été calculées les valeurs de d indiquées dans la quatrième colonne du tableau. Les différences ieno/o, enregistrées dans la dernière colonne, ne sont pas supérieures à celles que présentent les valeurs calculées pour l’hystérésis magnétique du fer doux dans la formule de Steinmetz.
- Il en résulte donc que la relation entre l’énergie dissipée dans l’ébonite et l'intensité du champ électrique est de la forme
- W = H F ’ •n.
- Dans cette formule, analogue à celle par laquelle Steinmetz représente le travail absorbé par l’hystérésis magnétique, l’exposant de F n’est pas celui que l’on aurait obtenu, si le couple qui entraîne le cylindre dans la rotation du champ était dû à des corpuscules conducteurs disséminés dans le diélectrique. Par conséquent, les expériences que je viens d’exposer confirment l’idée que le phénomène est dû à une hystérésis électrostatique.
- A. H.
- L’électr o-optique.
- Les investigations théoriques et expérimentales des vingt dernières années ont donné un intérêt de premier ordre à l’une des branches les plus fascinantes de l’optique, cel le de l’action d’un champ électromagnétique sur la lumière. M. Basset donne dans Nature, de Londres, une revue intéressante de l’état de nos connaissances en cette branche. Il répartit en quatre groupes les découvertes qui ont été faites à ce sujet :
- r Expériences de Faraday montrant que, lorsque de la lumière polarisée est transmise à travers un milieu transparent aimanté, il se produit une rotation du plan de polarisation ;
- 20 Expériences de Kerr montrant que l’effet de la force électrostatique sur un milieu transparant est de le convertir en un milieu optiquement équivalent à un cristal uniaxe, dont l’axe est dirigé dans le sens de la force;
- 3° Expériences de Kerr sur la réflexion de la lumière polarisée à la surface d’un réflecteur en fer aimanté, montrant qu’il se produit une rotation du plan de polarisation de la lumière réfléchie, rotation qui dans certains cas s’effectue dans le même sens et dans d’autres cas en sens
- contraire du courant d’Ampère qui peut être conçu comme produisant la force magnétique;
- 40 Expériences de Kundtsur la réflexion de la lumière par le fer, le cobalt et le nickel aimantés et aussi sur la transmission de la lumière à travers les pellicules minces aimantées de ces métaux.
- Il existe aussi une autre série d’expériences exécutées par Kundt, dans laquelle la lumière polarisée est réfractée à la surface supérieure d’une plaque de verre, puis réfléchie à la surface inférieure, et réfractée une deuxième fois à la surface supérieure. Les résultats de ces expériences montrent que le plan de polarisation de la lumière émergeant finalement du verre a subi une rotation en sens contraire de celle produite par un réflecteur en fer.
- Il semble assez probable que l’effet de Hall soit intimement lié à l’action d’un champ magnétique sur la lumière, mais il faudra de nouvelles démonstrations avant que l’on puisse affirmer que les deux phénomènes sont dus à la même cause primaire. Jusqu’à présent l’effet de Ilall n’a été observé que dans les corps conducteurs; mais si l’on admet qu’il peut exister dans les milieux transparents, la théorie fournit des résultats qui concordent avec l’expérience. L’effet de Hall peut expliquer les expériences de Faraday, il donne également un résultat concordant avec les expériences de Kundt sur la réflexion et la réfraction dans une plaque de verre aimantée dans le cas où l’aimantation et l'incidence sont normales. Il serait possible d'appliquer cette théorie au cas de l’incidence oblique, mais ce serait un travail laborieux dont les résultats seraient compliqués.
- Les expériences du professeur Dewar sur l’oxygène liquide semblent ouvrir une voie plus féconde pour la vérification de cette théorie, car, par suite de la grande susceptibilité magnétique de cette substance, il est possible que l’on puisse observer un effet quelconque dans le cas de la réflexion directe. L’effet dû à une réflexion simple sur le verre aimanté pourrait être trop faible pour qu’il puisse être découvert; mais le Dr Kerr suggère que la méthode des réflexions multiples pourrait donner un résultat.
- D’après la théorie, l’effet de Hall serait positif dans le cas du.verre et de l’oxygène gazeux, et négatif dans le cas d’une solution de perchlo-rure de fer; une répétition des expériences de
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- Kundt, avec ce dernier liquide à la place du verre, montrerait que la rotation doit avoir lieu dans le même sens que celle produite par le fer. Des expériences de ce genre seraient très importantes, et il ne semble pas qu’elles aient été faites.
- Un mémoire récemment communiqué à la Société philosophique de Cambridge tendrait à confirmer ces idées. Dans ce mémoire, M. Basset a transformé les formules pour la réflexion sur un milieu transparant aimanté en admettant que l’indice de réfraction est une quantité complexe. Les formules qui en résultent pour les amplitudes des vibrations réfléchies concordent très bien avec les expériences de Kerr au point de vue qualitatif, pourvu que les valeurs et les signes de certaines quantités soient déterminés par des procédés purement optiques. Les résultats sont, de plus, semblables comme forme à ceux qui se déduisent de la théorie de Maxwell, en tenant compte de la conductibilité combinée avec l’effet de Hall; malheureusement, les valeurs de certaines constantes, exprimées en fonction de quantités électriques, diffèrent des valeurs nécessaires pour les expériences optiques, et cela à un degré qui ne permet pas de' construire d’après cet ordre d’idées une théorie électromagnétique parfaite. L’auteur doute que ce but puisse être atteint avant que l’on ne découvre une théorie basée sur la réaction mutuelle de l’éther et de la matière, théorie dans laquelle les quantités dont dépend le mouvement de la matière se combinent aux quantités électromagnétiques.
- Quoique le signe de l’effet de Kerr soit le même dans le nickel que dans le fer et le cobalt, le signe de l’effet de Hall est différent. C’est là une difficulté plutôt apparente que réelle, car une théorie basée sur la réaction mutuelle de l’éther et de la matière pourrait très bien introduire un facteur contenant les périodes de vibration de la matière qui changeraient le signe des termes magnétiques. On pourrait élucider ce point en déterminant l’incidence principale pour le nickel et le cobalt.
- La théorie généralement reçue, que la ré-flèxion et la réfraction sont matériellement affectées quand des périodes de vibration libre de la matière se trouvent entre les limites du spectre visible, suggère que le signe de l’effet de Kerr peut être différent dans le cas des portions
- ultra-violettes et infra-rouges du spectre de ce qu’il est pour la partie lumineuse. Des expériences sur cette partie du sujet seraient nécessaires, et il est possible que l’emploi d’une substance fluorescente, telle que la quinine dans le cas des rayons ultra-violets, ou d’une solution d’iode dans le sulfure de carbone, conjointement avec l’emploi du bolomètre du professeur Langley, pour les rayons infra-rouges, pourrait donner d’importants renseignements.
- Les expériences de Kerr sur l’action de la force électrostatique indiquent que si la lumière était réfléchie sur un corps fortement électrisé, on pourrait observer certaines particularités intéressantes. Dans l’absence de tout essai expérimental, il est impossible de prédire avec exactitude ce que seraient ces effets; mais il semble probable qu’un réflecteur .métallique électrisé se comporterait comme un milieu métallique biréfringent à axe optique unique perpendiculaire à la surface réfléchissante.
- Quand un rayon lumineux est réfléchi à la surface d’un cristal uniaxe coupé perpendiculairement à l’axe, la composante à angle droit avec le plan d’incidence est réfléchie de la même façon que si le milieu était isotrope. Dans ces conditions, nous pouvons prévoir que dans le cas d’un réflecteur métallique électrisé, la composante dans le plan d’incidence serait beaucoup plus affectée par l’électrification que la composante perpendiculaire à ce plan. Si cette hypothèse était vérifiée par l’expérience, il s’ensuivrait que l’incidence principale, de même que la différence entre les variations de phase des deux composantes, serait affectée d’une façon appréciable par l’électrification.
- Finalement, M. Basset indique comme néces- . saires les expériences suivantes :
- r Expériences sur la réflexion de la lumière par un milieu transparent aimanté, tel que verre, perchlorure de fer, et aussi, si possible, oxygène liquide;
- 2° Expériences sur la réflexion par les métaux aimantés et sur la transmission de la lumière par ces mêmes métaux, une attention spéciale devant être vouée aux effets produits par les parties non lumineuses du spectre;
- 3° Expériences sur la réflexion par les réflecteurs métalliques électrisés.
- A. H.
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- FAITS DIVERS
- De nombreuses études ont été faites, dans ces derniers temps sur la possibilité d’utiliser, pour être transportée à Limoges, la force produite par le Taurion. La Chambre de commerce, entre autres, a chargé un de ses membres, M. Faure, ingénieur, de faire un rapport sur la question, et celui-ci estime que, par un barrage de ?o mètres de hauteur facile à établir aux environs de Chûtelus-le-Mar-cheix, on pourrait capter environ 5oooooo de mètres cubes d’eau formant un lac de 40 hectares de superficie qui, au moyen d’une canalisation fournirait une chute puissante de 60 mètres de hauteur. Le débit moyen du Taurion est d’environ i3 000 litres par seconde, Châtelus-le-Marcheix est à 40 kilomètres de Limoges.
- L’usine génératrice comprendrait 10 turbines de 3oo chevaux chacune, actionnant 20 dynamos. Le minimum de force effective à pied d’œuvre, aux plus basses eaux, serait de 2100 chevaux. Quand on songe que la puissance totale aujourd’ui employée à Limoges ne dépasse pas 1100 chevaux, on peut prévoir les conséquences de l’utilisation du Taurion pour le développement de l’indusrie en cette ville.
- On a longtemps considéré le fameux navire télégraphique le Gréai Eastern comme une folie ; mais voici qu’il va être dépassé, au moins en longueur. La White Star Line, l’une des principales lignes transatlantiques, a en ce moment en chantier, à Belfast, un steamer, le Gigantic, qui mesurera 2i3 mètres de longueur, soit 3 mètres de plus que le Great Eastern. Il est vrai qu’il n’aura que 20,70 m. de large, au lieu de 25,3o m.; mais, en revanche, il dispose d’une puissance de 25 000 chevaux-vapeur, alors que les machines du Great Eastern ne donnaient que 265o chevaux La vitesse atteindra 27 nœuds, soit plus de 5o kilomètres à l’heure.
- M. Bœse a imaginé un procédé de préparation d’une masse active pour accumulateurs ; il consiste à mélanger des oxydes métalliques, notamment l’oxyde de plomb, avec des acid.es sulfoconjugués de l’anthracène ou d’autres composés organiques, et à former le mélange en plaques.
- Pour l’application spéciale de ce procédé, on mélange les oxydes métalliques avec les derniers résidus ou brais de la distillation des goudrons de houille que l’on transforme en sulfoconjugués en les extrayant à l’éther de pétrole, ajoutant de l’acide sulfurique, distillant le dissolvant et provoquant îa formation de sulfoconjugués par l’action de la chaleur.
- Pour l’extraction des résidus de distillation, on peut employer comme dissolvant, au lieu d’éther de pétrole, de
- l’alcool, de manière à ce qu’en mélangeant ensuite le produit avec de l’acide sulfurique et un oxyde métallique, la chaleur dégagée par l’action de l’acide sur l’alcool suffise à produire la sulfoconjugaison des hydrocarbures à poids moléculaires élevés contenus dans l’extrait alcoolique, sans apport de chaleur extérieure.
- D’après l’inventeur, les plaques obtenues par ce procédé acquièrent une grande stabilité en raison des propriétés agglutinantes des sels de plomb des acides anthracènes-sulfoniques ou analogues.
- L’installation hydro-électrique de Mansbo, en Suède, dont nous avons parlé récemment, est construite pour la Compagnie des superphosphates de Stockholm. C’est une grande chute d’eau de la rivière Dal, près d’Avesta, qui fournira 35oo chevaux. Pour commencer, les machines ne fonctionneront qu’avec la moitié de cette puissance.
- On installera huit turbines de 200 chevaux chacune, pour les dynamos, et deux plus petites pour des machines-outils. La hauteur de chute est d’environ 10 mètres, de sorte que les turbines auront une vitesse suffisante pour permettre de les coupler directement avec les dynamos. Il y aura huit dynamos de 200 chevaux.
- L’installation inaugure une nouvelle branche de l’industrie suédoise; la fabrication comprendra la production électrolytique de chlorate de potasse, dont on emploie de grandes quantités dans la manufacture des allumettes, d’après un procédé inventé par le directeur de la Compagnie.
- Le Génie civil décrit un nouvel indicateur électrique à distance des niveaux et pressions. Cet appareil, imaginé par M. Dieudonné, a pour but d’indiquer, à une distance quelconque et au moyen d’un seul fil de ligne, l’état dans lequel se trouvent un réservoir d’eau, un gazomètre, une chaudière à vapeur, etc.
- Le principe de l’indicateur Dieudonné consiste à produire sur la ligne un nombre de fermetures et de ruptures du courant correspondant au nombre des degrés de l’échelle de niveau, pression, etc., et recevoir ces indications au moyen d’un téléphone ordinaire. On peut y adjoindre un galvanomètre, si l’on veut avoir des indications optiques.
- Le transmetteur se compose d’un flotteur dont la corde est attachée à un secteur métallique; sur celui-ci sont placées un certain nombre de lames de cuivre isolées dont le nombre correspond aux divisions de l’échelle, et à ses lames on amène le courant de la pile.
- L’inventeur a déjà installé plusieurs de ces appareils, notammentdans les usines à gaz, pour que le directeur de l’usine puisse, pendant la nuit, et sans quitter son lit, se rendre compte de la position des gazomètres.
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- g8 * LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- Le professeur A-^rfQP a rççueüli un gr3hd nombre de renseignements de statistique relatifs à ^application de J’éleptricité eu Angleterre. Il résulte de ses nombres que l’on 3. dépensé jusqu’iri dans ce pays pour la distribution ç}e ^électricité uup somme qpj n’est pus inférieure à 125 millions de francs.
- Le nombre de lampes à incandescence de 8 bougies installées en Grande-Bretagne atteint environ 750000, dont la moitié environ sçnit alimentées par du courant alternatif.
- Les accumulateurs ont été jusqu’ici très employés, mais la tendance actuelle est de s’en passer, au moins dans les stations centrales.
- On peut compter que dans les trois dernières années on a construit en Angleterre des dynamos et des moteurs d’une puissance totale de 100000 chevaux environ.
- M. Bruno Kolbe décrit l’expérience suivante pour rendre visibles les lignes de force électrique. Dans un vase plat on verse de phuile de térébenthine pure anhydre jusqu’à environ 2 centimètres de hauteur, et l’on ajoute une pincée de sulfate de quinine. On agite de façon à répartir la quinine uniformément. On plonge dans le liquide deux boules reliées à une machine à influence. Les cristaux blancs se groupent alors en courbes très nettes représentant les lignes de force électriques.
- La forme de ces courbes rappelle celle de la décharge en aigrette de la machine à influence.
- La locomotive éleptrique J.-J. Heilmann est entrée dans la phase de l’expérimentation pratique. Le Génie civil nous apprend qqe le iô juin ont eu lieu au Havre les premiers essais* devant le conseil d’administration de la Traction électrique, réuni à cet effet. La machine, dont la construction est achevée, est encore sur une voie provisoire dans les ateliers des forges et Chantiers de ift Méditerranée, de telle sorte qu'elle n’a PU être mise en marche; les machines à vapeur pnt été essayées; à l’allure normale, l’équilibrage est parfait, et les machines n’impriment pas la moindre trépidation au véhicule. Il est assez remarquable qu’iine machine de 6po chevaux montée sur des ressorts ne communique pas à la plate-forme plus de vibrations qu’une machine ordinaire n’en communique à une lourde fondation.
- Afin de pouvoir se rendre compte des conditions de marche des moteurs, on a monté l’un d’eux sur un essieu provisoire qui a permis de le faire tourner à une allure correspondant à une vitesse de 120 kilomètres à l’heure.
- Ces premiers essais sont satisfaisants; les expériences ultérieures pourront avoir lieu sous peu, car la machine est sur le point de sor(ir des ateliers.
- La production de l’électricité par installations isolées, si elle n’est pas conforme au principe de la centralisation dont l’applicationse généralise doit néanmoins être favorisée, parce qu’elle est un excellent facteur de propagande pour J’électricUé. Nous avons donné récemment un exem -pie d'installation dé ce genre. Qn nous dit aussi qu’il vient de se former une société anonyme qui se propose d’organiser à Dieppe l’épiflirage électrique de groupes de maisons ayant chacune leur petite usine indépendante. Voilà une concurrence inattendue aux concessionnaires de distribution d’éclairage électrique, et les électriciens, comme on voit, sont tout disposés à s’appliquer entre eux, dit la Rev\ie industrielle, les procédés qu’ils semblaient jusqu’ici garder en réserve contre les gaziers.
- Les roues hydrauliques système Pelton peuvent être très facilement couplées directement avec les dynamos, leur vitesse angulaire étant assez grande sous des conditions de chute favorables. L’application des roues Pelton est surtout répandue aux États-Unis; récemment, la Standard Mining Company, de Bodic (Californie) s’en est servi dans une installation de transmission de force aux machines d’extraction et aux laminoirs.
- La station génératrice est située à 24 kilomètres de la mine. Les dynamos sont actionnées par quatre roues Pelton montées sur le même arbre et couplées directement avec l’arbre des dynamos au moyen d’UP accouplement isolant. Ces roues ont 525 millimètres de diamètre et ont ensemble une puissance de 25o chevaux-vapeur à la vitesse de 866 tours, à la minute, avec une chute de ïo3 mètres. Les roues sont réglées au moyen d’un régulateur automatique et la vitesse est maintenue aussi uniforme que possible.
- Les moulins à vent et les turbines atmosphériques sont bien représentés comme nombre et comme variété de modèles à l’Exposition de Chicago.
- Aux Etats-Unis, ces machines sont très employées et rendent d’importants services; ils servent non seulement en agriculture pour l’irrigation, le battage et la mouture des grains, etc., niais également à l’alimentation d’eau'de certaines villes.
- En France, plusieurs maisons construisent de bons modèles de turbines atmosphériques. La ville d’Orgelet, dans le Jura, a reçu, en 1888, pour son alimentation d’eau une intéressante application de ces moteurs, et l’on peut en voir fonctionner quelques-uns sur nos voies ferrées, notamment à la halte de Valenton, près de Villeneuve-Saint-Georges, sur le chemin de fer de grande ceinture de Paris.
- Un essai en grand des turbines atmosphériques pour l’éclairage des phares a été tenté à la pointe de la Hève, il y a quelques années, sur l’initiative du duc de Feltre et avec le concours de M. L. Vigreux. Les appareils furent
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- abattus par les vents extrêmement violents du détroit, et l'expérience a été interrompue. M. Max de Nqnsonty, qui rappelle çes faits, suggère qu’il serait peut-être possible d’entourer les turbines d’une enveloppe rigide en forme de tour et de canaliser les courants atmosphériques sur l'organe moteur au moyen de manches à vent analogues à celles qui servent pour l’aération de l’intérieur 4es navires. C’est sur ce point» dit M. de Nansouty, que se porte actuellement l’attention des ingénieurs qui se sont fait une spécialité de l’étude de ces moteurs. En canalisant ainsi les courants atmosphériques, on pourrait placer avec utilité les appareils 4e ce genre précisément sur les points où la violence des vents développe le maximum de force motrice, cela sans avoir 4 craindre le renversement qui a causé les insuccès antérieurs.
- Les électriciens ont tout intérêt à se tenir au courant des progrès et des perfectionnements qui seront réalisés dans cette voie.
- La possibilité de distribuer la force motrice à bon marché à l’aide de l’électricité donne une nouvelle impulsion à l’exécution de grands travaux hydrauliques. Parmi les travaux récents l’un des plus intéressants est le grand barrage que l’on vient de construire à travers le Colorado, en amont d’Austin, dans le Texas. Le barrage est construit en maçonnerie; il présente une longueur de 340 mètres et élève l’eau à 20 mètres au-dessus du niveau primitif. Le débit est de 8000 à 10000 mètres cubes par seconde.
- On se propose d’utiliser cette énorme force motrice pour une station de pompes, différentes fabriques et des moulins, en même temps que pour distribuer, dans un rayon de plusieurs kilomètres, le courant électrique â bon marché.
- Une compagnie de Boston a établi à Qreqt Faits (Montana) une immense raffinerie électrolytique de cuivre. Elle comprend 288 bacs d’éleçtrqlyse pouvant contenir 700 ooQ kilogrammes d’anodes de cuivre, et elle est capable de fournir 5oo tonnes de cuivre pur par mois.
- L’installation utilise une fprce motrice hydraulique située à une distance de 600 mètres des ateliers. Le courant est produit par deux dynamos de i65 kilowatts chacune.
- On dit que le coût total de l’installation, non compris le prix d’achat du terrain, a été de 1 760 000 francs,
- Le métal brut contient une certaine quantité d’argent, dont l’extraction contribuera largement à rendre le raffinage productif.
- L’attention des ingénieurs s’est portée sur les avantages que le cours du Lignon peut offrir pour l’établissement de stations de force motrice. Par la dérivation de ses eaux, on pourrait créer, à quelques kilomètres de la ville d’Ys-singeaux, une chute de 3o mètres susceptible de produire une force motrice minima de 35o chevaux qui permet-
- trait de distribuer lu lumière la nuit et la force le jour à Yssingeaux, Montfaucon, Deniôre, etc.
- Déjà, au Pont-de-Lignon, MM. Michel et Mortier, ingénieurs-électriciens, ont construit, a 5oo mètres environ en amont du pont, une usine qui est à la veille de fonctionner et qui doit fournir de la lumière à Monistrol, en attendant que les traités soient passés avec d’autres municipalités des environs. Cette usine espère fournir l’éclairage à Bas, Saint-Didier, les Vilettes, Sainte-Silogène, localités où battent de nombreux métiers à rubans. Pendant le jour elle doit distribuer la force motrice à la fabrique de rubans récemment construite à Saitit-Muurice-de-J.ignon. Les poteaux devant soutenir les conducteurs sont tout prêts et pour les placer on n’attend plus que l’autorisation, déjà demandée, de l’administration des Ponts et Chaussées.
- La chute du Pont-de-Lignon, qui produira l’énergie électrique, n’est pas très considérable, parce qu’il n’est pas permis, en cet endroit, de dériver totalement le cours du Lignon. Elle est de 5 ou 6 mètres environ et peut représenter de 35 à 40 chevaux.
- MM. de Bonneville et Guitton, électriciens à Saint-Etienne, préparent également l’installation, au pont de la Sainte, d’une usine semblable, mais dans des conditions infiniment plus favorables.
- M. L. Troost a montré récemment que le zircon (silicate de zirconium), porté dans les mêmes conditions que la zircone à la température de l’arc électrique fourni par un courant de 3o à 35 ampères et de 70 volts, donne rapidement de longs filaments de silice qui s’enchevêtrent peu à peu et forment-un véritable feutrage.
- Comme cette expérience permet de se débarrasser de la presque totalité de la silice contenue dans le silicate de zircpne, il vient d’en préciser les conditions dans un mémoire de l’Académie des sciences.
- Le zircon pulvérisé est intimement mêlé avec un excès de charbon finement tamisé, et comprimé en petits cylindres que l’on soumet, sur une coupelle en charbon, à l’action de l’arc électrique, dans un appareil clos traversé par un courant lent de gaz acide carbonique. Dans ces conditions, la production des filaments de silice se fait très rapidement, elle est accompagnée d’une fumée noire et épaisse qui montre qu’il n’y a pas uniquement vaporisation de la silice, mais aussi, pour une certaine partie, réduction de Iq silice, par Je charbon, et par suite, production de silicium pulvérulent, qui, entraîné se réoxyde en dehors de l’arc électrique. De sorte qu’au côté de la vaporisation proprement dite, il y a une volatilisation apparente de la silice, résultant d’un double phénomène de réduction et de réoxydation successives.
- Dans ces conditions, le zircon, qui contenait avant l’expérience environ 33 0/0 de silice, laisse un produit qui n’en contient plus que 1 1/2 0/0.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- Éclairage électrique.
- Industries and Iran cite le cas de deux villes qui, ayant demandé des offres pour leur éclairage électrique, n’ont trouvé aucune maison qui ait voulu se charger d’effectuer l’installation. Il s’agit d’une petite ville espagnol, Olot, et d’une localité belge, Peruwelz.]
- L’esprit d’entreprise ferait-il défaut, ou bien les conditions imposées étaient-elles trop lourdes? Nous ne saurions le dire. En tout cas, le fait est curieux à constater.
- La maison Frérny et C* vient de faire une installation électrique intéressante dans une distillerie de Chalonnes (Maine-et-Loire). Une machine Weyher et Richemond actionne, outre une pompe alimentaire, une dynamo, qui sert pendant la journée à faire fonctionner une pompe à alcool à une distance de 100 mètres. L’installation comporte, en outre, deux batteries d’accumulateurs, montées en parallèle avec la dynamo et servant à l’éclairage de l’établissement. La vapeur d’échappement de la machine est utilisée pour le chauffage des appareils d’évaporation d’alcool.
- A Falaise (Calvados), la Société Delaunay et Bru a installé une station centrale qui donne l'éclairage électrique à une partie de la ville. Les recettes s’élevant dès maintenant à 25 ooo francs, et l’installation de 700 nouvelles lampes étant déjà souscrite, cette entreprise se présenterait sous d’excellents auspices. Mais la compagnie de gaz locale a intenté à la Société un procès, parce qu’elle veut s’opposer à l’établissement des canalisations, même de lignes aériennes. On attend la décision du Conseil d’État.
- Dans le cas, où il y aura lieu d’agrandir l’installation, on se propose d’utiliser une force motrice hydraulique de 80 chevaux, qui se trouve à 25o mètres de distance de la station centrale actuelle.
- Le numéro de juillet du Philosophical Magazine contient un intéressant tableau des longueurs d’ondes normales d’après les résultats des recherches dont se sont occupés pendant dix années MM. le professeur Rowland et Jewell.
- Télégraphie et Téléphonie.
- En réponse à une interpellation qui lui a été adressée par sir J. Fergusson à la Chambre des Communes, le Postmaster général a déclaré que les arrangements pour le rachat des lignes téléphoniques interurbaines avaient subi quelques retards, à la suite du décès du duc de Marlborough, qui représentait les compagnies dans ces négociations. Mais ces dernières ont cependant beaucoup avancé, et les délimitations des zones d’échange sont presque entièrement achevées. Le Postmaster espérait
- que le transfert de ces lignes au Post-Office s’effectuerait très prochainement.
- La construction de six nouvelles lignes, y compris la pose d’un câble sous-marin entre l’Angleterre et l’Irlande, a été récemment achevée. Les travaux de construction des lignes principales destinées à relier téléphoniquement Londres aux grandes villes du Nord, y compris Glasgow et Edimbourg, et de celles qui doivent mettre la partie méridionale de la province de Galles et la partie sud-ouest de l’Angleterre en relation avec les grands ports du commerce des charbons, ont fait de grands progrès, mais comme ces travaux sont très considérables, le General Postmaster ne croyait pas qu’ils pussent être terminés avant la fin de l’exercice budgétaire actuellement en cours.
- D’après YElektrotechnischer Anzeiger, M. J. De-metzky, de Budapest, a construit il y a quelque temps déjà un appareil permettant la transmission téléphonique et télégraphique simultanée sur le même fil.
- Cette invention aurait été récemment complétée et amenée à un tel point de perfection qu’on a pu, avec l’autorisation du ministère hongrois des communications, faire des expériences d’assez longue durée sur un fil télégraphique d’un développement de 200 kilomètres, qui relie Budapest à Szegedin. Ces essais auraient eu un succès complet.
- Electricity annonce que les comités des départements des travaux publics et des finances du Portugal ont décidé d’accepter les propositions des compagnies « Tele-graph Construction and Maintenance » et « Eastern Tele-graph » pour la pose d’un câble de Lisbonne aux Açores, avec droit exclusif de relier les Açores à l’Angleterre, l’Irlande et autres points de l’Europe, ainsi qu’à. l’Amérique du Nord et Cuba. Les rapports de ces commissions ont été présentés aux Cortès le 10 juin; leur décision est en faveur des dites propositions et la concession ayant été approuvée par les chambres a été signée le i5 juin par le roi.
- C’est une victoire de la diplomatie anglaise. On se- rappelle que les négociations engagées avec la Société française des télégraphes sous-marins étaient en très bonne voie, et que les Anglais exprimaient leur crainte de leur voir échapper cette nouvelle ligne télégraphique. Les Anglais sont eux-mêmes étonnés du succès, leur nation étant peu aimée en Portugal; on n’y pas oublié, en effet, les [incidents diplomatiques qui se sont produits entrç les deux pays.
- Imprimeur-Gérant : V. Nory.
- Imprimerie de la Lumière Électrique. — Paris. 3i, boulevard des Italiehs.
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- La Lumière Electrique
- . JL
- Journal universel à'Electricité
- 31, Boulevard des Italiens. Paris
- Directeur : Dr CORNÉLIUS HERZ
- XV' ANNÉE (TOME XLIX) SAMEDI 22 JUILLET 1893 N» 29
- SOMMAIRE. — La conservation de l’énergie; J. Blondin. — Nouveau compteur d’énergie électrique; J.-L. Routin.
- — Applications mécaniques de l’électricité; Gustave Richard. — L’éclairage électrique à Francfort-sur-Mein Ch. Jacquin. — Chronique et revue de la presse industrielle ; Appareil E.-W. Stevenson pour vérifier les câbles.
- — Téléphone domestique Anders et Kottgen. — Circuit téléphonique pour petites distances, système Voiliers. — Electrolyse du sodium, procédé Clay Bull. — Fabrication électrolytique des fils ou des bandes de cuivre, procédé Sanders. — Amortisseur Siemens pour commutateurs. — Sémaphore électrique Lattig. — Appel Wetzer pour postes téléphoniques ou télégraphiques. — Allumage et extinction des lampes à distance, système Vialet-Chabrand. — Système de transmission de force par courants alternatifs, par M. Rice. — Microphone Forbes. — Revue des travaux récents en électricité. — Nouvelle bouteille de Leyde. — Rayonnement de différents corps réfractaires chauffés dans le four électrique, par M. J. Violle. — Quelques notes sur les décharges en aigrettes dans les gaz, par MM. W.-H. Harvey et F. Hird. — L’autoconduction, ou nouvelle méthode d’électrisation des êtres vivants ; mesure des champs magnétiques de grande fréquence, par A. d’Arsonval. — Sur une propriété générale d’un champ quelconque n’admettant pas de potentiel et en particulier d’un champ magnétique ou électrique, par M. Vaschy. — Phénomènes d’interférences électriques analogues aux anneaux de Newton, présentés par des ondes se propageant le long de fils formés de deux parties différentes, par Edwin H. Barton. — Nécrologie : Daniel Colladon. — Faits divers.
- LA CONSERVATION DE L’ÉNERGIE
- APPLICATIONS AUX PHÉNOMÈNES ÉLECTRIQUES
- Dire que dans un système isolé il n’y a ni gain ni perte d’énergie, qu’il y a seulement transformation de l’énergie d’une de ses formes dans une autre, c’est exprimer le principe de la conservation de l’énergie, principe universellement admis aujourd’hui.
- Les formes de l’énergie sont nombreuses. Nous savons qu’un système peut posséder de l’énergie cinétique ou de mouvement, de l’énergie potentielle ou déposition, de l'énergie calorifique, électrique, lumineuse, enfin de l’énergie sonore. Laissons de côté ces deux, dernières formes de l’énergie et désignons respectivement par V, U, C et W les quantités d’énergie des quatre premières formes que possède un système isolé. Le principe de la conservation de l’énergie s’exprime en écrivant que la somme de ces quantités demeure constante :
- V+U+C + W = const. (1)
- Considérons un système isolé dont l’état thermique et l’état électrique ne changent pas pendant la durée d’une transformation. L’énergie calorifique et l’énergie électrique ne varieront
- pas, et pendant cette transformation nous devrons avoir
- V + U = const. (2)
- Mais par définition l’énergie cinétique V, à un certain instant, est la somme des demi-forces vives que possèdent à cet instant les molécules matérielles du système ; par suite
- m étant la masse d’une des molécules x,y, z ses coordonnées à l’instant l. Nous déduisons de cette égalité
- d V :
- m (dp
- dx +
- d* y d P
- dy -F
- d» z d P
- Or, d’après le principe de la proportionnalité des forces aux accélérations et aux masses, nous avons
- X = m
- d-x
- ~dP'
- Y
- = m
- d° y dP'
- Z
- = m
- d8 c d P’
- X, Y, Z étant les composantes de toutes les forces qui agissent sur la molécule de masse par conséquent il vient
- d V 2] (Xdx + Y à? + Zdz'>< (3)
- et comme la parenthèse du second membre est le travail des forces agissant sur la molécule
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- considérée, pour un déplacement infiniment petit, l’égalité précédente exprime que la variation de l’énergie cinétique est égale à là somme des travaux accomplis par toutes les forces du système pendant le déplacement considéré. C’est le théorème des forces vives.
- Dans le cas d’un système isolé, c’est-à-dire considéré indépendamment de ceux qui l’entourent, les forces extérieures sont nulles; par suite X, Y, Z se réduisent aux composantes X,:, Yj, Zi des forces intérieures. Si celles-ci admettent une fonction des forces U, c’est-à-dire s’il existe une fonction U telle que l’on ait
- _ <2 U dU d U
- * d x’ ‘ “ d y ‘ d s’
- l’égalité (3) devient
- JV+d U=o, (4-
- et la relation (2) se trouve satisfaite, à la condition d’appeler énergie potentielle la fonction des forces changée de signe que nous venons d’introduire. C’est cette définition que l’on adopte de sorte que la variation d’énergie potentielle d’un système dans une transformation est égale; et de signe contraire au travail accompli par les forces intérieures dans la transformation considérée. Quant à l’énergie potentielle elle-même du système dans un certain état, elle est, à une constante près, égale et de signe contraire au travail de ces dernières forces dans une transformation amenant le système d’un état initial arbitraire à l’état considéré; elle n’est donc pas complètement définie, mais il n’en résulte aucun inconvénient, puisqu’il n’y a lieu de considérer que la variation d’énergie résultant d’une transformation.
- L’établissement de la relation (4) est une démonstration du principe de la conservation de l’énergie dans le cas particulier qui nous occupe. Mais cette relation suppose que les forces intérieures admettent une fonction des forces. Cette fonction existe-t-elle toujours ?
- La Mécanique nous apprend qu’elle existe lorsque les points matériels du système s’attirent ou se repoussent suivant les droites les joignant deux à deux avec des forces ne dépendant que de la distance qui les sépare et lorsque, en outre, il y a égalité entre l’action et la réaction; en d’autres termes lorsque les forces du système sont centrales.
- La dernière condition est toujours réalisée d’après le principe de Y égalité de l'action et de la réaction, principe vérifié par tous les faits connus. Mais on peut imaginer des systèmes où les forces ne satisfont pas aux autres conditions et où, par conséquent il peut n’y avoir pas conservation de l’énergie. Les principes fondamentaux de la Mécanique ne suffisent donc pas à démontrer dans toute sa généralité le principe de la conservation de l’énergie.
- Il est un cas où l’expérience . montre qu’il existe une fonction des forces; c’est celui de la gravitation, puisque, d’après Newton, tout se passe comme si deux corps matériels s’attiraient proportionnellement au produit de leurs masses et en raison inverse du carré de la distance. Si nous considérons un système formé de deux corps matériels indéformables, les forces internes sont, d’une part, les forces s’exerçant entre les molécules matérielles d’un même corps et, d’autre part, celles qui s’exercent entre les molécules appartenant à l’un et à l’autre corps. Ces dernières peuvent être remplacées, d’après qui précède, par deux forces inversement proportionnelles au carré de la distance de leurs points d’applications. Les corps étant supposés indéformables, les molécules d’un .même corps occupent toujours les mêmes positions les unes par rapport aux autres et le travail des forces intermoléculaires d'un même corps est nul. Il suffit donc de tenir compte des forces de gravitation, lesquelles admettent une fonction des forces, et il doit y avoir, d’après les principes fondamentaux de la Mécanique, conservation de l’énergie dans un système de ce genre.
- . . Le système formé par un corps grave et la Terre en est un exemple, si toutefois on néglige l’action de la Lune, des planètes., du Soleil et autres astres sur le système. Or l’expérience apprend que la vitesse d’un corps tombant d’une hauteur h a pour valeur
- v - ^Tgh ;
- on en déduit
- m v-
- —-----m g h— o.
- Le produit m g h du poids m g du corps par la hauteur h est le travail de la pesanteur pendant la transformation du système. De plus la pesanteur est une force intérieureet c’est la seule qu’il
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- y ait lieu de considérer d’après ce que nous venons de dire. Donc — m g h est la variation de
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- d’énergie potentielle du système. Comme ——
- représente la variation de l’énergie cinétique, l’égalité précédente exprime que la somme de ces variations est nulle, et le principe de la conservation de l’énergie se trouve vérifié.
- Ne pouvant connaître les lois qui régissent les attractions moléculaires quand les molécules font partie d’un même corps, c’est-à-dire sont à des distances insensibles, nous ne pouvons savoir si elles admettent une fonction des forces et par suite affirmer qu’il y ait conservation de l’énergie. Dans l’exemple classique de la verge vibrante servant à montrer que l’énergie potentielle de la verge déformée se transforme en énergie cinétique atteignant son maximum au moment où la verge passe par sa position d’équilibre normale, il n’est pas certain que la transformation soit intégrale (même si l’on néglige réchauffement de la verge). En admettant qu'il en est ainsi nous supposons que le principe de la conservation de l’énergie est applicable à ce cas. Cela revient à admettre que les forces moléculaires dérivent d’une fonction des forces; mais il ne faudrait en conclure que, suivant une opinion généralement adoptée,ces forces soient nécessairement centrales car il y a des forces satisfaisantà d’autres conditions etqui admettent cependant une fonction des forces.
- En résumé, même dans le cas le plus simple où il n’y a ni phénomènes thermiques, ni phénomènes électriques, le principe de la conservation de l’énergie ne peut être démontré en s’appuyant uniquement sur les principes généraux de la mécanique.
- Plaçons-nous maintenant dans l’hypothèse d’un système isolé subissant une transformation infiniment petite qui modifie son état électrique, mais non son état thermique. S’il y a conservation de l’énergie dans le système, nous devons avoir
- rfV + dû + cl W = o;
- mais nous avons vu que dV est égal au travail des forces intérieures au système. Dans le cas qui nous occupe ces forces sont de deux sortes; les forces moléculaires s’exerçant à distance finie ou à distance très petite, d’une part, et les forces
- électriques d’autre part. Mais par définition de l’énergie potentielle, d U est égal et de signe contraire au travail des premières. Si donc nous appelons dT le travail des forces électriques l’égalité précédente se réduit à
- d T + dW= o.
- Par conséquent il y aura conservation de l’énergie si les forces électriques admettent une fonction des forces et si l’on prend pour énergie électrique le travail, pris en signe contraire, des forces électriques dans une transformation qui amène le système d’un état initial quelconque (l’état neutre par exemple) à l’état considéré.
- Examinons d’abord le cas où le système est formé de corps conducteurs isolés électriquement et possédant des charges électriques. Les expériences de Coulomb nous apprennent que les forces qui s’exercent entre ces conducteurs sont centrales; elles admettent donc une fonction des forces et nous sommes dès lors certain qu’il y aura une conservation de l’énergie du système si nous prenons pour énergie électrique du système cette fonction des forces changée de de signe.
- Pour trouver l’expression de cette fonction des forces considérons un point du système possédant une charge m. Il est soumis de la part des autres points du système possédant des charges m,, w2..., et situés à des distances rlt r2..., à des forces ayant pour valeurs
- E
- ni m,
- TT"’
- m mt
- ~rJ~
- e étant un coefficient qui dépend de la nature du milieu diélectrique entourant les conducteurs.
- Il est facile de voir que la résultante de toutes ces forces admet pour composantes, suivant trois directions rectangulaires :
- x =
- dV
- e m -j-,
- dx
- e m
- dV
- dy’
- Z—~tm
- dV d z'
- V étant le potentiel au point considéré; la fonction des forces relative au point considéré est donc—s 7»V et. celle du système entier est la somme de produits analogues. Toutefois il convient de remarquer que dans l’expression X— e vi d V étendue à tous les points du système le travail des forces électriques se trouve compté deux fois; une fois quand on considère un cer-
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- tain point A se déplaçant de dr par rapport à un autre B; une seconde quand on évalue le travail résultant du déplacement du point B par rapport à A. Le travail accompli par les forces électriques n’est donc que ^ S — s m dv et par conséquent l’énergie électrique doit être, à une constante près
- \V =* — 2 £ in v .
- 2
- Si on groupe ensemble les points appartenant à un même conducteur on peut mettre en facteur le potentiel puisqu’il a la même valeur en tout point d’un conducteur. La somme des charges m de ses divers points est la charge totale de ce conducteur. Par conséquent, en appelant V etM le potentiel et la charge d’un conducteur quelconque, nous avons pour l’énergie électrique d’un système de conducteur
- W= - S ejtt V,
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- la constante arbitraire étant prise égale à zéro afin que l’énergie d’un système de corps non électrisés soit nulle.
- Si nous passons au cas d’un système de conducteurs parcourus par des courants, nous ne pouvons plus savoir, a priori, s’il y a conservation de l’énergie, l’étude des forces qui s’exercent entre deux éléments de courants n’étant pas accessible à l’expérimentation directe. Nous ignorons donc si ces forces sont centrales; nous savons même que d’après diverses théories électrodynamiques l’action de deux éléments peut n’être pas dirigée suivant la droite qui les joint. Par conséquent il n’est pas certain que les forces électriques du système admettent une fonction des forces.
- Mais il est permis d’admettre que l’action mutuelle de deux éléments de courants dérive d’une fonction des forces et de donner à cette fonction une expression telle quelle conduise à des résultats conforme à ceux de l’expérience pour les courants fermés. La vérification des conséquences les plus éloignées de cette hypothèse constituera une preuve de l’exactitude de celle-ci et, par suite, une preuve de la conservation de l’énergie dans les phénomènes électrodynamiques. Les résultats expérimentaux ayant toujours été d’accord avec les résultats théoriques
- nous pouvons donc regarder le principe de la conservation de l’énergie comme applicable à tous les phénomènes électriques.
- Prenons maintenant un système isolé subissant une transformation qui modifie son état thermique. Pour une transformation infiniment petite, la relation générale (i) du principe de la conservation de l’énergie donne
- ilV + dU + dC+dW=o. (S)
- La variation de l’énergie calorifique ne peut évidemment dépendre que des variations de température des corps du système, et comme la température est fonction de la quantité de chaleur, d C doit seulement dépendre de la variation d Q de la quantité de chaleur que possède le système. Nous pouvons toujours poser dC =J dQ, J étant un coefficient qui peut dépendre de d Q mais non de la nature de la transformation. Démontrer l’exactitude la relation (5) et par conséquent celle de l’application du principe de la conservation de l’énergie, revient donc à montrer que la valeur âe J déduite de cette relation est la même dans toutes les transformations qui produisent une égale variation de la quantité de chaleur. Si nous constatons que J a la même valeur pour des transformations produisant des variations quelconques de Q, nous aurons démontré quelque chose de plus que l’exactitude du principe de la conservation de l’énergie ; nous aurons démontré que la variation de l’énergie calorifique est proportionnelle à d Q.
- Pour vérifier cette invariabilité de J, il faut se placer dans des conditions où les quantités entrant dans la relation (5) soient mesurables et il conviendra d’effectuer de nombreuses expériences dans les conditions les plus diverses. Si les valeurs trouvées pour J ne présentent que des différences de l’ordre des erreurs expérimentales, on en conclura que le principe de la conservation de l’énergie est exact. Si l’on veut connaître la valeur de J avec une grande approximation il faudra naturellement choisir les conditions expérimentales de manière à obtenir la plus grande précision dans les mesures.
- D’ailleurs il sera toujours préférable de rendre nulles quelques-unes des quantités de la relation (5). Nous examinerons donc successivement le cas où d W est nul et celui où d W étant différent de zéro, d U et dW sont nuis.
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- Mais auparavant il convient de montrer qu’il n’est pas nécessaire de considérer un système isolé pour vérifier le principe de la conservation de l’énergie.
- Nous pouvons toujours regarder un tel système comme formé de deux portions A et B. Si nous affectons des indices A et B les expressions des variations des diverses sortes d’énergie des deux portions, la variation de l’énergie cinétique du système entier estd VA -f- dV„ ; celle de l’énergie calorifique J d QA -J- J^QU ; celle de l'énergie potentielle est égale à la somme des variations d\3xeld\3n augmentée du travail d T, changé de signe, des forces moléculaires s’exerçant entre les corps de la portion A et ceux de la portion B ; de même d W = d W* -j- d WB — dTr., dTE étant le travail accompli par les forces électriques qui s’exercent entre les corps de A et ceux de B. Par conséquent en admettant que le principe de la conservation de l’énergie soit applicable au système entier, nous avons
- dVA + dV(l +dUA + dU„—dT + JdQA
- + J dQB + d WA + d W, - (iTB = o.
- Admettons que les corps formant le système A reviennent, à la fin d’une transformation, dans leur état initial ; en d’autres termes, admettons que A décrive un cycle fermé. Alors les intégrales dont les éléments sont d VA , d UA, JdQA et d WA seront nulles. Si en outre les vitesses, les positions relatives, les charges électriques des corps formant le système B n’ont pas varié, les intégrales dont les éléments sont d\\ , dVK, d W,, sont également nulles et il vient
- JQ„ = t+te. (6)
- T -f TK est le travail des forces extérieures au système A ; d’autre part Q„ est nécessairement la quantité de chaleur cédée par A à B puisque le système total étant isolée ne peut recevoir de chaleur de l’extérieur. La relation précédente exprime donc la proposition suivante :
- Si un système de corps après avoir décrit un cycle de transformations revient à son état initial, le travail fourni au système par les forces extérieures est égal au produit de la quantité de chaleur cédée par le système par un coefficient constant J.
- Cette proposition n’est autre que l’énoncé du principe de /’équivalence, qui est, comme on le
- voit, un cas particulier de celui de la conservation de l’énergie.
- Remarquons que si QB devient égal à l'unité, le travail des forces extérieures est exprimé par le même nombre que J. Cette quantité est donc le nombre d’unités de travail nécessaire pour produire une calorie. On l’appelle Xéquivalent mécanique de la calorie, ou encore, quoique cette expression soit impropre, Y équivalent mécanique de la chaleur.
- Lorsque le cycle de transformations considéré n’est pas accompagné de phénomènes électrique, le travail T des forces électriques est nul, et la relation précédente se réduit à
- JQ=T.
- Un grand nombre d’expériences ont été entreprises pour vérifier cette égalité. Le plus souvent, la force extérieure agissant sur le système est la pesanteur; la mesure de cette force et du travail qu’elle effectue étant relativement facile. Quant à la chaleur Q cédée par le système, elle est évaluée par la variation de température d’un des corps du système, la chaleur spécifique de ce corps étant connue. Remarquons qu’en toute rigueur le corps calorimétrique devrait être, à la fin de l’expérience à sa température initiale si, comme il arrive généralement ce corps fait partie du système. Mais comme la chaleur qu’il abandonnerait pour revenir à cette température est précisément égale, d’après un des principes de la calorimétrie, à la quantité de chaleur qu’il a gagnée pendant le cycle des transformations, on a le droit de prendre cette dernière pour la valeur de Q.
- D’ailleurs, pour être plus clair, considérons l’expérience classique de Joule. Le calorimètre, l’eau qu’il contient, les palettes et l’axe de rotation forment le système qui doit accomplir un cycle fermé. Le travail est fourni par la chute de deux masses M tombant d’une hauteur h. Mais de ce travail il faut retrancher la portion 1/2 2 Mr>2 qui communique une vitesse v et celle qui est absorbée par le frottement des axes des poulies. A la fin de l’opération l’eau du calorimètre est à une température dépassant de 0 la température initiale; si w est la masse en eau du calorimètre, mQ est la quantité de chaleur que doit céder le système pour que toutes ses parties reviennent dans leur état initial, de
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- même qu’elle est celle qui a été gagnée par le calorimètre pendant l’expérience.
- Dans la plupart des expériences de Joule et de Hirn, c’est la pesanteur qui fournit le travail. Mais la quantité de travail ainsi développée pendant l’unité de temps est nécessairement petite et pour produire une quantité de chaleur notable, l’expérience doit être fort longue. 11 en résulte ce grand inconvénient que les corrections calorimétriques sont incertaines, et que la mesure de la quantité Q n’est pas faite avec une précision comparable à celle de la mesure de T. Aussi a-t-on, dans les expériences récentes, adopté un moteur mécanique, le travail produit étant évalué par un frein agissant sur le calorimètre.
- Dans les dernières expériences de Joule, qui datent de 1878, le travail est produit par un aide qui fait mouvoir l’axe de rotation portant les palettes. M. Rowland (1880) emploie un moteur à pétrole qui donne par unité de temps un travail beaucoup plus considérable. Enfin, M. Micu-lescu (1891) se sert d’un moteur électrique Gramme.
- On sait que toutes les expériences ont donné pour J des nombres qui diffèrent entre eux de quantités inférieures aux erreurs expérimentales. Nous devons donc regarder le principe de la conservation de l’énergie comme démontré expérimentalement dans le cas des phénomènes calorifiques.
- Quant à la valeur de J elle est, d’après les dernières expériences de Joule, égale à 416 x io5 dans le système C. G. S., c’est-à-dire qu’il faut 41600000 ergs pour élever de i° centigrade la température de 1 gramme d’eau prise vers i5°. M. Rowland a montré que si on ramène aux indications du thermomètre à air les températures mesurées par Joule au moyen de thermomètres à mercure, ce nombre devient 417X 105. D’après les propres expériences de M. Rowland il faudrait prendre 419X105. Enfin, M. Micu-lescu a trouvé :
- J = 418,57 x I»>\ nombre qui correspond à
- x J = 426,7
- dans le système de mesures français, c’est-à-dire qu’il faut 426,7 kilogrammètres pour élever de i° centigrade la température de 1 kilogramme d’eau. L’accord des résultats de M. Rowland et
- M. Miculescu permet d’espérer que l’on connaît J à un millième près. Ajoutons que ces nombres correspondent à une mesure des températures à l’aide du thermomètre à air. Si on prend les indications du thermomètre à hydrogène, adopté depuis quelques années par le Bureau international des Poids et Mesures, ces nombres doivent être un peu augmentés. Celui de M. Miculescu devient 426,84 kilogrammètres.
- Examinons enfin les transformations dans lesquelles se produisent simultanément des changements de l’énergie calorifique et de l’énergie électrique.
- Nous avons vu que l’application du principe de la conservation de l’énergie aux changements de position de corps électrisés conduit à
- prendre W = ^ S M V pour l’expression de
- l’énergie électrostatique. Si nous adoptons cette expression, le principe de la conservation de l’énergie est-il encore vérifié quand, les conducteurs restant fixes, ils sont mis en communication ?
- Pour nous en assurer considérons un système de deux corps électrisés possédant des charges Ma et M2 aux potentiels Vj et V2. L’énergie électrique du système est
- W = (AI, V, + M, V.).
- Mais on sait que les potentiels sont des fonctions linéaires des charges,
- V, = A M, f B Ms,
- V. = BM, + C M»,
- où A, B, C sont des fonctions des capacités des conducteurs et de leurs coefficients d’influence électrostatique; A, B, C dépendent donc des positions relatives des conducteurs, mais ne dépendent pas de leurs charges. Si nous portons ces valeurs des potentiels dans l’expression de W il vient :
- W = ' (A M,* + a B M, U. + C M.2).
- Pour une transformation élémentaire dans laquelle les conducteurs restent en repos, la variation de W est donc
- d W = (A M, + B Mo) d M, + (B M, 4- C M.) d M„
- OU
- d W = V, d M, 4- V,dM,.
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- La mise en communication des conducteurs donne lieu à un courant dirigé du potentiel le plus élevé vers le plus bas, et dont l’intensité, à l’instant t, a une certaine valeur I. Nous pouvons introduire cette intensité en écrivant
- dU,— — ldt, d M, = I d /,
- V, étant supposé plus grand que V2. Par suite, dW = — I (V, — V.) dt.
- Or, d’après la loi expérimentale de Ohm, on a
- v, - vs = RI,
- R étant la résistance du circuit de communication. Nous avons donc enfin
- dw = - Rl* dt.
- Dans le cas qui nous occupe il n’y a pas variation de l’énergie cinétique; celle de l’énergie potentielle est nulle si on suppose que l’état physique des deux conducteurs ne change pas. Par suite, l’expression générale du principe de la conservation de l’énergie se réduit à
- J d Q + d W = o,
- et cette relation sera vérifiée si l’on a
- J d Q — RI2 d /.
- Or on sait que d’après Joule la chaleur dégagée dans un circuit est proportionnelle à la résistance R du circuit et au carré de l’intensité; en outre des expériences précises ont montré que le coefficient de proportionnalité est l’inverse de l’équivalent mécanique de la calorie, déterminé comme nous l’avons dit plus haut. Le principe de la conservation de l’énergie s’applique donc aux transformations dans lesquelles il y a déplacement d’électricité.
- Considérons un système formé par une pile hydro-électrique et un conducteur reliant ses pôles.
- La quantité de chaleur développée dans le circuit pendant le temps d l est, d’après ce qui
- précède, dQ — j R I3 d /, ou d Q = -y E I dt, E etl
- étant la force électromotrice de la pile et l’intensité du courant à l’instant /. En même temps la température de la pile s’élève; soit dQt son gain de chaleur. L’état moléculaire des corps
- constituant la pile a changé, puisque des réactions chimiques se sont produites. Pour ramener l’état moléculaire à ce qu’il était il faudrait produire les réactions inverses, ce qui exige une certaine dépense de chaleur dQ2 à laquelle correspond un travail J d Q2. Ce travail devra être fourni par les forces extérieures au système et celui-ci se trouvera ramené dans son état primitif. Par conséquent la relation (6) déduite du principe de la conservation de l’énergie nous donne
- TLXdt -J-JrfQ^rJc/ Q„
- d’où
- El dt = J (rfQ2 — d Q,),
- relation qui a été vérifiée expérimentalement.
- Si nous supposons que le courant de la pile mette en mouvement un moteur électrique, les forces électriques du système produiront un certain travail d T ; par suite, le travail des forces de réaction, extérieures au système, produiront un travail — d T, et l’application de la relation (6) conduit à
- EIcU + dT = J(dQ. — dQ,),
- nouvelle relation vérifiée expérimentalement par Joule et par Favre.
- Quand un conducteur se déplace dans un champ magnétique, il se développe dans ce conducteur des courants d’induction qui donnent naissance à un dégagement calorifique. Exprimer qu’à tout instant il y a conservation de l’énergie du système serait impossible, car nous ne pouvons calculer la variation d’énergie électrique du système. Mais nons pouvons tourner la difficulté en considérant un cycle de transformations qui ramène le sytème dans son état initial, et appliquer alors la relation (6).
- Prenons en effet un disque de cuivre tournant entre les pôles d’un aimant. Une résistance s’opposera au mouvement, et pour maintenir la vitesse du disque uniforme, il faut faire agir une force extérieure qui accomplira un certain travail T. La vitesse du disque étant uniforme, son augmentation d’énergie est uniquement celle qui correspond à son échauffement. Par conséquent si Q est la quantité de chaleur développée dans le disque, nous devons avoir, d'après la relation (6),
- JQ = T.
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- LA LUMIÈRE ELECTRIQUE
- C’est ce que de nombreuses expériences ont permis de vérifier, montrant ainsi que le principe de la conservation de l’énergie est applicable aux transformations dans lesquelles se produisent des courants induits.
- En résumé nous avons vu que la loi de Newton sur la gravitation universelle et celle de Coulomb en électricité permettaient de démontrer qu’il doit y avoir conservation de l’énergie dans les systèmes isolés où il y a déplacement de corps électrisés ou non les uns par rapport aux autres.
- Nous avons vu en outre que dans un grand nombre de cas l’expérimentation vérifiait les conséquences de ce principe. Nous pouvons donc considérer ce principe comme définitivement acquis à la science, ainsi que nous le disions en commençant. Un cas particulier du. principe de la conservation de l’énergie, celui de l’équivalence, a surtout attiré l’attention des expérimentateurs. Nous avons indiqué les bases des méthodes servant à la vérification de ce principe et à la détermination du coefficient J. La valeur de ce coefficient étant supposée déterminée par l’étude de transformations où ne se produisent pas de phénomènes électriques, il a été constaté ensuite que les phénomènes de ce genre obéissent encore au principe de la conservation de l’énergie. Mais il est évident que ce principe étant admis, l’étude des transformations accompagnées de phénomènes électriques pourra servir à la détermination de J. C’est ce que nous verrons prochainement.
- J. Blondin.
- NOUVEAU COMPTEUR D’ÉNERGIE ÉLECTRIQUE
- Le développement sans cesse croissant des stations centrales donne à la question des compteurs d’énergie un intérêt capital. Il est en effet bien évident que le contrat à forfait permet, pour un revenu fixe, de trop grandes variations dans la consommation pour pouvoir être appliqué aux stations importantes. Le contrat a forfait même avec la combinaison dite « lampes
- alternatives», ne contente d’ailleurs pas l’abonné qui préfère logiquement payer quand il s’éclaire, mais pouvoir s’éclairer quand il le veut et comme il le veut. De cette indétermination complète sur la durée de l’éclairage que suppose le contrat à forfait naît dans l’esprit du consommateur l’idée que le prix de revient de l’énergie qu’on lui fournit doit être minime; nous connaissons des gens fort honnêtes qui ne se font aucun scrupule d’introduire dans les commutateurs une pièce de dix centimes et qui grâce à cet artifice ingénieux transforment au détriment de la compagnie leurs lampes alternatives en lampes simultanées.
- On ne saurait cependant beaucoup les blâmer, car ils répondent logiquement que,- ayant droit à trois lampes brûlant de 5 heures du soir à 2 heures du matin et ne s’éclairant que de 6 heures à 10 heures 1/2 ils peuvent en toute équité allumer six lampes pendant ce temps, de moitié moindre que celui pour lequel ils payent. Il y a pour une société d’éclairage un autre inconvénient à ce que les conditions de la consommation ne soient soumises à aucun contrôle : lorsque par suite d’une usure naturelle, les lampes sont devenues incapables de fournir leur intensité lumineuse nominale, l’abonné, peu disposé à admettre la cause naturelle de cette diminution d’éclat, en impute la faute à la compagnie qu’il accuse de ne pas fournir l’énergie nécessaire.
- On a imaginé tout d’abord des appareils dits compteurs horaires permettant de totaliser la durée d’éclairage d’une installation. Ce genre d’appareils présente deux inconvénients principaux : les indications étant indépendantes de l’énergie consommée dans le circuit qu’ils sont chargés de contrôler, il en résulte l’obligation d’installer autant de compteurs qu’il y a de lampes (ou de groupes de lampes) indépendantes.
- Le coût de l’installation, du remontage (car ces appareils comportent en général un mouvement d’horlogerie), et de l’entretien rendent ce système inapplicable.
- On est d’ailleurs obligé d’admettre lorsqu’on emploie ce système que les conditions de distribution de l’énergie restent constantes. On fait en partie la même hypothèse lorsqu’on se sert soit d’ampères-heures-mètres, soit de volts-heures-mètres.
- L’emploi du compteur d’énergie s’impose
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- donc car on évite ainsi toute contestation entre l’abonné et la compagnie. L’abonnement au compteur d’énergie est le seul mode d’établir équitablement la redevance de l’abonné : il laisse d’ailleurs à celui-ci une entière liberté pour l’utilisation de cette énergie soit à l’éclairage, soit à la production de force motrice, ou à toute autre application.
- On a proposé un nombre considérable de systèmes de compteurs d’énergie; il est vrai d'ajouter qu’il n’y en a que fort peu qui aient été réalisés.
- Il en est certes de très ingénieux et de très remarquablement conçus au point de vue théorique, mais il semble qu’on ne se soit pas assez préoccupé jusqu’à présent des qualités multiples que doit présenter un appareil de ce genre.
- Un bon compteur doit joindre à une exactitude rigoureuse, une solidité et une robustesse d’organes qui en fassent un appareil industriel.
- 11 doit présenter un caractère de simplicité qui permette de l’établir à un prix excessivement réduit.
- Etant destiné à être placé dans le voisinage de champs magnétiques puissants, il ne doit comporter aucun aimant permanent.
- Pas de ressorts sujets à s’aimanter ou à se dérégler.
- Pas de contacts non frottants, alors même qu’on prendrait la précaution de les établir entre des pièces de platine. L’inconvénient qui résulte de l’emploi d’un contact non frottant consiste dans l’arrêt inévitable de l’appareil après un certain temps de fonctionnement. C’est un défaut capital que présentent la plupart des compteurs actuels.
- Le réglage doit pouvoir être fait non pas chez l’abonné, mais à l’usine.
- On doit éviter avec soin de faire entrer en jeu (comme dans les compteurs-moteurs) des résistances de frottements, forcément variables avec l’usure des pièces en contact, ou la température du lieu.
- La quantité d’énergie dépensée pour faire fonctionner l’appareil doit être très faible.
- Enfin il doit être impossible à l’abonné d’in-fiuencer la marche de son compteur. lien existe un certain nombre dont on peut modifier les indications et même renverser le sens de la marche en en approchant un aimant.
- Dans notre nouveau système de compteur d’énergie nous nous sommes efforcé de remplir les desiderata énoncés plus haut.
- Ce compteur d’énergie électrique rentre dans la catégorie des appareils de mesure dits à intégration discontinue. E étant le potentiel et I l’intensité du courant, l’appareil mesure à intervalles de temps égaux © la valeur du produit variable E 1 © et totalise ces produits.
- L’appareil se compose de trois organes distincts que nous décrirons successivement.
- Ces trois organes sont :
- i° Un oscillateur électrique destiné à mesurer des intervalles de temps égaux dont nous désignerons la durée par ©.
- 20 Un wattmètre mesurant la valeur du produit E I.
- 3° Un système intégrant qui effectue la sommation "il (E I @).
- Oscillateur. — L’oscillateur est une simple clepsydre à remontage électrique. 11 a sur les horloges employées dans la plupart des compteurs actuels l’avantage d’être d’une simplicité remarquable, d’être robuste et indéréglable et enfin de m.esurer directement sans aucune minuterie ni déclenchements l’intervalle ©, qui est généralement de 2, 3, 4, ou même 5 minutes.
- Nous n’insisterons pas sur la nécessité de l’automatisme. On a fait remarquer avec beaucoup de justesse que si les 25oooo compteurs à gaz en service à Paris exigeaient un remontage d’horloge tous les quinze jours, cette complication conduirait à une dépense annuelle de 800000 francs. En supposant qu’un employé puisse visiter et remonter 5o pendules par jour, comme il faut 5oo 000 visites par mois, le service exigerait en effet un personnel de 35o ouvriers.
- Le principe de l’oscillateur employé dans notre compteur est le suivant :
- Soit un fléau (fig. 1) constitué par un tube de fer, mobile autour du point O, et portant à ses extrémités deux cuves Cj G.,.
- Les couvercles de ces cuves sont traversés par deux vis isolées Vj V2. Le tube et les cuves contiennent une certaine quantité de mercure.
- Le fléau peut être maintenu incliné soit à droite, soit à gauche, à l’aide de deux ressorts R, R2 qui accrochent alternativement deux chevilles Fj F2.
- Supposons que le fléau soit penché vers la droite; le niveau du mercure montera dans la
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- cuve correspondante C,, et lorsqu’il arrivera au contact de la vis V,, il fermera le circuit dérivé correspondant à l’électro E2. On peut concevoir qu’à l’aide d’un levier commandé par E2 (non figuré dans le schéma) le ressort R! soit alors écarté de sa position d’arrêt. L’électro-aimant E2 attirant l’armature de fer fixée au fléau fera osciller celui-ci vers la gauche ; le ressort R2 accrochera la cheville F2 et maintiendra le fléau dans cette dernière position jusqu’à ce que, par suite de l’écoulement du mercure de la cuve Gj à la cuve C2, une nouvelle oscillation soit produite, en sens inverse, d’une manière analogue.
- Pour que le phénomène se produise comme nous venons de le dire, il faut que le circuit établi par le contact entre le mercure et la vis V, ne soit rompu que lorsque le ressort R2 a accroché la cheville F2.
- Fig. 1
- à la vis) tant que cette dernière n’est pas à la position d’arrêt.
- Le circuit se trouve ainsi maintenu fermé tant que dure le mouvement, et brusquement rompu au moment où le fléau arrive à sa position de repos.
- Réglage de l’intervalle ©. — On règle l'oscillateur en déplaçant les vis V1 et V2.
- Au moment où le contact est mis à gauche, le fléau s’incline vers la droite; soit à ce moment KII, la hauteur piézométrique correspondant à la différence du niveau H,, soit KH2la hauteur correspondant à la quantité H2 dont continuerait à s’élever le liquide dans la cuve de droite après la mise au contact, si le fléau était maintenu dans sa position.
- En désignant par S et i les sections de la cuve et du tube rétréci, par V et v les vitesses
- Platine
- fi bonite-
- Fig. 2
- Pour arriver à ce résultat, on a eu soin de placer la vis V* très près de la paroi de la cuve la plus voisine du centre de rotation O; lorsque le fléau penche à gauche, la surface libre du mercure restant horizontale prend la position indiquée en pointillé sur la figure et la vis se trouve brusquement enfoncée d’une certaine quantité en dessous de la surface du liquide.
- Pour éviter l’étincelle de rupture à la surface du mercure on a imaginé un dispositif coupant automatiquement le circuit à l’aide d’interrupteurs frottants en platine, dès que l’oscillation est achevée et avant que le contact ne soit rompu entre la vis et le mercure. Ces interrupteurs sont réalisés très simplement en disposant d’une façon particulière les crochets des ressorts d’arrêt. Ces crochets sont constitués par une plaque d’ébonite recouverte en partie d’une plaque de platine comme le montre le schéma (fig. 2).
- La plaque de platine (reliée à l’électro) est constamment en contact avec la cheville (reliée
- du liquide dans la cuve et dans le tube, on a les équations
- V S=i\v et v = pi gdŸ II (|i, coefficient d’expérience); d’où
- .N ^
- V = v jg =tJ- s /3 éfKH.
- Or
- d’où
- V=!^H 2 d t'
- d H x ...............
- = V- c V3 S Iv H >
- 2 dt " S et, en intégrant :
- II, dTI 1
- 0
- , .à y/ag K H „ •?_ v/agK
- H,
- ^ S
- En différenciant on voit que la variation de 8, pour un déplacement déterminé de la vis V, est en raison inverse de la racine carrée de la quantité IL.. L'appareil sera d’autant plus indéréglable que I I2 sera plus grand.
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- Wattmètre. — Le wattmètre se compose d’une bobine fixe WW enroulée de fils d’un fort diamètre dans lequel passe le courant principal et d’une bobine (figurée en pointillé) mobile autour d’un axe to, située à l’intérieur de la première et enroulée de fil fin traversé par une dérivation prise aux bornes du circuit principal. Le courant est amené dans cette dernière à l’aide de fils souples. Un petit contrepoids X X' agit en sens inverse du couple électrique et maintient la bobine de fil fin perpendiculaire à
- Fig. 3 et 4.
- la première lorsque l’intensité du courant est nulle.
- Système intégrant. — Le système intégrant se compose d’un pignon K K' (fig. 3 et 4) engrenant avec un arc denté L fixé à l’oscillateur. Le pignon porte un doigt M M' qui, dans son mouvement de rotation, vient rencontrer un levier N N' à l’extrémité duquel se trouve un contrepoids X X'. Ce levier est mobile autour d’un axe P P' fixé à la roue Q Q' et il porte un sabot S S' qui, dans le mouvement de rotation autour de PP', vient s’appliquer sur la roue T T'. Celle-ci communique avec la première roue du totalisateur. A la roue Q Q' est fixée la cheville Y Y'. Cette roue se compose de deux parties accolées, l’une den-
- tée, l’autre lisse; sur la partie lisse frotte un ressort U U’qui gene son mouvement. La partie dentée engrène avec une crémaillère Z Z' dont la partie supérieure, coudée deux fois, vient buter contre un excentrique monté sur l’axe du wattmètre. Cet excentrique est tracé (soit empiriquement, soit par détermination mathématique), de façon à permettre à la crémaillère un mouvement de descente dont l’amplitude est proportionnelle au produit E I.
- Détermination mathématique de la courbe de l'excentrique. — Soit 90°-}-a l’angle de la bobine mobile avec la bobine fixe; le couple électrique est proportionnel à El cos a; le couple résistant est proportionnel à sin a, d’où l’équation
- KEI cos a = Iv' sin a,
- OU
- L’équation de la courbe de l’excentrique en coordonnées polaires sera donc :
- P = R — M tang a
- (M étant une constante et R étant le rayon maximum de l’excentrique).
- On règle l’indication du totaliseur en déplaçant le contrepoids XX' le long de la tige filetée sur laquelle il est monté.
- La figure 5 donne une vue perspective de l’appareil.
- Fonctionnement. — Pendant l’intervalle de temps © le pignon K tourne d’un angle constant et revient à sa position primitive. Lorsque, entraîné par l’arc L, le pignon K K' tourne dans le sens du mouvement des aiguilles d’une montre, le doigt MM' abandonne le levier N N' : celui-ci, sous l’influence du contrepoids XX' tend à suivre le mouvement du doigt. Grâce à la pression exercée par le ressort U U' le levier N N' tourne d’abord autour de P P' et le sabot abandonne la roue TT'. Mais dans ce mouvement le levier rencontre la cheville Y Y' et entraîne la roue Q Q' tandis que TT' reste immobile. La crémaillère Z Z'arrête le mouvement de la roueQQ' lorsque celle-ci a décrit un angle proportionnel à EL
- Lorsque le doigt MM', tournant en sens inverse du mouvement des aiguilles d’une montre, vient rencontrer le levier N N', celui-ci se déplace d’abord autour de P P' et serre le sabot S S'
- E t = Il tanga
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- LA LUMIÈRE ELECTRIQUE
- contre la roue TT'. Dès que le sabot est serré les deux roues QQ' et TjT' tournent ensemble et d’un angle égal.
- La roue QQ' revenant à sa position primitive, l’angle décrit sera proportionnel à El et le totaliseur enregistrera S (El©).
- Lorsque la crémaillère est remontée à sa position extrême, elle soulève le levier SS' et rend le wattmètre complètement libre : elle fixe son indication momentanée en laissant retomber le
- Fig. 5
- levier SS' dès qu’elle commence son mouvement de descente.
- Principaux avantages du système. Le watt-mètre étant complètement libre pendant un
- temps égal à il peut prendre l’inclinaison correspondant exactement à la consommation d’énergie. Le wattmètre étant freiné au moment où la crémaillère vient buter contre l’excentrique, celle-ci descend d’une quantité rigoureusement proportionnelle à EL De plus, l’encliquetage étant «à perte de temps constante», l’indication fournie par le cadran du totaliseur se trouve aussi rigoureusement exacte.
- Les différents organes sont tous très robustes et nous paraissent fort simples.
- L’appareil est monté dans une boîte en fonte et est ainsi complètement soustrait à l’action des champs magnétiques extérieurs.
- Il ne comporte ni aimants permanents ni ressorts; étant réglé, ses indications resteront donc toujours exactes.
- Les deux contacts où peuvent se produire des étincelles sont frottants.
- Enfin le réglage est des plus simples et peut être entièrement fait avant la livraison. Lors de l’installation il suffit de placer verticalement le trait rouge marqué sur le socle.
- La dépense d’énergie exigée par le fonctionnement de l’appareil est excessivement faible, car le courant ne palse dans les électros de l’oscillateur que pendant un temps égal au i/j5o de la durée de fonctionnement. Nous faisons d’ailleurs essayer actuellement chez MM. Ducretet et Lejeune, qui ont construit notre premier modèle, un dispositif permettant de réduire dans la même proportion l’énergie absorbée dans la dérivation du wattmètre. Poulies courants alternatifs, il suffit de faire aux noyaux des électros les modifications appropriées.
- J.-L. Routin.
- APPLICATIONS MÉCANIQUES
- DE L’ÉLECTRICITÉ (X)
- Ainsi que le savent nos lecteurs par les nombreuses études publiées dans ce journal (2), les
- (') La Lumière Electrique, 8 juillet 1893, p. i3.
- (2) Ascenseurs. Bassett, 14 janv. 1893, p. 62; Baxter, 17 dec. 1S92, 56o. Clark, 3 sept. 1892, 455. Coyle, 4 juin 1892, 450. Eickmeyer, 6 juin 1891, 462. Electric Elevator C°, 17 janv. 1891, 121. Herdman, 9 avril, 29 oct. 1892, 57, 209; 29 avril 1893, 15.9. Hiss, 29 avril i8g3, 160. Hollock, 12 janv. 1889, 54. Léonard, 9 avril 1892, 5g, Judson, i3 août 1892, 309. Neuburger, 9 avril 1892, 60. Otis. 17 janv., 6 juin 1891, 123, 459; 6 fév., 9 avril 1892, 60. Pratt, 4 janv. 1892, 454. See et Tyler, 14 janv. 1898, 62. Wright, 3sept. 1892. 4S4.
- Grues. Buchin et Tricoche, 2 nov. 1889, 104. Siemens, 23 juillet 1892, 104.
- Ponts roulants. Bon et Lustrement, 2 nov. 1889, 204. Dujardin, 17 janv. 1891, 116.
- Treuils. Eickmeyer, G juin 1891, 4C0. Crompton, 3 oct.
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- i 13
- applications de l’électricité aux appareils de levage s’étendent de plus en plus, principalement, du moins en France, aux ponts roulants d’ateliers pour lesquels l’électricité remplace avantageusement, avec plus de souplesse et d’économie,
- les transmissions hydrauliques ou par câbles (). Cette question est aussi étudiée avec ardeur aux Ftats-Urtis, où les installations de ponts roulants électriques sont déjà très nombreuses (2). Nous citerons entre autres les appareils récem-
- Fig. i et 2. — Pont roulant électrique Morgan (i8g3).
- ment étudiés avec beaucoup de soin par M. Morgan.
- Le pont roulant représenté par les figures i à 12 est commandé par trois dynamos : une pour
- 1891, 3o. Electric Elevator C°, 17 janv. 1891, 121. Guyenet, Hopkinson, i3 oct. 1888, 53. Ilolrich, 24 nov. 1890, 363. Siemens, 6 juin 1891, 460.
- la translation du pont, une pour la translation du treuil sur le pont, et une pour le levage au moyen de ce treuil.
- (') Exemples : ponts roulants de i5o, 60 et 3o tonnes installés au Greusot, à Saint-Chamond et chez MM. Marel frères (Génie civil, 11 février et 18 mars 1893).
- (2) Ateliers Sellers et Baldwin, Exposition de Chicago, etc.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
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- La dynamo de translation du treuil a (fig. 9) | commande, par le train d’engrenages B, l’arbre
- 6g 6V 6g 6g
- Fig-, 3 à 8. — Pont roulant électrique Morgan (i8g3).
- transversal B2, qui mène, par des jeux de pi- j lets de roulement 2.2 du pont sur ses rails 3. gnons identiques à ses deux extrémités, les ga- J La dynamo 16, de translation du treuil S sur
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- train réducteur facile à suivre sur les figures i et 4, l’arbre 26, dont les pignons 28 engrènent avec ceux de l’arbre 16, sur lesquels est calée la paire de galets 7 (fig. 3) : l’autre paire de galets 6, est simplement porteuse.
- La dynamo de levage 29 (fig. 2) commande le treuil 8 par un train d’engrenages (3o, 34..., .37, 3p, 40), facile à suivre sur les figures 1 à 3. Cette dynamo est pourvu d’un frein électromagnétique automatique constitué par une bande d’acier 41 (fig. 2 et 10) que son levier 45 49 (fig. 10) maintient desserrée tant que les électros 46, montés dans le circuit de la dynamo attirent leur armature 48-51 ; mais, dès que le courant cesse de passer et la dynamo d’agir, cette armature retombe et serre le frein 43 par son poids. Ce frein peut aussi être commandé à la main, de la plateforme du mécanicien, au moyen d’une corde63-6o (fig. 2 et 7) à contrepoids de rappel 57.
- Toutes les manœuvres du pont sont commandées très simplement, de la plate-forme suspendue du mécanicien, au moyen des appareils et connexions représentées aux figures 6 à 9.
- Sous cette plate-forme se trouvent disposés trois rhéostats 68 (fig. 6, 7 et 12) un pour chaque
- Fig. 17. — Grue roulante Morgan. Élévation.
- moteur. Chacun d’eux se compose d’une série courues par le balai d’un bras 71 de manière de résistances disposées en demi-cercle, et par- qu’il les coupe successivement du circuit à mê-
- les poutres 1 du pont, supportée (fig. 4) par des
- Fig. i5 et 16. — Morgan. Détail du levage électromagnétique.
- tasseaux de caoutchouc 16', commande, par un
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- sure qu’il les recouvre en partant de la position indiquée en figure 8 et 12, dans laquelle il se trouve sur le contact de rupture 73. Chacun de ces bras est commandé par une crémaillère guidée par l’appui de son cadre 80 sur l’axe 74 de son pignon, autour duquel elle peut ainsi pivoter en même temps qu’elle avance sous l’action
- Fig. 18. —Grue roulante Morgan. Vue par bout.
- du levier coudé 81-77 calé sur l’arbre 79. On voit que, d’après cette disposition, la crémaillère descendra toujours (fig. 12), c’est-à-dire fera tourner son bras dans le même sens — celui de l’admission du courant — que l’on fasse tourner l’arbre 79 de gauche à droite ou de droite à gauche.
- Le bras 81 du levier coudé 82-77 commande, par 87, un commutateur 88, placé (fig. 8 et 12) éga-
- lement sous la plate-forme et pourvu de trois contacts fixes/et de deux touches mobiles reliées par une barre/2. Quand les pièces occupent les positions indiquées en. figure 12, avec le bras du rhéostat sur le contact de rupture 73 et la barre/2dans sa position médiane, le circuit est rompu complètement en f'f ; puis lorsque l’on tourne l’arbre 79 la barre /2 s’abaisse ou se relève de façon à fermer le circuit de sa dynamo sur le contact f supérieur ou sur l’inférieur, ce qui ferait tourner la dynamo correspondante
- Fig. 19 et 20. — Grue à trolly Morgan. Élévation et détail du pivot.
- dans un sens ou dans l’autre suivant celui dans lequel on aura fait tourner l’arbre 79.
- Chacun des arbres 9 : un par dynamo, est commandé, de la plate-rorme, par une manette 95 (fig. 7 et 9) et un renvoi d’engrenages parfaitement à la portée du mécanicien.
- Le pont roulant représenté par les figures i3 et 14 n’a, au contraire, que deux dynamos : l’une, D, commandant la translation du pont par l’arbre E, et l’autrè G commandant l’arbre F sur lequel sont enfilés les tambours des cinq treuils fixes II. Chacun de ces tambours est pourvu de
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- deux embrayages l’un : i i\ d’entraînement par l’arbre H, et l’autre de calage ou de frein iz i\ conjugués sur leurs manœuvres// par des renvois n, de manière que l’on ne puisse fermer l’un sans ouvrir l’autre.
- Quand aux treuils II, ils enlèvent les pièces non par des crochets, mais par des électroaimants L', dont les attaches L s’enroulent en suivant la chaîne des treuils sur les tambours H4 (fig. i5 et 16) reliés électriquement aux conducteurs L' L', par les balais hh. Ces èlectros permettent d’enlever sans les.déformer de grandes tôles minces ; /nais ils ne sauraient remplacer les crochets pour les levages ordinaires.
- La grue roulante représentée par les figures 17 et iS est à cinq dynamos, à savoir :
- La dynamo O, qui commande par le train a, b, c, ci, e, e (fig. 18) la translation de la grue sur ses rails.
- La dynamo E, qui commande par E' le pivotement de la grue sur sa couronne de galets g.
- Les dynamos k.L et m2, qui commandent respectivement, par les tambours kh et M', la levée du bras J autour de son pivot et celle du crochet M.
- La dynamo N5, qui permet de régler par la vis Ng la position du contre-poids d’équilibre N' en fonction de la charge, de manière à ramener constamment le centre de gravité total au droit du pivot de la grue.
- Les dynamos de translation o et de levage m2 sont pourvues de freins électromagnétiques O
- Fig. 21. — Grue à trolly Morgan. Plan.
- analogues à ceux des figures 10 et 11. Elles sont toutes commandées de la plate-forme H.
- La grue roulante à tiolly représentée par les figures 19 et 20 a sa translation commandée par une dynamo a, sa levée par une dynamo L, et son pivotement par la dynamo Ii et le train h h' E. Ge pivotement s’opère autour du pivot I, fixé au chariot A par son embase d et le serrage du chapiteau/sur la couronne de galets/, et qui renferme la tige M du trolly, à parallélogramme élastique N n3.
- Le polissoir électrique de J. Nellis consiste (fig. 22 à 23) en une sorte de fraise D, actionnée directement par l’armature b' d' une dynamo, dont l’inducteur b peut, sous l’action de la vis E, monter ou descendre le long des guides G d’un châssis a, porté sur la pièce à polir par quatre galets a'.Ge bâtis est pourvu d’un anneau FI, par
- lequel on le promène à la main. Les balais du collecteur sont indiqués en I I. La fraise D peut être facilement remplacée par tout autre autre outil, par exemple par un tampon de brunissoir.
- La manœuvre d’ascenseur de Moore agit sur le rhéostat B (fig. 24) par un levier G. Quand on veut, faire partir l’ascenseur, on fait, de la cabine, tourner la roue K de manière que son excentrique M laisse retomber le levier G; mais, comme ce levier entraîne alors par D et le rochet o, le volant N, sa chute ne peut se faire que lentement, en raison de l’inertie de N, de manière que le rhéostat ne ferme que progressivement le circuit de la dynamo. A la fin de la manœuvre, le taquet p du levier G serre le frein P,, qui arrête le volant N.
- Pour arrêter l’ascenseur, on relève, au con-
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- traire, le levier G; manœuvre qui s’opère, grâce au rochet o, sans entraîner le volant N.
- Le commutateur de MM. Ewing et Lamb représenté par les figures 25 et 26 peut s’employer utilement dans un grand nombre d’applications de l’électricité. Il se compose de deux secteurs métalliques B B', reliés par les balais D aux pôles de la dynamo, et tournant dans un liquide conduc-
- Fig. 22 et 23. — Polissoir électrique Nellis (1893). Coupe verticale, plan et coupe 3-3.
- teur, dans du mercure par exemple, de manière à commuter les courants en A et A’ chaque fois qu’ils passent devant ces collecteurs.
- Le rhéostat commutateur automatique de Coyle permet de mettre en train très graduellement et tantôt dans un sens tantôt dans l’autre l’électromoteur I (fig. 27 et 29).
- Quand le moteur est au repos, l’armature B occupe la position représentée en figure 28, de sorte que, à son admission par la borne R',
- le courant passe, par 4 et l’électro G', à contact G2, au collier E', relié (fig. 29) par y'à la vis/', qui l’amène, au travers de la résistance Y', à la vis/2, puis de/2 à/3, par Y2, et de/3 à/,, au travers du
- Fig. 24. — Manœuvre d’ascenseurs Moore (1893).
- gros fil A'du solénoïde B', d’où le courant passe successivement par les résistances Y3,Y4 et le solénoïde B,, Y3.Y6 et le solénoïde B3, Y7, Y8 et
- Fig. 25 et 26. — Commutateur à mercure Ewing et Lamb (i893).
- le dernier solénoïde à gros (il B.,, pour aller atteindre la borne R2 par la dernière résistance Y0 et le fil 5. A mesure que l’armature s’élève par l’attraction des solénoïdes B, les contacts C2 passant sur les anneaux E2 E3..-. suppriment-
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- successivement les résistances Y, Y2... et les enroulements Bt B2 B,, avec une lenteur commandée par l’étranglement du passage de l’air aspiré au travers du pointeau a4.
- De la borne R2, le circuit va, par le fil 9, à la borne H', reliée par 10 et 11 aux axes K et Iv2. L’axe K porte les leviers commutateurs L et L', isolés l’un de l’autre, et pourvus chacun d’une
- Fig. 27 el 28. — Rhéostat commutateur Coyle (1893). Élévation et coupe verticale.
- armature^, soumise à l’électro-aimant G, et d’un contact de carbone L2 L, (fig-. 28). Quand le cou-
- Fig 29 — Coyle. Plan des connexions.
- rant passe en G, ce solénoïde attire son armature et ferme les contacts L2 L3, de manière que le courant passe au travers du moteur 1 par 10 K
- L L, L, 12 II2 14 i5II3 i3 L3 K' 16 et la borne de sortie H,. Quand le courant passe en G', l’armature g1 ferme les contacts M2 et M3, de sorte que le courant traverse le moteur en sens contraire par (II' 11 K2 M'M3 i8H3i5 14 16
- II.,)-
- Le solénoïde supérieur à fil fin B5 est relié, par les fils 22 et 23, aux bornes z et x (fig. 28 et 29), dont l’une, z, est reliée (fig. 29), par 23 pz 25, à l’électro-aimant G, qui aboutit, par 26, au ressort de contact pz.
- De même, le ressort pt est relié, par 27, à la borne P3. Quand le circuit de G' est ouvert, son armature g'abaisse et relie entre eux les ressorts p* et p'1 (fig. 27), de manière à fermer sur eux le circuit de G ; mais, quand G' l’attire, elle ouvre, au contraire, le circuit de G qui, partant de P2, se fermait auparavant par(28 G' 2 6p2g G p' 3o P').
- Ainsi, pour mettre en train, on n’a qu’à presser, suivant le sens de la rotation que l’on veut donner au moteur, le bouton de G ou celui de G'. Admettons que ce soit celui de G; cet élec-tro, attirant son armature g, rompt en p'pt le
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- circuit de G', et ferme le circuit principal par L2 L3 sur le moteur, qui se met graduellement en marche, à mesure que la montée de l'armature C supprime les résistances. Pour renverser la marche du moteur, on ferme le circuit de G' ; mais on ne peut pas le faire brusquement, parce qu’il faut, auparavant, ouvrir le circuit de G, et que cette ouverture rompt, en même temps, le circuit du solénoïde à fil fin B5, qui laisse retom-
- V" s
- Fig 3o. — Distributeur automatique de grains Page et Spear (1893).
- ber l’armature B rapidement, parce que l’air s'échappe presque sans résistance au travers de la soupape a et des trous al a2 de sa chapelle b b' (fig. 28).
- Les figures 3o à 33 représentent l’application d’un ingénieux déclenchement électrique de MM. Page el Spear à la commande d’un distributeur automatique de grains. A l’heure voulue, l’horloge A ferme le circuit de l’électro-aimant D, qui, attirant son armature E (fig. 31) autour de e, fait pivoter par E", autour de s, le levier S, dont la coulisse s' fait, par r", pivoter autour de r le
- levier déclencheur R. Ce pivotement fait que le crochet r' lâche le poids F, qui, tombant, avec un choc amorti par les ressorts/' sur le poussoir Cj, (fig.3o) repousse le balancier FI dans la position indiquée en pointillé. Le levier G, aimi déclenché de FI, se trouve ramené vers la droite par le ressort G,,, de manière à laisser s’ouvrir la trémie I1 du distributeur, puis à remonter, par G' le poids F, en même temps que G’repoussant P" (fig. 33) rompt en o p" le circuit de B. Il en
- Fig. 3i à 33. — Page et Spear. Détail du déclenchement.
- résulte que le poids F se renclenche automatiquement avec R; après quoi, l’on ramène G à sa position primitive, où il se renclenche avec II, referme le circuit en p" et le distributeur en I1.
- La serrure de M. Ilolcombe est (fig. 35 et 36) pourvue d’un commutateur m-n$, qui rompt le circuit des lampes de l’appartement quand on ferme la porte après en être sorti, ou du dehors, et le laisse, au contraire, en activité quand on ferme la porte du dedans. A cet effet, la clef porte une encoche K2,qui, lorsque l’on ferme la serrure du dedans, laisse passer librement le bras w5 du commutateur ; tandis que si l’on ferme du dehors, comme en figure 36, la partie pleine R
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- de la clef repousse le commutateur dans la position pointillée (fig. 35), où il coupe le circuit des lampes, et où il reste maintenu par des ressorts,
- Fig. 35 et 36. — Serrure Holcombe (i8g3).
- ainsi que l’indique la figure 35, jusqu’à la réouverture de la porte.
- 0 s>
- Fig. 37 à 42. — Serrure magnétique Kintner (1893).
- Le fonctionnement de la serrure magnétique de Kintner est (fig. 37 à 42) le suivant. Après avoir introduit la clef aimantée V dans la serrure, on la tourne, en l’appuyant sur la plaque P O, jus-
- qu’à ce qu’elle vienne au contact du petit crochet en fer U U,, puis on la ramène à sa position verticale, et on l’enfonce dans la fente correspondante Pi de P. Dans ce mouvement, la clef a attiré avec elle dans la position pointillée (fig. 3q) le crochet U U', qui permet alors à la plaque P O d’ouvrir la serrure G, en passant, sous l’impulsion de la clef, de la position figure à celle figure 38.
- L'horloge électrique de Wubbclcr a (fig. 43 à 46) trois rochets E.S.T : pour les secondes, les mi-
- i'illl qp
- 'Fig. 43 et 44. — Horloge Électrique Wubbeler (189.3). Élévation et vue de côté.
- nutes et les heures, calés sur les arbres correspondants A.B.C et enfilés les uns dans les autres.
- Au bout d’un tour du rochet des secondes, actionné par le cliquet frottant F, son taquet Q (fig. 46) repousse le plan incliné de la languette P' autour de p3, de manière que p2 soit amené devant le contact O, et le ferme quand le bras R du pendule D vient le repousser à la fin de son oscillation de gauche. Cette fermeture complète le circuit d’une pile sur l’électro-aimant G par (VG V1 V3 p3 O V7), et fait que l’armature I H s’abaisse, et donne, par la poussée de son ressort J (fig. q5) sur le bras K, une impulsion au
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- pendule pour son retour vers la droite. En même temps, l’armature soulève la bulle V8 (fig. 45), dont le taquet V9 monte sur la butée V10, puis y retombe, ce qui fait que le bouton V" repoussant le contact V.,, rompt le circuit de G. Au retour vers la droite, le bras V12 du pendule
- Fig. 45. — Wubbeler. Détail du mécanisme.
- repousse le levier V8, de manière qu’il laisse les pièces revenir à la position indiquée en figure 46, l’armature H actionnant, pendant sa retombée, et par son poids seul, le cliquet 5 du rochet des minutes S, qu’il entraîne ainsi d’une dent.
- Le rochet S des minutes porte (fig. 45) quatre
- Fig. 46. — Wubbeler. Schéma des circuits.
- taquets 4, qui, à chaque quartde tour, soulèvent, par U, le rochet 4 puis le laissent retomber, de manière qu’il fait faire à la roue des heures T un quart de tour.
- La remise à l’heure se fait en fermant par Y1 le circuit d’un électro-aimant W, qui attire son armatureiF, prolongée par un ressort ti’2, qu’elle dispose ainsi de manière que le taquet w5 de la roue des secondes le fléchisse, puis en reçoive
- une impulsion qui la fait avancer d’une ou deux dents.
- Fig. 47 5o. — Métronome Walker et Ilampshire (1893).
- Un timbre avertisseur X part à l'heure voulue quand le doigta;3, entraîné à frottement par l’axe
- Fig. 5t à 53. — Avertisseur d’incendie Egan (iSglb. Plan, vue par bout et coupc .v.v.
- des heures, ferme sur a9 le circuit deson électroaimant.
- Le métronome électrique de MM. Walker et
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- Hampshire est (fig. 47 à 5o) des plus simples. A chaque oscillation' le penduleAvientfermerpendant un instant, par l’un des contacts ga, le circuit des électros I, qui entretiennent ainsi ses oscillations par leurs attractions sur son armature e.
- U avertisseur d'incendie de M. Egan, représenté par les figures 5i à 53, fonctionne de la manière suivante. Quand l’air enfermé en a atteint une certaine température, sa dilatation repousse le couvercle annelé b, de façon à relever le levier/ autouf de g, ce qui fait partir le timbre B, dont le mécanisme entraîne en même temps le taquet m dans le sens indiqué en pointillé (fig. 5i). Ce taquet ferme alors par nu un circuit électrique avertisseur, et déclenche, par p, la porte F d’une trappe, par exemple, de manière qu’elle se referme par son poids, et isole la chambre où est le feu.
- Gustave Richard.
- L’ÉCLAIRAGE ÉLECTRIQUE
- A FRANCFORT-SUR-MEIN
- Sous ce titre nous avons esquissé à grands traits, il y a deux ans environ (1), c’est-à-dire au moment de l’Exposition d’électricité, la situation de Francfort au point de vue des installations d’éclairage électrique.
- Rappelons qu’en janvier 1889 une commission fut nommée par la ville dans le but d’examiner les moyens et dispositifs nécessaires pour installer une usine municipale électrique permettant aux habitants de recevoir chez eux la force motrice et la lumière au moyen du courant électrique.
- La commission fit exécuter en 1890 par un comité de techniciens une série d’expériences destinées à déterminer la valeur des moteurs à courants alternatifs. N’étant pas fixée suffisamment par ces essais, la commission voulut attendre la fin de l’Exposition d’électricité avant de sexprononcer.
- Gette Exposition, projetée pour l’été 1891, devait servir, dans l’esprit des notabilités franc-
- fortoises qui l’avaient préparée, non seulement à activer le développement des applications électriques dans les régions avoisinantes, mais aussi à fournir à la commission de ^éclairage un vaste champ d’observations. L’Exposition répondit complètement à son but, et l’on put y voir les modes les plus divers de distribution et d’utilisation de l’énergie électrique.
- MM. Lindley, architecte de la ville, et Oscar von Miller, ingénieur de Münicli, cjui avaient été chargés en avril 1891 d’étudier les projets techniques d’une usine municipale électrique, déposèrent leur rapport en juin 1892..
- Dans cette étude ils ont comparé, tant au point de vue des dépenses de premier établissement que des frais d’exploitation, les tçois systèmes suivants : , >
- r Distribution directe par courants alternatifs avec transformateurs, comme à Cologne;
- 20 Distribution parcourant continu au moyen de stations secondaires d’accumulateurs chargés séparément par l’usine génératrice, selon la méthode adoptée dans la plupart des stations allemandes;
- 3° Distribution par courant continu au moyèn de stations secondaires d’accumulateurs, dont les batteries sont chargées au moyen de dynamos-moteurs transformant en courant continu le courant alternatif envoyé par l’usine centrale, système employé à Cassel.
- Les calculs ont été établis sur les jaases suivantes :
- En raison du bas prix du terrain et des facilités d’approvisionnement en eau et charbon, l’usine est placée sur le bord du Mein, en dehors de la ville proprement dite, mais à proximité de la gare, du port et des installations hydrauliques de la ville.
- Au début, la canalisation est établie de façon à pouvoir alimenter 38000 lampes de 16 bougies, et l’usine 21 000 lampes environ, l’installation totale comprenant le matériel générateur suffisant pour 67000 lampes et une canalisation correspondant à 84000 lampes. Les courants sont supposés avoir 2200 volts dans les lignes de haute tension et no volts dans les circuits de basse tension.
- L’exposé du travail de MM. Lindley et Miller nous entraînerait trop loin; nous nous contenterons d’en donner les résultats, contenus dans le tableau ci-après, qui montre les dépenses
- (*) La Lumière Electrique, 25 juillet 1891, p. i58.
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- d’établissement de l’usine par lampe desservie, ainsi que le taux du bénéfice, avec les trois systèmes, soit au début de l’installation, soit lorsqu’elle est devenue définitive.
- Première 1 nstallalion Installation définitive
- Projet Dépenses Bénéfice net en 0/0 Dépenses Bénéfice net tn o/o
- N<> 1 178,5 7,75 168,7 8
- N° 2 234,4 4 211,5 0,75
- N® 3 204,9 5,5 170 3
- On voit que d’après MM. Lindley et Miller le système n° i ou distribution directe par courants alternatifs est le plus économique, aussi bien au point de vue de l’installation que de l’exploitation. Le projet n° 3, qui comporte la transformation des courants alternatifs en courant continu, vient ensuite. Enfin le projet n* 2, par courant continu et accumulateurs, est beaucoup plus onéreux que tous les autres, ce -qui était presque évident a priori.
- Comme conclusion, MM. Lindley et Miller recommandent par raison d’économie l’adoption du projet par courants alternatifs et transformateurs, en ajoutant qu’une distribution par courants alternatifs permet d’actionner en même temps des lampes et des moteurs tout aussi facilement qu’avec des courants continus ou polyphasés.
- Il ne faut pas oublier qu’à Francfort, si le cœur de la ville est le quartier de la banque et du commerce, la banlieue et même les faubourgs sont occupés par la petite industrie, et dans ces endroits les moteurs électriques prendraient à eux seuls une partie notable de l’énergie distribuée.
- Le rapport des experts fut déposé à la commission municipale en juin 1892. Le comité était décidé à en adopter les conclusions, mais il reçut un si grand nombre de protestations qu’il ajourna encore une fois la question pour complément d’informations.
- Le rapport de MM. Lindley et Miller a été en effet très vivement critiqué. On contesta d’abord l’exactitude des chiffres de son devis.
- Mais c’est surtout sur la commodité et la simplicité des moteurs à courants alternatifs que l’on fit le plus d’objections, beaucoup de personnes soutenant que les moteurs électriques synchrones à courants alternatifs n’offraient pas dans l’état actuel les mêmes facilités de mise en marche et de fonctionnement que les moteurs à •courants continus ou polyphasés. On s’étonna également de voir M. Miller patronner le courant alternatif direct, alors qu’il le transformait en courant continu à Cassel (1) et qu’il employait les courants polyphasés à Ileilbronn (2). Outre ces critiques générales, les maisons de construction allemandes hostiles au courant alternatif firent beaucoup d’autres observations d'ordres divers, et comme suite présentèrent à la commission de l’éclairage des projets bien supérieurs, au dire des intéressés, au projet Lindley-Miller.
- Nous passerons sous silence les détails de cette lutte dont l’issue est encore vague et incertaine. La municipalité est si embarrassée qu’elle retarde de plus en plus le moment où elle devra prendre une décision définitive.
- Pendant ce temps, les commerçants de Francfort, que les discussions techniques intéressent peu, se sont plaints des lenteurs de la ville et ont fini par désespérer de jamais recevoir le courant électrique nécessaire pour leur éclairage.
- L’industrie privée a su tirer habilement parti de la situation en créant dans les meilleures parties de la ville de petites usines desservant chacune un pâté ou bloc de maisons, d’où le nom de blocks-stations qui leur a été donné.
- Ces stations, analogues à l’usine électrique de la cité Bergère, montée à Paris en 1887, peuvent s'installer librement et sans avoir besoin d’aucune autorisation, puisque leur canalisation ne traverse pas la voie publique, ce qui explique la rapidité avec laquelle le nombre de ces installations s’est accru. Au moment de l’exposition d’électricité, quelques cafés ou grands magasins produisaient déjà eux-mêmes l’électricité nécessaire à leur éclairage. Mais il ne s’agissait que d’installations particulières de peu d’importance, tandis qu’aujourd’hui on se trouve en présence de six à huit blocks qui desservent en-
- (*) La Lumière Électrique, t. XLV, 1892, p. 533.
- (2) La Lumière Electrique t. XLVIII, 1893, p. 3oi.
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- semble environ 12000 lampes, c’est-à-dire constituent de véritables stations de distribution, fournissant le courant à des abonnés suivant un tarif déterminé.
- Le block le plus important est celui qu’on désigne sous le nom de Zeil parce que le quadrilatère qui le forme a l’un de ses côtés sur la Zeil, la voie la plus commerçante de Francfort. La station est située dans un rez-de-chaussée comprenant seulement deux pièces peu élevées, et dont la superficie totale ne dépasse pas 100 mètres carrés. Dans une première salle se trouvent deux moteurs à gaz à deux cylindres de 40 chevaux chacun, actionnant au moyen de poulies deux dynamos Schuckert pouvant donner chacune un courant de 220 ampères avec une tension de no à 160 volts. Un tableau de distribution composé de voltmètres, ampèremètres, coupe-circuits, commutateurs de batterie, et autres appareils est fixé contre un mur dans le fond de la salle.
- Dans la seconde pièce se trouvent les accumulateurs, divisés en deux batteries de chacune 1200 ampères-heures. Une des batteries se trouve au niveau du sol et l’autre sur une galerie faisant le tour de la salle. Cette pièce n’a aucune fenêtre et ne possède qu’une ouverture assez petite pour assurer la ventilation. Malgré cela, il ne s'est produit jusqu’ici aucun accident dû à l’accumulation des gaz, parce qu’on a soin de ne pas pousser la charge jusqu’au bouillonnement. Les accumulateurs, fabriqués par la société Pollak dans son usine de Francfort, se composent de plaques de plomb hérissées d’une grande quantité de pointes entre lesquelles les oxydes sont introduits par voie électrolytique, de façon à former avec le support une plaque bien homogène que l’on peut même passer au laminoir sans qu’elle se désagrège. Les plaques, de même que les éléments, sont réunis entre eux par une soudure spéciale à base de plomb, de sorte qu’il n’y a dans toute la batterie aucune borne en cuivre ou pièce attaquable par l’acide. Les plaques, séparées les unes des autres par des tubes en verre, sont placées dans des caisses en bois doublées de plomb. Depuis dix mois qu’ils sont en service, les accumulateurs n’ont demandé aucune réparation, les plaques ne présentent pas trace de boursoufflure et le fond du vase ne contient pas de matière active tombée.
- Les batteries sont chargées pendant la jour-
- née et travaillent en parallèle avec les dynamos pendant les heures .chargées de la soirée. A partir de 10 heures du soir, la batterie reste seule en circuit et permet d’éclairer pendant toute la nuit les grands cafés Milani et Métropole, qui sont desservis par l’usine. Un seul homme suffit pour faire marcher l’usine. Il abandonne la station à elle-même à partir du moment où les dynamos sont arrêtées.
- Les dépenses propres aux machines sont donc très restreintes et la plus grande partie des frais d’exploitation provient du loyer du local et de l’amortissement du matériel. L’installation complète du block, qui peut alimenter i5oo lampes et en dessert actuellement 1200, n'a coûté que ii5ooo francs, soit seulement 80 francs par lampe. Ce prix très bas s’explique par les dépenses de canalisation excessivement faibles qu’il a suffi de faire pour couvrir de fils un carré de 100 mètres de côté. Par tolérance spéciale, l’usine a été autorisée par la municipalité à faire traverser une rue par deux fils aériens desservant une maison située en face, moyennant une redevance annuelle de e5o francs, à condition que ces fils devront être enlevés aussitôt que la ville commencera sa propre canalisation.
- Les abonnés paient o,o5 fr. la lampe-heure de 16 bougies, avec des rabais variables suivant la consommation et pouvant aller jusqu’à 25 0/0. Une grande station municipale ou privée ne fournirait probablement pas le courant à meilleur compte; aussi les abonnés sont-ils très satisfaits — et la société exploitante aussi.
- Les autres block-stations sont installées à peu près sur le même type. Le block Schuckert se distingue des autres en ce que la force motrice est fournie par une chaudière placée dans une pièce sombre ayant accès dans une cour. LTne seconde salle renferme les machines à vapeur et dynamos. La place étant très restreinte, on a été obligé de loger la batterie d’accumulateurs dans un petit cabinet noir où les vases sont posés sur trois étages successifs. Cette batterie d’accumulateurs Pollak a une capacité de 600 ampères-heures et les dynamos peuvent fournir de leur côté 3oo ampères avec une tension de 110 volts.
- Les blocks-stations, petites ou grandes, se multiplient à Francfort avec une rapidité considérable, se plaçant toujours dans les quartiers les plus commerçants, dans les endroits où la consommation est la plus dense et où les abon-
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- nés ont le plus d’heures d’éclairage, en un mot dans les parties de la ville les plus avantageuses.
- Si nous avions un conseil à donner à la municipalité, nous l’engagerions à commencer au plus vite l’exécution de sa grande station centrale. Pour peu qu’elle passe encore quelques années à discuter divers projets techniques ou financiers avant de prendre une décision, tous les commerçants du centre de la ville auront déjà la lumière électrique installée chez eux lorsqu’elle se décidera à entreprendre la construction de l’usine.. Alors comment la ville arrivera-t-elle à équilibrer le budget de la station, s’il ne lui reste plus comme abonnés que les petits consommateurs des quartiers excentriques ?
- Il est bon qu’une grande installation soit étudiée avec soin dans tous ses détails avant d’étre entreprise; mais lorsque l’étude a duré quatre ans, on conviendra qu’on est en droit, — lorsqu’on est citoyen de Francfort, — de dire à ses édiles, en paraphrasant le mot lancé chez nous à l’occasion du Métropolitain : « Ne vous fatiguez pas tant en études transcendantes pour trouver une solution parfaite ; la meilleure usine électrique est celle qui se fera. »
- Ch. Jacquin.
- CHRONIQUE ET REVUE
- DE LA PRESSE INDUSTRIELLE
- Appareil E.-W. Stevenson pour vérifier les câbles (1893).
- Cet appareil très portatif a pour objet de permettre de mesurer facilement, et à chaque instant, l’isolement et la capacité éleclrostatique d’un câble.
- Il se compose essentiellement de deux petites caisses O et E, fixées sur un trépied.
- La caisse O renferme un galvanomètre P (fig. 8) à miroir p, et une batterie de piles S, dont les bornes 5 s sont disposées de façon à pouvoir être facilement reliées en groupements di vers aux bornes TT, par le fil flexible/. Un aimant permanent O permet de ramener le gal-
- vanomètre au zéro en réglant en conséquence par la vis q, sa distance au galvanomètre.
- La caisse E porte une lunette G, qui permet de lire au travers de la fente o le degré de l’échelle F, réfléchi par le miroir p'. Cette échelle F est pressée sur les guides I I par des ressorts //(fig. 6) qui permettent de la déplacer facilement pour le réglage.
- Dans la caisse E, se trouvent renfermés et reliés entre eux, ainsi que l’indique schémati-
- Fig. 1 à 4. — Stevenson. Appareil de mesure.
- quement la figure 7 : trois résistances K, à bornes k, une grande résistance-étalon M, à fiche m, un condensateur L, à fiche /, et deux commutateurs R et M.
- La table B du trépied tourne autour d’un pivot C, à coin circulaire G2 (fig. 3) qui permet de la ramener de niveau au moyen des vis C.! C5; cette mise au niveau se constate par les deux niveaux rectangulaires cc (fig. 2).
- Quant aux boîtes U et E, les attaches b et B les assujettissent sur la table toujours dans les mêmes positions respectives.
- Pour vérifier l’isolement du câble, on relie
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
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- l’une des bornes du galvanomètre P à la pile S et l’autre au conducteur isolé du câble, dont l'enveloppe est reliée à la terre, comme l’autre pôle de la pile. On note la déviation du galvanomètre en ce moment, puis après avoir remplacé le câble par la résistance connue M, ce qui donne tous les éléments nécessaires pour calculer la résistance du câble.
- Pour mesurer la capacité du câble, on relie l’un des pôles de la pile S à l’enveloppe du câble, par la terre, et l’autre à son conducteur
- Fig. 5 à 8. — Stevenson. Appareil de mesure.
- isolé; après un certain temps, on remplace la pile par le galvanomètre, dont la décharge du câble fait dévier l’aiguille d’une certaine quantité. On refait ensuite la même opération après avoir remplacé le câble par le condensateur étalonné L, ce qui fournit tous les éléments nécessaires au calcul de la capacité du câble.
- Ces commutations s’effectuent facilement au moyen des clefs N et R (fig. 7) et des fiches h et /. Une fois la vérification du câble terminée, on emporte facilement les caisses O et E, détachées de la table et accrochées en H II (fig. 4).
- G. R.
- Téléphone domestique Anders et Kottgen (1892).
- Le fonctionnement de cet appareil est le sui vant.
- Quand on veut appeler l’un quelconque des postes reliés à son téléphone, on enlève d’abord le récepteur 43, puis on enfonce la fiche G (fig. 5) dans celui des trous 17 de l’anneau 9 correspondant au numéro que l'on appelle. Cette fiche fait, en s'enfonçant, pivoter l’anneau 9 sur
- •@ o) o
- O o
- Fig. 1 à 4. — Téléphone Anders et Kottgen. Coupes verticales et .v-v, et vue d’arrière suivant xx.
- les touches 3, malgré le ressort 16 (fig. 3), jusqu’à ce que ses trous 17 correspondent avec ceux de l’anneau 9, et met cet anneau en communication électrique avec la touche 3 dans laquelle elle s’enfonce. Il y a, sur l’attache 1 (fig. 2) autant de touches 3 que de trous 17 en 9, et chacune d’elles est reliée au poste correspondant.
- Une fois la fiche G enfoncée, comme l’indique le tracé schématique (fig. 5), par exemple, dans celui des trous 17 relié par le trou 11 au poste correspondant 2, le courant du fil de pile 5o passera, quand on appuiera sur la clef d’ap-
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- pel 19 du poste I, par le trajet E, 4, 19, 18, 9, G, 11, qui le mène à la touche 3" du poste n" 2. Gomme ce poste n’a pas enlevé son récepteur, son ressort 23 est appuyé par ce récepteur, sur le contact 32, de sorte que le courant y passe par le trajet 3a, 45, 12, 9, 18, 19, 22, 23,32, B, à
- la sonnerie d’appel, d’où il revient à la pile par E et 49.
- Ainsi appelé, le poste 2 enlève son récepteur : rompant alors le contact 32, ce qui fait que le courant y passe par 9, 18, 19, 22, 23, 33, 47, à son microphne 29 (lig. i), d’où il va, par 27, C,
- Fig. 5. — Schéma des circuits pour 3 postes.
- W, au récepteur 43, puis à la pile par D, 54, 14, F, 52, 49, de sorte que la communication est prête à fonctionner.
- On voit, qu’en pressant 19, on fait passer le courant tout entier par E, 4; or, dès que l’on place la fiche G, il passe aussi un courant par E, 14, 54, D, W, C, 27, au microphone, puis, par 47, 33, 23, 22, 19, 18, 9 et G, à la ligne; mais c’est une dérivation trop faible pour faire partir la sonnerie d’appel, dont il faut toujours presser le bouton.
- Avec ce système, il faut autant de fils que de postes reliés entre eux, plus les deux fils d’aller et de retour 49 et 5o.
- G. R.
- Circuit téléphonique pour petites distances, système Volkers.
- Dans cette disposition, le crochet commutateur auquel est suspendu le téléphone ferme, quand on le descend, le circuit d’appel, et après décrochage du téléphone, le -arcuit de conversation, tandis qu’avec le téléphone accroché dans sa position de repos, il occupe une position moyenne isoF^.
- L’appel se fait en intercalant un interrupteur automatique dans le circuit du téléphone, qui donne alors un bruit de tambour. En employant
- Fig. 1. — Système téléphonique Volkers.
- le dispositif de la figure 1, on peut se servir d’un seul interrupteur pour les deux postes.
- Electrolyse du sodium, procédé Clay Bull (1892).
- Cette électrolyse se fait à chaud, dans des auges en fonte b, chauffées à la température de fusion du chlorure de sodium, qui s’alimente par/a; et dans lequel plongent les électrodes en fer et et en carbone /, séparées par le diaphragme en porcelaine dtf. Le sodium se dégage sur e, et ses vapeurs s’évacuent par le tuyau b2, dans un condenseur rempli d’hydrogène, pendant que le chlore, dégagé en/, s’évacue par/.
- La température de la réaction est réglée par
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- un solénoïde en dérivation sur eu /,, et dont l’armature .manœuvre le registre du foyer ou les valves à gaz du four, de manière que la résistance du bain reste à peu près invariable.
- Comme le point de fusion du métal, sodium
- Fig-, i et 2. — Clay Bull. Procédé d’électrolyse.
- ou potassium, est beaucoup moins élevé que celui du chlorure, il est facile de l’en séparer des traces de chlorure entraînées au condenseur.
- Fabrication êlectrolytique des fils ou des bandes de cuivre, procédé Sanders (1892).
- Le dépôt se fait sur des surfaces métalliques a a (fig. i et 2) séparées des bois b par des lames
- Fig. 1 à 3. — Sanders. Procédé d’électrolyse.
- d’ébonitecc, de manière que l’écartement des bois soit plus grand que la largeur de a. On
- obtiendrait ainsi des bandes parfaitement régulières et homogènes.
- En figure 3 les dépôts se précipitent sur la tranche des bandes métalliques f, emprisonnées entre deux isolants i, de manière à former des baguettes demi-cylindriques.
- Amortisseur Siemens, pour commutateurs.
- Cet amortisseur doit s’appliquer aux commutateurs qui doivent se mouvoir plus lentement dans une partie de leur course que dans l’autre, ce qui se présente pour la mise en marche des moteurs.
- Le but est atteint en munissant le levier H d’un piston amortisseur glissant dans un cylin-
- Fig. 1. — Amortisseur Siemens.
- dre dont la paroi contient une communication entre la chambre inférieure et la chambre supérieure. Le piston n’exerce sa compression sur le liquide que contient le cylindre que jusqu’au moment où il a dépassé dans sa course l’ouverture supérieure de ce canal de communication.
- Sémaphore électrique Lattig.
- Cet appareil fonctionne comme il suit : quand un train X pénètre dans la section de bloc X, il coupe du circuit, par ses essieux, le relais E, lequel, lâchant son armature F dans la position indiquée, coupe en x le circuit du dynamoteur
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- A, et en y celui de l’embrayage électromagnétique G D, de sorte que le bras S du sémaphore se relève au danger sous l’action de son contrepoids.
- Dès, au contraire, que le train sort de la section de bloc, le circuit de E se referme, ainsi que ceux de G et du dynamoteur, qui, se mettant à tourner, entraîne sans choc, par l’embrayage C D, le treuil a', dont la corde a abaisse le sémaphore à la voie libre. En même temps, le contact z s’abaisse aussi, de manière à rompre le circuit (3) du dynamoteur dès que le séma-
- Fig. i. — Sémaphore Lattig.
- phore est arrivé à sa position de voie libre, où il reste maintenu par l’embrayage C D, qui arrête le dynamoteur sans choc, par son frottement.
- G. R.
- Appel Wetzer pour postes téléphoniques ou télégraphiques.
- A chaque poste est placé un pendule qui peut être mis en mouvement par un levier d’armature d’un électro-aimant frappant sur un plan incliné fixé au pendule. La durée d’oscillation est différente pour les différents pendules.
- Pour produire un appel., on règle la durée
- d’oscillation d’un autre pendule présent à tous les postes, de façon qu’elle corresponde à celle du poste à appeler. Ce pendule envoie des courants intermittents dans la ligne, et excite les électros de tous les postes. Seul, le pendule en
- Fig. i. — Appel Wetzer.
- résonance avec le premier, reçoit des impulsions telles qu’il continue à osciller, et permette à l’appel d’arriver à son poste.
- Dans la figure i, P'est le pendule appelant, P le pendule du poste à appeler.
- Allumage et extinction des lampes à distance, système Vialet-Chabrand.
- L’enroulement d’un électro E (fig. i) et éventuellement une résistance R, intercalés dans le circuit des lampes, qui contient aussi l’armature g de l’électro, sont reliés par des dérivations
- Fig. i. — Allumage Vialet-Chabrand.
- avec des boutons de contact p, p' groupés par paires.
- Quand on presse sur un bouton p d’une paire quelconque, on ferme un circuit à travers l’enroulement de l’électro, de sorte que l’armature g ferme le circuit d’alimentation. Quand on abandonne le bouton, le courant d’alimentation, qui passe également alors à travers l’enroulement,
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- reste fermé jusqu'à ce qu’un contact à l’autre bouton p' d’une paire quelconque établisse un shunt d’une faible résistance sur l’électro, que lâche son armature, de sorte que le circuit d’alimentation reste rompu.
- La disposition peut être modifiée en ce sens que le shunt peut être remplacé par un second enroulement réagissant contre le premier.
- Système de transmission de force par courants alternatifs, par M. Rice (1893).
- M. Rice jeune, de la compagnie Thomson-Houston, vient d’imaginer un système de transmission de force à courants alternatifs employant une seule machine auxiliaire à courant continu pour la mise en marche et l'excitation des moteurs.
- Cette machine fonctionne comme moteur, étant alimentée par une source à courant continu ; puis, lorsque la partie tournante du moteur à courant alternatif a atteint la vitesse du synchronisme, la dynamo à courant continu sert d’excitatrice au moteur à courant alternatif.
- Ce système n’exige qu’un circuit principal à deux fils et qu’un jeu de commutateurs permettant d’abord de relier par ce circuit deux machines à courants continus fonctionnant l’une comme génératrice, l’autre comme réceptrice. C’est cette dernière qui amène l’alternomoteur à la vitesse du synchronisme.
- La figure i montre une disposition où les commutations se font à la main.
- A est la station génératrice, B la station réceptrice. Les deux stations sont reliées par les conducteurs L L. A la station A se trouve une génératrice à courant alternatif C et une à courant continu D, toutes deux mises en mouvement par une source de force motrice quelconque P.
- A la station réceptrice se trouve un alterno-moteur G' et une machine à courant continu D' réunis par une courroie. Sur le prolongement de l’axe du moteur C' se trouve la poulie réceptrice.
- Dans chaque station, les conducteurs/relient les induits des alternateurs. D’autres conducteurs/ jouent le même rôle pour le courant continu, enfin les machines à courant continu sont reliées par les conducteurs f, aux interrupteurs S3.
- Les interrupteurs S, S2.S3 servent à établir respectivement les communications comme le montre la figure i; les contacts des interrupteurs St et S2 aboutissant respectivement aux conducteurs qui alimentent les alternomoteurs et la machine réceptrice à courant continu sont établis à l’aide d’un levier commun h.
- Fig. 1
- Pour mettre le système en marche, après que la génératrice à courant alternatif C et la machine à courant continu D ont atteint leur vitesse, on ferme les interrupteurs S2 et on ouvre S, et S3.
- De cette façon, les machines à courant continu sont reliées par les conducteurs L L, la ma-
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- chine D' fonctionne comme moteur et fait acquérir àTalternomoteur C' sa vitesse normale. On ferme alors les interrupteurs S3 pour exciter les inducteurs des alternateurs, et enfin les interrupteurs St qui interrompent les communications entre les machines à courant continu et établissent celle entre les alternateurs pour leur permettre de se synchroniser.
- L’énergie nécessaire pour exciter les altérno-moteurs est alors transmise par les courants alternatifs.
- Dans la figure 2, les commutations précédentes se font automatiquement.
- Dans ce cas, les trois paires de contacts des interrupteurs S1S2S3 de la station réceptrice sont mises en mouvement par un levier commun
- h' déplacé par l’action d’un appareil contrôleur de vitesse mu par le moteur lui-même, de façon que lorsque la vitesse du synchronisme est atteinte, les commutations se fassent dans l’ordre indiqué.
- La station génératrice est munie d’un interrupteur de même genre, mais dont le levier h est retenu par un électro-aimant E intercalé dans les conducteurs principaux de la machine D.
- Cet électro-aimant lâche son armature au
- moment où le courant continu est interrompu à la station réceptrice et où s'opère le changement de connexion.
- Le levier h2 étant relâché, le commutateur S, est fermé et établit la communication entre les deux alternateurs.
- L’interrupteur S3 est supprimé à la station génératrice, la machine à courant continu pouvant sans inconvénient être continuellement en communication avec les inducteurs de l’alternateur.
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- Un interrupteur additionnel S, peut, si on veut, être intercalé dans le circuit de l’induit de l’alternateur à la station génératrice.
- F. G.
- Microphone Forbes (1892).
- La membrane i de ce microphone actionne le contact 9', en série sur le circuit primaire de la bobine d’induction 14, et sur lequel l'électro 12, en dérivation sur ce circuit, appuie le charbon cuivré 10, avec une force proportionnelle à l’intensité de ce courant. Il en résulte que le cou-
- Fig 1 — Microphone Forbes.
- rant secondaire de 14, qui comprend la ligne et le téléphone, J produit une transmission claire et des plus puissantes, sans amener des troubles ordinairement occasionnés par le rebondissement des contacts 10 et q.
- G. R.
- REVUE DES TRAVAUX
- RÉCENTS EN ÉLECTRICITÉ
- Nouvelle bouteille de Leyde
- M. Léon Doperé, électricien à Bruxelles, a imaginé un nouveau condensateur très curieux.
- C’est un tube uni et fermé dans lequel on a fait le vide approché des tubes de Geissler. A l’une de ses extrémités, ce tube est muni d’un bouton qui se trouve en communication, par une petite tige de platine, avec l’intérieur.
- L’autre partie du tube est garnie extérieurement d’une feuille d’étain : c’est la seule armature métallique, qui du reste peut être négligée en tenant le tube en pleine main.
- Ceux qui ne disposeraient pas d’un tube bien
- JJ
- Fig. 1
- uni peuvent, pour s’assurer de la propriété condensante des tubes de Geissler, prendre un de ces tubes quelconques, en ayant soin de couvrir l’un des anneaux de laque : la main servira d’armature extérieure.
- Rayonnement de différents corps réfractaires, chauffés dans le four électrique, par M. J. Violle (')•
- J’ai étudié le rayonnement de divers corps portés à haute température dans le four électrique.
- Il importait d’abord de savoir si l’on pouvait trouver dans l’arc, comme l’avait annoncé Ros-setti, une température notablement supérieure à celle du charbon positif.
- Pour le reconnaître, j’ai introduit normalement dans l’arc une fine baguette de charbon.
- Cette baguette s’use rapidement, se creusant du côté qui regarde la cathode et se recouvrant d’un dépôt pulvérulent en face de l’anode. En un mot, elle se comporte exactement comme un fil de métal dans un bain galvanoplastique, sui-
- C) Comptes rendus, t. CXVII, p. 33.
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- vant la loi de Grotthus. N’est-ce pas d’ailleurs une véritable électrolyse que cette dépolymérisation signalée par M. Berthelot dans les « Remarques » qu’il a bien voulu présenter au sujet d’une de nos précédentes communications?
- En appliquant à l’examen de la cavité offerte par la baguette les méthodes qui m’ont servi à étudier l’extrémité du charbon positif (Spectro-photométrie, Photographie), j’ai trouvé que l’éclat lumineux était le même sur la baguette que sur le charbon positif.
- Pour introduire dans le four les substances sur lesquelles on voulait opérer, on avait pratiqué dans la paroi, normalement à la direction de l’arc, un trou horizontal dans lequel on pouvait faire glisser une tige de charbon présentant une échancrure sur laquelle reposait le corps à étudier.
- On pouvait donc l’amener dans l’arc même, ou le chauffer à quelque distance, ou enfin ne l’introduire dans l’enceinte qu’après extinction de l’arc. On a dû, en effet, varier les conditions de l’expérience suivant la fusibilité, suivant la volatilité et suivant la réductibilité de la substance.
- J’ai opéré sur du charbon, de la chaux, de la magnésie et de l’oxyde de chrome ; et j’ai constaté que ces substances si différentes offrent dans le four exactement le même éclat, impressionnent également l’œil ou la plaque photographique. Ainsi, dans une enceinte fermée dont tous les points sont à la même température, tous ces corps sont en équilibre de rayonnement, suivant la loi de Kirchhoff.
- Quelques notes sur les décharges en aigrettes dans les gaz, par W. H. Harvey et F. Hird (')
- Les décharges sont dues à des courants de haute fréquence. Ceux-ci sont produits de la manière suivante : Les pôles d’une bobine de Ruhmkorff sont respectivement reliés aux branches d’un excitateur. Ces branches sont également reliées aux armatures internes de deux condensateurs plans dont les armatures externes sont mises en communication avec les extrémités d’une hélice formée de neuf tours d’une bande de cuivre de 20 mm. de large et de 0,064 mm. d’épaisseur. Cette hélice dont le dia-
- mètre est de 5,65.cm. et la longueur 20 cm. est entourée d’une bobine formée de 78 tours d’un fil recouvert de soie ayant o,38 mm. de diamètre. L’hélice et la bobine sont plongées dans un bain d’huile. C’est, en un mot, l'appareil em-employé ordinairement pour reproduire les expériences de Tesla, à cela près que l’emploi de deux condensateurs permet de rendre la disposition plus symétrique.
- L’une des extrémités du fil de la bobine du transformateur étant isolée et plongée dans l’huile, l’autre est reliée à une pointe placée près d’un plateau; de vives aigrettes s’échappent de la pointe surtout si la capacité du plateau est faible. En réunissant le plateau à un électro-scope à feuilles d’or on trouve toujours qu’il est chargé positivement quel que soit l’extrémité de la bobine reliée à la pointe et bien que le courant soit oscillatoire.
- Pour reconnaître l’influence de la nature du gaz, la pointe est constituée par un fil de platine dépassant l’extrémité d’un tube de verre fixé dans un bouchon qui ferme la tubulure supérieure d’une cloche reposant sur du mercure contenu dans une cuvette. Deux tubes débouchant dans la cloche permettent d’v fairë passer un courant régulier d’un gaz quelconque. La surface du mercure remplace le plateau de l’expérience précédente.
- Le mercure étant mis en communication avec un électroscope à feuilles d’or, il est facile de trouver le signe de sa charge par la méthode ordinaire. Quand le gaz remplissant la cloche est de l’oxygène le mercure est électrisé positivement; si c’est de l’hydrogène l’électrisation du mercure est négative. Avec d’autres gaz les résultats obtenus ne sont pas concordants, sans doute parce que, disent les auteurs, ces gaz n’avaient pu être préparés dans un état de pureté suffisant. Avec les deux premiers gaz plusieurs centaines d’expériences ont donné les mêmes résultats, bien qu’on ait eu soin de changer l’extrémité de la bobine reliée à la pointe, le sens du courant primaire de la bobine d’induction, la rapidité des interruptions de ce courant, etc. Il semble donc démontré que dans la décharge par aigrette l’électricité positive s’échappe plus facilement que la négative lorsque la pointe est dans l’air ou dans l’oxygène, tandis que l’inverse se produit lorsque la pointe est dans l’hydrogène.
- (') Phil. Mag., t. XXXVI p. 45-49 (juillet 1893).
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- i36 '• •1 LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- Lès mêmes expériences ont été faites en réunissant la pointe à l’un des pôles de la bobine d’induction elle-même. Le mercure s’est encore trouvé chargé positivement en opérant dans l’oxygène et négativement en opérant dans l’hydrogène bien que dans ces conditions l'aigrette ne se produise pas.
- Cette influence de la nature du gaz sur la déperdition. de l'électricité à haute tension doit être rapprochée de celle qu’on observe sur la déperdition aux faibles potentiels, quoique dans ce dernier cas les résultats des expériences soient jusqu’ici contradictoires.
- Les auteurs insistent sur les précautions minutieuses qu’on doit prendre pour assurer l’isolement lorsqu’on opère avec les courants de haute fréquence. Ajoutons que dans toutes les expériences la pointe doit toujours être suffisamment éloignée du plateau ou du mercure pour qu’il n’y ait pas étincelle, car dès qu’une étincelle jaillit le plateau ou le mercure reviennent à l’état neutre.
- J. B.
- L’autoconduction, ou nouvelle méthode d’électrisation des êtres vivants ; mesure des champs magnétiques de grande fréquence, par A. d’Arsonval (').
- On emploie actuellement en électrothérapie trois procédés principaux d’électrisation qui sont : i° la franklinisation, 2° la voltaïsation, 3° la faradisation, suivant que l’on a recours, comme source électrique, aux machines électrostatiques, à la pile ou à la bobine d’induction. A ces trois méthodes, j’en ai récemment ajouté deux autres : i° la voltaïsation sinusoïdale et 2° l’électrisation par les courants de haute fréquence. Dans tous ces procédés, le corps humain est mis en communication matérielle avec la source électrique au moyen de conducteurs appropriés qui constituent les rhéophores. Dans la nouvelle méthode que je vais décrire sous le nom d'auloconduclion, il n’en est plus ainsi : l’être en expérience est complètement isolé de la source électrique. Les courants qui circulent dans l’individu ne lui parviennent pas au moyen de conducteurs; ils prennent naissance dans ses propres tissus, jouant le rôle de circuit induit fermé sur lui-même.
- (') Comptes rendus, t. CXVII, p. 34.
- Ces courauts peuvent acquérir une puissance considérable, car ils ne produisent aucune douleur ni aucun phénomène conscient chez l’individu qui en est le siège. Ils agissent néanmoins énergiquement sur le vitalité des tissus.
- J’obtiens ce résultat en plongeant le sujet tout entier, ou une partie seulement de son corps, dans un champ magnétique oscillant, de très haute fréquence.
- Ce champ magnétique alternatif est produit de la façon suivante (fig. 1 et 2) : sur un cylindre en matière isolante (carton, bois ou verre, suivant les dimensions de l’appareil), est enroulé, en une ou plusieurs couches, un câble à lumière soigneusement isolé. On constitue de la sorte un solénoïde, dans l'intérieur duquel on place le
- Fig. 1
- sujet à électriser. Ce solénoïde est traversé par la décharge d’un condensateur, rendue oscillatoire par les procédés décrits dans ma conférence à la Société de Physique (20 avril 1892).
- J’emploie comme condensateur de deux à douze bouteilles de Leyde cylindriques, disposées en deux batteries, reliées en cascade, dont la surface couverte a 5o centimètres de haut sur 20 centimètres de diamètre.
- La charge est effectuée périodiquement par un transformateur donnant environ 15 000 volts. Ce transformateur est animé par un alternateur Siemens, sans fer, pouvant donner, au maximum, un courant de 12 ampères sous 35o volts.
- La fréquence est de soixante périodes par seconde. Dans ces conditions, la puissance d’induction du solénoïde, sur tout corps conducteur plongé dans son intérieur, est vraiment éton-
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
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- nante, comme le.montrent les expériences suivantes :
- i° ün plonge dans un solénoïde (composé de trois à cinq tours d’un câble à 10 brins de 8 millimètres carrés) un fil de cuivre roulé en un cercle unique dont les extrémités portent une lampe de 100 bougies, consommant 3 ampères sous 110 volts; cette lampe est portée au blanc éblouissant ;
- 2° Un homme arrondit ses bras de façon à embrasser le solénoïde et tient dans chaque main les extrémités d’une lampe à incandescence. Le circuit formé par les bras est le siège d’un courant induit assez puissant pour allumer cette lampe, qui prend 1/10 d’ampère environ. On diminue, autant que possible, la résistance de la peau des mains, en les plongeant dans deux vases contenant de l’eau salée chaude.
- L’alternateur peut être remplacé par une
- Fig. 2
- puissante bobine de Ruhmkorff qu’animent des accumulateurs pour opérer la charge périodique du condensateur. Les effets sont naturellement moins puissants, mais, ce dispositif suffit néanmoins pour mettre en évidence la puissance d’induction du champ magnétique et son action sur l’organisme.
- Pour mesurer la puissance de champs magnétiques de cette fréquence, j’ai complètement échoué avec toutes les méthodes de mesure usitées pour les basses fréquences. Cette mesure était essentielle dans mes recherches, pour pouvoir me placer toujours dans des conditions identiques. Je suis parvenu à l’effectuer très simplement en utilisant les courants de Foucault, de la manière suivante.
- Dans un petit solénoïde relié en série au grand, qui contient l’animal, je plonge un thermomètre à mercure. Le mercure est le siège de courants de Foucault qui l’échauffent très rapidement. Avec quatre jarres, la température du
- thermomètre s’élève à plus de i5o° en quelques secondes.
- L’effet calorique mesure le produit de la fréquence par le carré du courant et permet d’opérer dans des champs identiques. Pour les faibles puissances, où il faut tenir compte des variations de la température de l’air, je remplace le thermomètre à mercure par un thermomètre à pétrole ou à air dont le réservoir renferme un petit tube de cuivre.
- Ce mode d’électrisation exerce une action très puissante sur les phénomènes intimes de la nutrition, comme le montrent l’analyse des produits de la respiration et le fonctionnement des organismes inférieurs. Je reviendrai en détail sur ces effets, me bornant dans cette Note à indiquer les procédés physiques qui m’ont permis de les obtenir.
- A l’occasion decettecommunication, M. Cornu ajoute :
- M. d’Arsonval nous a rendus témoins, M. Marey et moi, des principaux résultats consignés dans la Note précédente. Nous avons été particulièrement frappés de l’expérience dans laquelle six lampes (125 volts — 0,8 ampère) ont été portées à l’incandescence dans le circuit formé par nos bras, circuit formant dérivation sur les extrémités du solénoïde induit par les décharges oscillantes. Nous n’avons pas éprouvé la moindre impression par le passage du flux électrique auquel nous étions soumis : on ne pouvait cependant pas douter de l’énorme quantité d’énergie traversant notre corps (900 volts X 0,8 ampère = 720 watts) : elle se manifestait soit par l’incandescence des la'mpes, soit par les étincelles vives et nombreuses qui se produisaient à la rupture du circuit. Cette même quantité d’énergie électrique, transmise sous forme de courants alternatifs à longues périodes (de 100 à 10000 par seconde), aurait suffi pour nous foudroyer : dans les conditions ci-dessus, elle ne produisait aucune sensation appréciable.
- Sur une propriété générale d’un champ quelconque
- n’admettant pas de potentiel et en particulier d’un
- champ magnétique ou électrique,par M. Vaschy (*).
- Dans ses nouvelles notes M. Vaschy se propose de généraliser la propriété d’un champ
- (*) Comptes rendus du 12 et du 19 juin 1893.
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- 138 LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- admettant uni potentiel qu’il a établi précédemment et qui consiste en ce que le vecteur / constituant la force électrique en chaque point d’un champ est la résultante des forces qu’exercerait un système de masses convenablement réparties et agissant à distance, suivant la loi de l’attraction newtonienne.
- La densité p de ces masses est définie en fonction des composantes X Y Z de/par la formule
- 4Ttp
- dX
- dx
- d Y d Z ^ dy dz'
- (>)
- Dans ce but, M. Vaschy introduit la notion des masses vectorielles ayant pour densité un vecteur p.; la masse contenue dans un élément du> de volume sera ainsi p. d w.
- Considérons une telle masse placée en un point; la notion consiste à supposer qu’elle développe, sur un point quelconque M placé à une distance r, dans une direction m M faisant avec e vecteur p. un angle 0, une force de grandeur
- égale à ^ “aSir^ et dirigée perpendiculairement
- au plan de ce vecteur et de la droite m M. On reconnaît la loi de Laplace en Electromagnétisme.
- (i) et (2) on trouve qu’elles satisfont aux conditions suivantes :
- pour
- d Y, _ dZ, _ dZ, _ dX, _ dX, _ dY, _ dz dy dx dz ~~ dy d x ~~
- dX, d Y, dZ, _ dX-t dY, d Z, dz dy dz dx dy ^ dz
- la première et
- d Y, dZ, d Y dZ
- d tf dy dz dy
- dZ. dX, __d Z dX
- dx d z dx ' dz
- dXt d Y, dX dY
- dy dx dy ~ dx
- dX. , dY, , , dZ,
- dx + w • + HL = 0
- (3)
- (4)
- (5)
- (6)
- pour la seconde.
- Pour montrer que p est la résultante de / et de/2, toute force pouvant se composer en trois autres concourantes dont deux sont données, soit/' la troisième force composante de / nous allons établir que cette force est nulle. Si ces projections sont X' Y' Z' on a Y = x. + x. + x'
- Y=Y, +Y. + Y'
- Z=z, +ZS +Z';
- L’énoncé de la propriété est le suivant :
- La répartition du vecteur/aux divers points d’un champ quelconque, à étendue finie, constant ou variable avec le temps, à une époque quelconque t, est identique à celle des deux vecteurs fictifs/1 et/> dont le premier/serait développé par un système de masses agissant à distance suivant la loi de l’attraction de Newton, et/par un système de masses vectorielles agissant à distance suivant la loi de Laplace.
- La densité p des premières masses est donnée par la formule (1), et les composantes <j.v y.z de la densité jj. des secondes par
- dY dz dz ay’ d Z dX
- 47t^ = dl-~d^’ W
- dX d Y 411dy — dx'
- Supposons pour simplifier que les dérivées secondes de X Y Z sont continues.
- Si l’on calcule par des procédés très connues dans la théorie de l’électricité et du magnétisme ; les forces/ (Xj Y1Z1),/a (X2 Y2 Z5) dues respectivement aux masses définies par les formules
- en portant ces expressions dans l’équation (4) et le-système (5) et tenant compte des autres relations, on obtient :
- d Y' Tz
- dX' dY'_ d7! _
- dx dy ' dz
- (7)
- d7J_ _ d7/ _ dXt _ dXt _ dY' _ dy ~ dy dz dx dy ~ °‘ ' '
- Les équations 8 montrent que la force /' dérive d’un potentiel uniforme; d’après la propriété récemment démontrée par M. Vaschy,/ est en tout point du champ équivalent à la force que créerait un système de masses agissant suivant la loi de Newton.
- La densité p' de ces masses est définie par
- 4*p' =
- dX' d Y' dZ' __ dx + dy + dz ~ °’
- et par suite la force/' est nulle.
- Appliquons la propriété précédente au cas d’un champ électrique (ou magnétique) constant ou variable, caractérisé en chaque point par un vecteur / représentant l’intensité du champ. L’énoncé de cette propriété s’obtiendra simplement en substituant au mot masse le mot masse électrique ou masse magnétique.
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 13g
- *
- Une première remarque intéressante est que les composantes \xx ;>.z de la densité ^ définies par les équations (2) satisfont à l’identité
- dy, , dya dyx dx dÿ ' dz
- (9)
- Le rôle des masses vectorielles électriques (ou magnétiques) n’est pas moins important que celui des masses électriques et magnétiques dans le développement de la théorie, soit dans le calcul des forces auxquelles sont soumis les corps conducteurs ou diélectriques placés dans le champ, soit dans celui de l’énergie potentielle transmise à travers ces corps.
- En particulier, la force F que subit l’unité de volume d’un corps homogène en un point d’un champ où les densités de masses électriques ou de masses vectorielles électriques sont respectivement p et pi. est la résultante des deux autres :
- i° Fp = /P dirigée suivant le vecteur /;
- 20 Fp. = -j^ p y. sin 0 perpendiculaire au plan des
- vecteurs /et [/. et égale au produit du pouvoir inducteur électrique par la surface du parallélogramme construit sur/et p.
- Application au champ magnétique d'un courant permanent. — A l’aide de la propriété énoncée et de l’expérience de Biot et Savart relative à l’action d’un courant cylindrique indéfini sur un aimant nous aurons la clef de t’électromagné-tisme tout entier.
- Cette expérience constate en effet :
- i° Que les lignes de forces sont des circonférences ayant pour axé celui du conducteur;
- 20 Que le vecteur magnétique p est proportionnel à l’intensité du courant et proportionnel ou inversement proportionnel à la distancer à l’axe suivant qu’on considère la portion du champ intérieure ou extérieure au conducteur (l) est donc représentée par les formules
- / = AI I — A 7t i r à l’intérieur a2
- et
- /= A I-L à l’extérieur,
- a étant le rayon du conducteur, i = —r la den-
- tc a~
- sité du courant, A une constante.
- Prenons pour axe des Z l’axe même du com ducteur, les composantes X Y Z seront :
- X -An i y Y ~ — Ait ix à l’intérieur (10)
- 7 —0
- X = AI L r- à l’extérieur (')
- Z=-o
- ce qui conduit, en appliquant les formules (i)et (2), à :
- *=!*.=-< •
- Le système d’équation (2) ne fait intervenir que l’état du champ et les propriétés du milieu au point (X Y Z); A ne peut donc dépendre que de la substance du conducteur en ce point, et comme l’expérience montre que cette substance est sans influence sur le champ, A est une constante absolue.
- En choisissant les unités de façon à ce que A = 2 on voit que la densité pt, de masse veclo-relle se confond en grandeur et direction avec la densité i du courant.
- L’identité \j. = i permet donc de calculer, grâce à la propriété établie, le champ magnétique créé par un courant permanent de quelconque.
- M. Vaschy donne les quelques vérifications suivantes.
- Dans l’expérience de Biot et Savart i étant nulle à l’extérieur, on trouve en effet d’après (2) et (1)
- y, = Mï = (*« = 0
- En second lieu, si dans (3) on remplacelescom-posantes de densité de la masse vectorielle par celle de la densité électrique la relation obtenue exprimera que le flux d’électricité entrant dans un volume quelconque est égal à celui qui en sort dans le même temps. C’est bien là une propriété du courant permanent.
- D’aùtre part, la règle fixant la grandeur et la direction de la force F,j. exercée par un champ magnétique sur l’unité de volume d’un conducteur traversé par un courant de densité i — a résulte de ce qui a été dit plus haut sur F^;
- Enfin on a à l’intérieur d’un feuillet limité au contour du courant : "
- jj.. i o.
- Le champ y a donc un potentiel uniforme et
- (') Joubin. Comptes rendus, 3 février 1890.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- 140
- par suite est équivalent à celui qui produirait un système de masses réparties à l’intérieur du feuillet. F. G.
- Phénomènes d’interférence électriques analogues aux anneaux de Newton, présentés par des ondes se propageant le long de fils formés de deux parties différentes, par Edwin H. Barton (').
- 1. En 1891, M. V. Bjerknes (2) montra comment on peut mesurer la longueur d’onde et l'amortissement des oscillations électriques dans un conducteur primaire (oscillateur) de Hertz, à l’aide d’un électromètre spécial et de longs fils parallèles le long desquels les oscillations induites se propagent. Cette forme de conducteur secondaire de Hertz, dans laquelle les fils sont beaucoup trop longs pour être en résonance avec l’oscillateur primaire, sera appelée dans ce mémoire le « long secondaire » ou simplement le « secondaire. »
- 2. Plus récemment M. von Geitler (3) trouva que, si les fils étaient en une partie quelconque du long secondaire,
- i° Ou remplacés par d’autres plus gros ou plus fins;
- 2“ Ou disposés plus près ou plus loin, l’un de l’autre que dans les autres parties, on verrait dans l’un quelconque de ces cas une réflexion partielle des ondes électriques se produire en ces endroits.
- M. von Geitler observa aussi ce qui se passe quand on relie un condensateur à un seul point de chaque fil, mais il n’examina pas quantitativement l’effet produit sur les ondes par une longueur déterminée du secondaire différente du reste.
- 3. En suivant les recherches de ces physiciens au même laboratoire (4), j'ai cherché à tracer, théoriquement et expérimentalement, la relation entre la longueur de cette partie anormale du « secondaire » et les intensités relatives des perturbations transmises et réfléchies, en lesquelles se trouve divisée l’onde incidente.
- (*) Mémoire présenté à la Royal Society par le professeur A.-W. Rücker. Communiqué par l’auteur.
- (!) JVied Ann., t. XLIV, p. 513, 1891. La Lumière Électrique, t. XLII p. 593.
- P) Wied. Ann., t. XLIX, p. 104, 1893. La Lumière Électrique, t. XLVIII, p 592.'
- (*) A l’Université de Bonn, sous la direction du professeur Hertz.
- 4. Le diagramme suivant (fig. i) et les notes descriptives qui l’accompagnent expliqueront suffisamment l’appareil employé dans les expériences.
- I bobine d’induction actionnée par deux piles secondaires.
- G excitateur (distance habituelle 2 mm.).
- PGP' mesure le long des fils : 204 cm.
- P P' armatures de condensateur en zinc, de 40 cm. de diamètre, formant les extrémités de l’oscillateur primaire.
- S S' armatures semblables à une distance de 40 cm. de P et P', et formant le commencement du « long secondaire ».
- Distance A A' = B B1 = C C' = D D' = 8 cm.
- BCB'C' partie anormale du secondaire employée pour produire les phénomènes de réflexion et d’interférence.
- E E' électromètre (* *). L’aiguille n’est pas chargée; elle tourne donc dans le même sens,
- Fig. 1. —diagramme des appareils employés pour produire et mesurer l’interférence d’oscillations électriques.
- quel que soit le signe de la différence de potentiel entre E et E'.
- DD' pont reliant les deux fils principaux. Longueur AD = A' D' = 160 m. environ.
- ED = ^-/.1, où >.j désigne la longueur d’onde
- dans le long secondaire.
- Théorie.
- 5. Imaginons un conducteur électrique ABCD (voir fig. 1), consistant en trois parties, AB, BG et CD, dans chacune desquelles la capacité électrostatique et d’autres propriétés du conduc-
- (*) M. von Geitler a bien voulu laisser à notre disposition l’instrument qu’il a combiné et décrit dans Wied. Ann., t. XLIX, p. 188 (La Lumière Électrique, t. XLVIII, p. 592). Je lui dois également des explications verbales sur ses recherches avant leur publication, et je lui exprime ici mes cordiaux remercîments.
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- teur restent constantes, celles de la troisième partie CD étant précisément semblables à celles de la première AB, mais la deuxième partie BC diffère des autres soit par ses dimensions, soit par la nature du diélectrique (2) qui l’entoure, ou par ces deux éléments à la fois.
- Considérons une onde électrique passant le long de ce conducteur de A vers D. Supposons que son amplitude dans la partie A B soit q, et que du point B (immédiatement après l’incidence de l’onde et avant que la perturbation ait atteint C") une onde d’amplitude ab soit réfléchie vers A, et une onde d’amplitude ac transmise dans BC vers C. Les constantes b et c peuvent être considérées respectivement comme les coefficients de réflexion et de transmission.
- 6. L’analyse mathématique des phénomènes se divise alors naturellement en trois parties :
- i° La déduction des coefficients de réflexion et de transmission au point B d’après les changements qui s'y produisent dans les propriétés du conducteur.
- 2° La relation entre ces coefficients et ceux qui entrent en jeu lorsque l’onde atteint C et rencontre ainsi un changement inverse dans les propriétés du conducteur.
- 3° La détermination des intensités des perturbations totales réfléchies à ou passant par B dans la direction A et de celles transmises par C dans la direction D, chacune étant le résultat d’une série infinie d’ondes interférentes produites par des réflexions multiples dans la partie B C, celles-ci étant à leur tour produites par l’onde originale passant le long de AB.
- Nous allons examiner une à une, dans l’ordre indiqué, les divisions que nous venons d’établir.
- 7-1. Théorie de la réflexion et de la transmission simples d'une onde électrique le long d’un conducteur en un point où sa capacité électrostatique ou son coefficient de self-induction change brusquement. ~~
- Employons les symboles suivants :
- <1>, potentiel électrostatique.
- C, capacité électrostatique par unité de longueur du conducteur.
- Q, quantité d’électricité id.
- (') Il esi entendu que le milieu qui entoure les fils est un diélectrique. La coexistence d’une conductibilité appréciable, et par suite d’une absorption d'énergie, est exclue de cette théorie.
- L, coefficient de self-induction par unité de longueur du conducteur.
- R, résistance id.
- i, intensité de courant.
- v, vitesse de propagation des ondes le long du conducteur.
- /, longueur d’onde.
- /, temps.
- Le conducteur est pris comme axe des x.
- Pour les parties normales du conducteur, AB et CD (fig. i), les symboles ci-dessus seront affectés de l'indice i; pour la partie anormale BC on emploiera l’indice 2.
- 8. Quand une onde électrique se déplace le long d’un conducteur, nous avons en un point quelconque la
- . ... , . d-P T di
- force électromotrice = — -L ~r-.
- d x d l
- Mais cela est égal à Ri. Ainsi, puisque i = Qy = C«l>v, nous obtenons l’équation différentielle
- dP dP
- +VCL-pf+vCR<I' = o. (i)
- dx dl ' '
- Pour <h = o, nous avons
- cH>
- dx
- + v G L
- cH>
- dl
- SÎK-r]
- d’où
- expression bien connue pour la vitesse de propagation de l’onde.
- 9. Or, dans l’équation (1), R conduit à un facteur d’amortissement. Mais comme nous ne nous occupons que de ce qui se passe au point de réflexion, cet R sera éliminé. L’équation (1) devient alors
- h _
- dx ^ dt
- dont la solution est
- *=y. - p» -v) + /; (pi + p„ x)
- (3)
- « • 1
- où L =v— ~7==p et fi et f2 indiquent des fonc-po vùl
- tions quelconques.
- 10. Dans le cas considéré, il nous suffira de poser pour/j et fi des fonctions sinus avec des coefficients pour les diverses amplitudes, et un troisième terme, dans la parenthèse pour tenir compte d’une différence de phase éventuelle. Nous pouvons alors écrire pour l’onde originale
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- et l’onde réfléchie dans la première partie du conducteur
- <I>, = a sin {f,t — p, x) + ab sin (p/ + $,x +8,', (4)
- et pour l’onde transmise dans la seconde partie du conducteur
- 4>s=ac sin (p< —p8.r + î2) (5)
- où
- Enfin, en nous rappelant que i — Q x(±r>) = C<1>X(±j>), nous tirons de (4) et (5) :
- î, — C, v, a sin (fU — p, x) — C, v, ab sin {fu + p, x + 8,) (6) et
- î, = Cs vt ac sin {et — p, .v + 8,) (7)
- 11. Prenons maintenant B, jonction des deux parties du conducteur, comme origine des abscisses. Alors, pour x = o, nous avons «I»! = <I>2,
- d<t> , di , . , .
- îj = z2; à moins que ^ et ^ ne deviennent infinis en ce point. En appliquant cette relation aux équations (4), (5), (6) et (7), nous obtenons
- sin pt + b sin (pi + 8,) = c sin {$t + 5,) (8)
- C,1’, [sin p/ — b sin (p*4- £,) = C.v.csin (pt + t,). (9)
- 12. Les équations (8) et (9) sont applicables pour toutes les valeurs de l\ danschacuned’elles nous pouvons donc égaler le coefficient de sin (3/ et de cos p/ respectivement après avoir développé les sinus. Cela conduit à quatre équations permettant de déterminer les quatre inconnues. La solution est la suivante :
- = «n, îj = «tc, « étant un nombre entier.
- i,_.4- C< v, — G«i>t C, Vi 4- C, vt
- c
- 2 C, v.
- C, 14 4* G* i’i
- i3. Notons les corollaires suivants de (10). i° L’énergie de l’onde originale est proportionnelle à une constante xCjrya2, celle de l’onde réfléchie à une constante xC, v» a2 b2, et celle de l’onde transmise à une constante X.C2i;2a2-c2. Nous devons donc avoir.
- 00
- Cette équation est, en effet, satisfaite par les valeurs de b et de c données par (10).
- 2° Si L2 == Lj, nous avons
- et
- y'c, - y/C. %/G, 4- VG.
- Wc, _
- C= “ v'Gf + V/C7 “
- (12)
- 3° Si C2 L2 = C, Lj, on a v2 = vu /2 = ).lt et il
- vient
- et
- b = ±
- c,
- c,
- c.
- C, 4" G»
- — r
- C*
- G,
- + •
- C
- - C,
- C.4-C,
- (>3)
- (A suivre).
- A. H,
- NÉCROLOGIE
- Daniel Colladon.
- La ville de Genève voit disparaître une des grandes figures scientifiques de ce siècle, Daniel Colladon, correspondant de l’Institut, officier de la Légion d’honneur, qui termine, à quatre-vingt-onze ans, une vie de travail incessant. Depuis un an, cette brillante intelligence avait manifesté quelque fatigue et son entourage avait dû détourner doucement l’attention du savant genevois des questions abstraites pour lesquelles il se passionnait comme à vingt ans.Il fit partie de cette pléiade de talents qui a fait tant progresser les sciences et posé les bases de la physique et de la mécanique modernes. Il collabora avec Arago, avec Ampère qui l’avait pris en affection, avec Fourier, Sturm, et s’il n’enleva pas à Faraday la gloire de la découverte de l’induction électromagnétique, ce ne fut que par suite de circonstances communes dans la vie des inventeurs peu fortunés. Colladon opé-
- C, v, = C, v, b2 4- Ca v, c*
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-
- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- .143
- rait seul, en effet, faute d’assistant ou de secrétaire. Il plaçait son galvanomètre dans une pièce et son équipage magnéto-électrique dans une autre. Il approchait l’aimant de l’hélice, puis, sans se presser, comme il l’avouait candidement, il allait voir si l’index du galvanomètre remuait, ne soupçonnant pas, ajoutait-il, que l’induction pût être un effet seulement instantané.
- C’eût été un fait remarquable et certainement remarqué à cette époque de découvertes, que la réussite de la triple expérience instituée par Colladon pour l’observation des effets produits sur le galvanomètre de Nobili par l’électricité atmosphérique, par celle des machines, par celle de la pile et enfin par les courants induits. Colladon obtint devant Ampère, Arago et Sa-vary la déviation de l’aiguille aimantée par le courant d’une machine électrique à frottement et par celui provenantde l’électricité des nuages, expérience tentée vainement par ces savants. Il est curieux de relire les affirmations énergiques (presque prophétiques si l’on se reporte à l’état de la science électrique en 1826) du savant genevois sur l’identité des phénomènes statiques, dynamiques et d’induction. En les rapprochant de celles de Wollaston, on y trouve le germe de bien des théories ou applications qui semblent aujourd’hui des découvertes. Il faudrait une brochure pour énumérer seulement les titres des notices, mémoires ou publications que, seul ou en collaboration avec des physiciens ou ingénieurs, Colladon a fait paraître. Ces notices sont pour la plupart autre chose que des énoncés théoriques touchant à toutes les branches de la physique ou de la mécanique. Ce sont des comptes rendus d’inventions pratiques parmi lesquelles nous citerons l’emploi de l’air comprimé pour le percement des tunnels des Alpes; la construction du premier bateau à vapeur en fer pour le Rhône et la Saône, avec chaudières tubulaires; les essais sur les roues de bateaux, à aubes fixes ou mobiles; l’invention de la roue hydraulique, dite roue Colladon, qui peut suivre les variations de niveau des fleuves ou rivières en conservant la même hauteur d’immersion ; l’installation d’un très puissant dynamomètre pour mesurer le pouvoir effectif des machines à vapeur pour la navigation. Ce dernier appareil, adopté par les lords de l’Amirauté anglaise, fut établi en 1844, à l’arsenal de Woolwich. Les plus forts vaisseaux n’avaient à cette époque que
- des machines de 5oo chevaux. A la prière de l’Amirauté, Colladon établit en vue de l'avenir, un appareil susceptible de mesurer le pouvoir de machines de 4000 chevaux. Plus récemment, en 1876 et 1879, Colladon voyait ses nouveaux compresseurs d’air adoptés pour le percement du Saint-Gothard et du tunnel de la Manche. En 1880, il simplifiait les audiphones américains destinés aux sourds et aux sourds-muets. Comme par une ironie du sort, celui qui avait déterminé la vitesse du son dans les liquides et acquis la célébrité par ses travaux sur l’acoustique était atteint de surdité depuis de longues années et c’était avec une douloureuse impression de sympathie que, placé auprès de l’illustre vieillard, on le voyait saisir pour converser, un des bizarres instruments d’audition disséminés sur sa table de travail. Cette infirmité n’arrêtait pas son ardeur pour l’étude. Elle semblait au contraire en l’isolant du monde, lui permettre de se dépenser moins en conversations banales et accroître sa puissance de production. Sa netteté d’idées, de style, d’écriture même, étaient telle à un âge où le repos s’impose à tant d’hommes, que lors d’une réunion de la société des Ingénieurs Civils (2 octobre i885), dans laquelle on reçut une longue étude de M. Colladon, sur les dynamomètres, en réponse à une question de M. de Cossigny, le rapporteur M. Mallet, ne cacha pas qu’il avait compulsé les listes électorales de Genève, pour s’assurer de l’âge de l’éminent vieillard. Il avait alors 83 ans. Pressé d’être admis comme membre honoraire de la société, Colladon avait répondu gaiement : « Je suis encore trop jeune pour passer à l’hono-rariat. » Et il a raison, déclarait le président de la Société.
- Trop de choses rattachent la carrière scientifique de Colladon à l’étude de l’électricité pour que dans une revue spéciale comme celle-ci, nous puissions omettre de citer ses divers mémoires sur cette branche de la physique. Dès 1824, il écrivait « sur l’action du fer doux en mouvement, sur l’acier trempé et les pierres dures»; en 1826, sur les expériences faites au collège de France à Paris, avec un nouveau galvanomètre dit isolé et la découverte des actions magnétiques que peuvent produire sur la boussole les machines électriques à frottement, les batteries de Leyde, l’électricité des nuages. La même année, nouveau mémoire : expériences
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- électrodynamiques sur l’action des plaques métalliques en mouvement sur les conducteurs voltaïques (en collaboration avec Ampère).
- Citons encore au hasard : Sur la conductibilité des corps minces pour la chaleur (1828). — Recherches expérimentales à La Rochelle, sur Vélectricité des torpilles (i83o). — Des effets mécaniques de l'électricité dégagée par le frottement dans les filatures, les papeteries ( 1835). — Effets de la foudre sur les arbres et les plantes ligneuses, emploi des arbres comme paratonnerres. — Sur des orages de grêle. — Du verglas et de la grêle. — Contribution à l'étude de la grêle et des trombes aspirantes — Déviation remarquable de la foudre. — L'éclairage électrique et l'éclairage par le gaz. — Mouvements remarquables qui succèdent A la chute des grains de grêle ou de grésil.
- — Sur les origines du flux électrique des nuages orageux. — Expériences sur l'électricité atmosphérique. — Programme et appareils pour expériences à faire pendant les ascensions en ballon.
- — Sur les trombes, etc.
- Mais Colladon n’était pas seulement électricien. 11 fut avant tout physicien dans la plus large acception du mot, ingénieur éminent en même temps que constructeur et inventeur. 11 menait de front des travaux absoluments différents et tout en surveillant des constructions de premier ordre, il imaginait ses cerfs-volants conjugués qui montaient à des hauteurs de plusieurs centaines de mètres, pour l’étude de l’électricité atmosphérique. L’étudiant reparut même dans le savant si jeune et déjà illustre : un beau jour attachant un mannequin, fait d’un édredon et habilement arrangé, à son grand jeu de cerfs-volants, le futur correspondant de l’Institut lançait son bonhomme jusque dans les nuages, au grand effroi d’une population qui prenait l’affaire au sérieux. Etait-ce bien un enfantillage? Au malin sourire du vénérable maître parlant de tout cela quand il était octogénaire, nous croirions plutôt qu’il voulait prouver à certains collègues trop graves que l’enjouement peut aller de pair avec le génie et que les eaux stagnantes ne sont pas les meilleures.
- Un 1827, Colladon obtenait avec Sturm, son ami et compatriote, le grand prix de l’Institut pour un mémoire sur la compression des liquides et la vitesse du son dans l’eau. Dans une étude sur l’Ecole centrale où Colladon professa,
- M. Potier a rappelé le fait : « L’Académie des sciences avait mis au concours la compression des liquides. Sturm et Colladon avaient commencé à Genève des expériences délicates qui avaient fort bien réussi. Ampère qui s’intéressait à Colladon lui promit de le prendre pour préparateur, ce qui leur permettrait de travailler dans le laboratoire du Collège de France. Déjà les caisses étaient en route, l.orsque la place promise fut donnée à un autre, malgré Ampère, et cet autre (qu’il ne vaut pas là peine de nommer) interdit même à son concurrent l’entrée du laboratoire. Colladon et Sturm eurent toutes les peines du monde à se procurer un autre local où ils ne pouvaient travailler que de nuit. Pendant trois mois, les deux jeunes gens dormirent trois ou quatre heures par nuit,, dépensant un franc par jour pour leur nourriture. Il fallait être prêt le 5 avril sans rémission. Les trois derniers jours, ils se passèrent dé;sommeil, vivant de consommé et de café. Le 5 avril, à 5 heures du soir, ils portaient leur travail au palais Mazarin. En juin, ils furent proclamés lauréats du concours. Peu d’annéës après, Colladon prenait place parmi les professeurs de l’école centrale des Arts et Manufactures où il laissa des traces profondes de son passage. « Colladon, dit M. Pothier, exigea que l’on montrât aux élèves non des jouets, mais de vraies machines qu’il empruntait à ses amis de l’Industrie. Pour ses leçons sur les pompes, il amenait une dizaine de modèles et les faisait fonctionner chacun pendant trois minutes dans des cuviers jaugés: on notait le volume d’eau élevé à une hauteur constante. A la leçon suivante, on démontait pistons et soupapes et le professeur expliquait les avantages et les inconvénients de chaque système. Un pareil enseignement ne s’était encore donné nulle part. Il "a fait la fortune de l’Ecole centrale. »
- Revenu à ses recherches, Colladon, se livre à des travaux d’ingénieur , tout en collaborant au Dictionnaire de l’Industrie, se rend à La Rochelle où il dissèque des torpilles pour découvrir l’origine de leur électricité, expérimente sur des machines à vapeur du système de Sa-vary, dresse un projet d’alimentation-de la ville de Mâcon, lance sur le Rhône le premier bateau à vapeur en fer qui ait navigué suri ce fleuve, surveille la construction de plusieurs autres et se félicite de cette circonstance qui, lui permet
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- de donner le premier le nom de Papin à un bateau à vapeur, juste hommage rendu au génie méconnu. Il court en Alsace étudier les effets électriques curieux qui se produisent dans la papeterie Zuber, où l’on s’efforçait de déposer sur le papier une couche de peluche formée de barbes de soie et de coton pour en faire une sorte d’enveloppe soyeuse remplaçant la ouate et le coton en rame. Il étudie après les courants électriques dans les rails de chemin de fer, indique un moyen d’arrêter les incendies par l’emploi de la vapeur d’eau dans les usines et les steamers, reprend ses essais sur la vitesse du son dans l’eau.
- En 1841, il envoie à l’Académie des sciences son premier travail sur la lumière dans l’intérieur des veines liquides. Il crée dès ce jour les fontaines lumineuses qui, 5o ans plus tard éblouissent Londres, Paris et Chicago. Subitement, il redevient inventeur et crée les roues à aubes, à palettes mobiles pour les vaisseaux, dont la vitesse se trouve accrue. En 1851, le Conseil fédéral l’envoie à Londres comme commissaire de la Suisse à l’Exposition universelle. En i852, il applique l’air comprimé au percement des tunnels et reçoit à cette occasion la croix de commandeur des Saints-Maurice-et-La-zare.
- Le repos lui pèse bientôt. Il imagine en i858 la roue hydraulique qui porte son nom. Quand l’utilisation du courant des fleuves et rivières sera plus appréciée et plus employée pour la production à bon marché de courants de force à transporter au loin, la roue Colladon presque inconnue, sauf des ingénieurs italiens, prendra une large place parmi les moteurs utilisant les forces naturelles.
- En i858, il invente un nouvel épurateur pour les gaz, et tout à coup passé géologue, il étudie à fond les terrains supportant la ville de Genève. Il revient à ses études sur la foudre, publie son important mémoire sur les effets de celle-ci, mémoire qui lui vaut plus tard la rosette de la Légion d’honneur. Il multiplie ses notices sur le verglas, la grêle, les trombes qu’il a étudiées un peu partout, dans le golfe de Naples notamment. En même temps, il examine les conditions du percement du Saint-Gothard, du Mont Blanc, du Simplon, du tunnel de la Manche. Il invente un procédé nouveau par eau pulvérisé pour assainir les longs tunnels à ciel fermé. L’éclairage
- électrique intéresse à son tour Colladon : il s’en occupe en i883, puis met au jour de nouveaux mémoires surle grésil, sur les machines Leschot pour perforer les roches avec tarières armées de diamants noirs. Il touche à l’art militaire, en i885, avecdes appareils pouvant servir de moyen de sauvetage, de défense et d’attaque.
- En 1886, l’Académie des sciences lui décerne le prix Fourneyron pour son travail sur l’exécution des tunnels à ciel fermé. Il nous faudrait citer bien des publications, bien des expériences pousuivies jusqu’à l’annéedernière, que le savant genevois entreprenait avec un ardeur toute juvénile bien qu’il eût alors 90 ans. Le cadre de cette notice nous arrête.
- Disons néanmoins ce qu'était l’homme après avoir rappelé les travaux du savant.
- Daniel Colladon était né à Genève en 1802. Son père se trouva tout à coup ruiné au moment où son fils allait atteindre sa majorité et entrer réellement dans la vie. Colladon,déjà inventeur et physicien dans l’âme, partit pour Paris, se mit résolument au travail et acquit, à forced’éner-gie et de talent, la renommée d'abord, la fortune ensuite. Après avoir contribué à la création de l’Ecole centrale il s’attacha à regagner à force de persévérance une partie de cette aisance qu’il avait connue et qui lui redevenait nécessaire pour mener à bien tout ce qu’il voulait entreprendre. Il y parvint, non sans peine, non sans injustices criantes qu’il supporta avec une haute sérénité. Dès ces débuts, la rivalité basse et lâche se trouva sur ses pas : on l’a vu plus haut. Il ne se plaignit pas, lutta et réussit. Cet infatigable et enjoué Genevois avait en lui quelque chose du fatalisme musulman. Il semblait toujours suivre le proverbe arabe disant : « Quand la caravane passe, les chiens aboient; cela n’empêche pas la caravane de passer». Quand la coupe était amère, il travaillait un peu plus, voilà tout.
- Il fit, nous l’avons dit, les essais qui ont immortalisé Faraday et passa à côté de cette découverte. Lin autre eût invoqué la priorité, les brochures. Lui, disait simplement, avec regret, mais sans amertume :
- « Ce fut seulement six ans après que, les expériences de l’illustre Faraday étant connues, j’eus le regret d’apprendre que j’avais été bien près de découvrir un des faits les plus importants de la physique moderne. »
- En i83e, quand survint le choléra et que le
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- directeur-fondateur de l’Ecole centrale, M. Lavallée en fut atteint, ce fut comme une débandade. 11 se îorma une sorte de complot pour réorganiser l’école en dehors de cet homme de bien. Colladon l’apprit, déjoua ces manœuvres et appuyé par de fidèles élèves fit rétablir l’autorité du fondateur. En 1828 il s’était heurté à une résistance injustifiée à propos de la substitution de ses palettes mobiles aux palettes fixes des roues de bateaux. Un coucours était ouvert pour 1828. Arago appuyait vivement le système Colladon. Celui-ci n’eut qu’une mention, grâce à l’antagonisme de M. Molard. La vengeance de Colladon se borna à ces mots, qu’il écrivit plus tard : « M. Molard déclara magistralement qu’aucun système de roues à palettes mobiles ne pourrait résister à la violence des coups de mer, et la commission ne voulut m’accorder qu’une mention honorable. » Ajoutons que deux ans après, les steamers de commerce et le yacht Vic-toria-cmd-Albert destiné au service de la reine, étaient munis de roues de ce type qui démontraient « magistralement » le contraire de ce que M. Molard avait soutenu.
- En 1843, quand il imagine son grand dynamomètre pour navires, Colladon se voit berné, puis oublié, par les bureaux de la marine. Il est accueilli par contre avec empressement en Angleterre. Alors que le comte d’Angeville, ancien officier de la marine militaire monte à la tribune de la Chambre des députés, le 5 mai 1847, pour comparer les conseils d’amirauté d’Angleterre et de France et rappeler l’odieuse indifférence avec laquelle on a accueilli les travaux d’un savant tel que Colladon, approuvés par l’Académie des sciences, celui-ci se borne à dire qu’en Angleterre, où son appareil à été accepté sans retard, « il a suffi de trente-deux jours pour un échange de cinq lettres et une conférence avec l’Amirauté, tandis qu’en France il a fallu deux mois et demi pour une réponse. M. d Angeville moins indulgent concluait en disant à la Chambre: « Savez-vous, messieurs, la conséquence des faits que je viens de signaler? C’est que tous les inventeurs et hommes de génie qui sont dans notre pays sont obligés de faire passer par l’étranger les découvertes qu’ils font et nous sommes à la remorque des autres nations, alors que nous devrions les précéder. — Je suis bien aise d’avoir pu en donner ici une preuve à la Chambre». On le voit, l’inventeur est moins dur 1
- | que son défenseur. Comme conclusion, il travailla de plus belle. A l’honneur du général Morin, disons qu’il fit placer au Conservatoire des Arts et Métiers une élévation de la balance dynamométrique de Colladon, que la marine avait dédaignée d’abord, pour essayer plus tard de se l’approprier sans bourse délier.
- Un trait de l’homme de cœur doublé du savant. M. le professeur Taurines avait soumis aussi, en i85i, à la marine, des modèles d’hélices et de dynamomètres que les techniciens qualifiaient de remarquables, mais qui reçurent un accueil très froid. Il devenait donc un concurrent de M. Colladon, alors membre du jury de l’exposition de Londres, où M. Taurines avait envoyé ses appareils, ün craignait une rivalité scientifique qui eût pu faire oublier peut-être les règles d’une stricte équité.
- Ecoutons les deux inventeurs : « Il n’a jamais existé entre M. Taurines et moi, ni à cette époque, ni depuis, de rivalité ou de discussion quelconque et nous sommes restés liés par une durable estime et une sincère amitié » dit M. Colladon dans une lettre rendue publique.
- De son côté M. Taurines écrivait : « Chose bien rare que je dois ici mentionner : A l’Exposition universelle de Londres, en 185t , M. Colladon était membre du jury international, dans la classe où figurait mon nouveau dynamomètre de rotation. Dominé avant tout par l’amour de la science et du progrès, cet honorable savant examina sérieusement cet appareil et après divers essais concluants, en reconnut la supériorité sans la moindre hésitation. C'est sur sa proposition et à la suite de ses actives démarches pour l’appuyer, que la grande médaille me fut accordée ».
- On ne sait lequel l’emporte dans cette lutte de générosité qui montre ce qu’était le maître que nous regrettons.
- Ceux qui comme nous l’ont approché, savent avec quelle paternelle bonté Colladon s’intéressait aux débutants, avec quelle sollicitude il suivait leurs efforts et quelle respectueuse affection il leur inspirait.
- C’est plus qu’un savant distingué et qu’un éminent ingénieur qui disparaît, c’est un homme de cœur, travailleur infatigable, impartial, cou rageux et bon.
- P. Margii.lac.
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- FAITS DIVERS
- Les communes du Locle et de la Chaux-de-Fonds mettent au concours, un projet d’utiliisation et de transport par l’électricité d’une partie des forces motrices de la Reuss.
- Ces communes sont, avec celle de Neufchûtel,* concessionnaires des forces motrices de la Reuss entre l’usine hydraulique de Molliais et Combe-Garrot, et font exécuter cette année les travaux de dérivation de la rivière, c’est-à-dire, le barrage, la prise d’eau et le canal destiné à amener l’eau de la rivière à flanc de coteau depuis la prise d’eau jusqu’au sas de distribution situé à Combe-Garrot, au-dessus de la future usine hydroélectrique.
- La chute créée en ce dernier lieu aura une hauteur de 90 mètres environ. L’aqueduc d’amenée des eaux se construit pour un débit de5ooo litres environ par seconde. Le débit normal de la rivière est cependant inférieur à ce chiffre.
- On peut admettre comme étiage annuel normal 3ooo litres par seconde et comme étiage minimum 1700 litres à la seconde. Ce minimum ne se présente que rarement, et dans tous les cas pas toutes les années, mais il y a cependant lieu d’en tenir compte.
- Il est à remarquer que le projet hydraulique prévoit l’établissement éventuel d’un bassin accumulateur d’une contenance utile de 87 000 mètres cubes pour une variation de niveau de 1,75 m. et permettant de retenir les eaux non utilisées pendant la nuit et les heures de la journée auxquelles la demande de force motrice est inférieure à la moyenne journalière, pour les employer lorsque la demande dépasse cette moyenne.
- La commune du Locle devra pouvoir utiliser les 26 0/0, celle de la Chaux-de-Fonds, les 44 0/0 de la force totale, le reste, soit 3o 0/0 restant à la disposition de la ville de Neufchûtel.
- La répartition des forces utilisées en commun par les localités du Locle et de la Chaux-de-Fonds se fera donc dans les proportions de 37 0/0 et 63 0/0 environ.
- Le concours ouvert par les deux communes a pour objet tous les travaux ainsi que toutes les constructions et installations nécessaires pour conduire l’eau motrice dont elles disposent depuis le sas de distribution à l’usine hydro-électrique ; la construction et l’aménagement de cette usine, la transformation de la force motrice hydraulique en énergie électrique ; le transport de cette dernière dans les proportions indiquées au Locle (distance 12 kilomètres) et à la Chaux-de-Fonds (distance 17 à 20 kilomètres) et sa distribution dans ces localités pour y être Utilisée tant comme force motrice que pour l’éclairage électrique.
- Les données qui forment la base du concours en ce qui
- concerne la force hydraulique disponible sont par conséquent les suivantes :
- Hauteur de chute Débit maximum Débit normal Débit minimum
- I.o Locto
- 90 mètres i3oo lit. p. sec. 780 »
- 4go »
- Lu Chaux do Komis
- 90 mètres 2200 lit. p. sec. i3oo »
- 760 »
- Les concurrents baseront leurs projets sur le débit à l’étiage annuel normal. Ils devront donc prévoir une réserve quelconque pour assurer la distribution en tout temps de la quantité d’énergie électrique correspondant à celle fournie pendant cet étiage. En outre, ils prévoiront l’agrandissement éventuel de tout le système jusqu’à concurrence de l’uUlisation aussi complète que possible des 5ooo par seconde correspondant au débit maximum, lis se prononceront enfin sur l’idée développée dans l’exposé ci-dessus, de créer un bassin accumulateur hydraulique dont le cofit est évalué à 35oooo francs environ, soit 90000 franes pour le Locle, et i5o 000 francs pour la Chaux de Fonds (110000 pour Neufchàteî), tout en examinant s’il serait préférable d’installer plutôt de grandes batteries d’accumulateurs électriques.
- Outre les plans et les cartes des localités et des terrains il sera mis à la disposition des concurrents une notice sur les installations électriques actuelles du Locle, et un diagramme donnant en kilowatts les consommations actuelles d’hiver et d’été pour l’éclairage et la force motrice dans la même ville.
- En ce qui concerne la production, la transformation, le transport et la distribution de la force, les concurrents observeront les conditions posées plus loin pour les installations spéciales des deux localités.
- Toute latitude leur est laissée d’ailleurs dans le choix des moyens employés. Cependant, il est entendu qu’ils ne s’arrêteront qu’aux combinaisons qui rendent l’exploitation avantageuse aux deux communes, en évitant de procurer à l’une de celles-ci des avantages qui seraient rachetés par un inconvénient quelconque pour l’autre.
- A l’égard de la ligne de transport, les concurrents devront observer les prescriptions relatives aux installations à courants intenses du département fédéral des Postes et chemins de fer et de l’administration des télégraphes suisses
- Les concurrents auront à fournir:
- Les plans de la conduite sous pression des eaux motrices et de la distribution de celles-ci.
- Les plans de construction, de distribution et d’aménagement de l’usine hydro-électrique, ainsi que ceux des turbines, machines, appareils et diverses installations qu’elle recevra. On attachera une grande importance à un bon régulateur hydraulique. Les plans tiendront compte d’un agrandissement éventuel dans les limites prévues plus haut. Ils prévoiront un atelier de réparation avec son installation complète. Des logements pour employés seront aussi prévus, soit dans le corps du bâtiment de l’usine, soit dans les constructions indépendantes.
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- Les plans généraux et de détails, des lignes destinées au transport de l’énergie électrique depuis Combe-Garrot jusqu’aux stations secondaires.
- Les plans de ces dernières, ainsi que de tout leur aménagement. 11 y aura lieu d’y prévoir l’installation éventuelle de machines de réserve, d’accumulateurs, etc. En outre, il sera utile de disposer ces constructions de manière qu’elles puissent être facilement agrandies.
- Les plans du réseau de distribution à la Chaux-de-Fonds.
- Les plans de diverses machines et appareils concernant l’installation de l’éclairage public et particulier et de la force motrice à la Chaux-de-Fonds (lampes, candélabres, interrupteurs, compteurs d’électricité, moteurs, appareils de sûreté, etc ).
- Le mémoire descriptif donnera une idée très nette et très complète du système proposé et de tous ses détails, comme conduites, turbines, régulateurs hydrauliques, machines, appareils, lignes, ete. Il donnera tous les détails concernant les courants employés, la tension, le mode de transformation, le réglage automatique et à la main aux stations primaires et secondaires, le rendement des divers appareils, la surcharge que peuvent supporter les machines, le contrôle des appareils, etc.
- En un mot chaque concurrent fera ressortir lui-même toutes les particularités de son projet, de manière à faciliter aux experts l’examen de celui-ci et sa comparaison avec les autres projets présentés. Le mémoire descriptif indiquera aussi le délai d’achèvement des travaux, ainsi que les garanties offertes tant au point de vue financier que comme exécution du travail.
- Le devis établira le total des dépenses d’installation incombant à chacune des deux communes; il comprendra toutes les constructions, fournitures et installations prévues.
- Le devis d'exploitation établira aussi les dépenses annuelles.
- II comprendra :
- Les intérêts à 5 0/0 l’an du capital engagé. Il y aura lieu d’ajouter au devis des travaux qui font l’objet de ce. concours une somme de 192000 francs pour le Loclc et 325 000 francs pour la Chaux-de-Fonds, comme coût des travaux hydrauliques actuellement en cours d’exécu tion.
- L’amortissement du fonds capital aux taux suivants : Bâtiments 2 0/0; travaux hydrauliques 40/0; turbines, appareils et lignes électriques 80/0.
- Les frais d’entretien et de réparation de bâtiments, canalisations, machines, etc.
- Le traitement du personnel de surveillance.
- ^ Les frais d’administration (direction, comptabilité, bureau, etc.).
- Le Locle possède déjà une usine électrique produisant la force motrice et l’éclairage.
- Le force motrice électrique provenant de l’usine à créer à Combe-Garrot devra pouvoir être utilisée indifférem-
- ment pour l’éclairage et la force motrice, et pouvoir être utilisée en tout ou en partie à l’énergie fournie par l’usine actuelle de la Rançonnière pour charger le réseau local. Cette usine fournit aujourd’hui 47 chevaux à l’industrie et l’éclairage public et particulier pour une installation de 38oo lampes de 10 bougies à i5o volts. Comme énergie à distribuer au Locle dès le début de l’installation à créer, on peut admettre comme minimum l’équivalent de celle fournie aujourd’hui par l’usine de la Rançonnière.
- Pour la Chaux-de-Fonds la puissance à distribuer dès le début ne sera pas inférieure à 25o ou 3oo chevaux utiles.
- Les concurrents devront prévoir une réserve quelconque, machine à vapeur, moteur à gaz, etc., destinée à éviter autant que possible toute interruption dans la distribution en cas d’accident ou à parfaire le travail des machines, si celles-ci venaient à être insuffisantes, par moments, lorsque le réseau aura atteint une certaine extension.
- Le réseau de distribution en ville sera, si possible, souterrain dans les rues du centre ; pour les autres rues les concurrents seront libres dans le choix du système de conducteurs.
- Les projets présentés seront considérés comme projets de soumission pour l’exécution des travaux. Non seulement les concurrents seront liés par les prix d’unité employés, mais encore ils garantiront toutes les données de leur mémoire descriptif, tant comme rendement que comme usure, frais d’exploitation, etc.
- Les chiffres indiqués comme rendement industriel et prix de revient devront être confirmés par les essais qui seront faits avant la réception définitive. Celle-ci n’aura lieu qu’après deux années d’exploitation régulière et satisfaisante, pendant lesquelles 2’adjudicataire restera garant des travaux et fournitures, du rendement, des frais d’exploitation, etc. En outre, pendant ces deux ans, l’adjudicataire pourra être obligé de procurer sous sa responsabilité le personnel nécessaire à l’exploitation, et il devra exécuter à ses frais toutes les modifications, fournir et poser tous les appareils non prévus dans le projet, mais qui seraient reconnus indispensables à la marche parfaite des installations.
- Les projets seront adressés à la direction des Eaux et du Gaz de la Chaux-de-Fonds, au plus tard jusqu’au 3i août 1893. Tout projet qui arrivera après cette date ne sera pas pris en considération.
- Le jury se composera de cinq membres nommés par les conseils communaux des deux localités. Le rapport du jury sera publié. Les projets écartés seront rendus à leurs auteurs.
- Les communes se réservent le droit de discuter soit avec un, soit avec plusieurs auteurs de projets préconisés par le jury toutes les modifications qui leur paraîtront utiles, ou qui auraient été conseillées par les experts, d’exiger des compléments d’étude, etc.
- Suivant les conditions techniques et financières des
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- projets présentés, l’adjudication pourra être faite à une ou plusieurs des maisons concurrentes.
- Une convention définitive sera passée avec les entrepreneurs avant le commencement des hav* x et les clauses discutées contradictoirement.
- Sous réserve des droits des auteurs et des inventeurs, les communes pourront en outre utiliser certaines parties de tout projet dont le jury aura constaté la supériorité.
- Les communes auront le droit de faire exécuter éventuellement elles-mêmes tous les bâtiments et de faire suivre et surveiller tous les travaux adjugés.
- Enfin, les communes se réservent le droit d’intervenir dans le choix des sous-traitants, fournisseurs de matières premières, etc.
- On a achevé récemment à Londres, la construction d’un nouveau grand laboratoire, dépendant de l’Université. Il est surtout destiné à familiariser les étudiants avec la pratique industrielle. Le laboratoire de mécanique appliquée contiendra une machine à vapeur compound de 25 chevaux, une machine à essayer les métaux, de 43 tonnes, ainsi qu’un grand nombre d’appareils de mesure.
- Le laboratoire d’électricité est également très bien pourvu. Les expérimentateurs y disposeront d’un moteur à gaz Otto de neuf chevaux, d’une dynamo Krompton et d’appareils industriels de toute sorte.
- Le 8 juillet un gros noyer a été ouvert en deux par la foudre avant un très violent orage de grêle ayant éclaté sur la commune de Montferrand (Puy-de-Dôme) et dans les environs. Huit personnes travaillant dans les champs de la ferme de Cronei s’étaient installées sous cet arbre et s’apprêtaient à prendre leur dîner lorsqu’un coup de foudre est venu les troubler. Toutes ont été grièvement atteintes, la plupart à la figure ou aux bras, mais aucune n’est morte, bien que plusieurs soient restées longtemps sans pouvoir articuler une parole. Une d’elles moins maltraitée que les autres a eu la force de se traîner jusqu’aux endroits habités pour aller quérir les secours qui ont été prodigués. Il est probable que ces personnes avaient avec eux beaucoup d’objets de fer, des couteaux, des fourchettes, peut-être des plats ou bidons ou des outils. C’est un point sur lequel il serait intéressant d’être fixé. Ce coup de foudre n’est point le seul que l’on ait â enregistrer dans la période orageuse qui a suivi comme toujours une sécheresse prolongée.
- Un ingénieur américain préconise l’emploi d’arbres de couche en fils d’acier, de préférence aux arbres en 1er ou en acier forgé. Ces arbres, formés de fils d’acier de petit diamètre, fils massés et réunis ensemble, présentent toute la solidité voulue et possèdent une élasticité très appré-
- ciable, aussi bien dans le sens transversal que dans celui de la torsion.
- Dans la construction de ces arbres, chaque partie, depuis le centre jusqu’à la périphérie, peut être examinée par celui qui surveille la fabrication. Les expériences faites aux Etats-Unis prouvent que, lorsqu’un effort rotatif se produit, une tension est exercée sur chaque fil individuellement et sur les nombreuses bridures des fils.
- Les fils de chaque section sont soudés ensemble à leurs extrémités, formant une masse solide d’acier sur laquelle des manchons sont fixés pour boulonner les diverses sections entre elles. Les espaces compris entre ces manchons sont enserrés dans de petites bandes métalliques pour maintenir l’ensemble des fils de chaque section dans leur forme cylindrique normale, ce qui permet de conserver l’élasticité suffisante pour que l’arbre se prête aux flexions accidentelles.
- On conçoit qu’avec les arbres en fil d’acier les ruptures seraient à peu près impossibles, tandis qu’aujourd’hui elles sont trop fréquentes. De plus, la construction d’un arbre en fil d’acier coûterait beaucoup moins qu’un arbre rigide en acier forgé.
- Les courants de retour des tramways électriques font encore parler d’eux. A Cambridge (Massachusetts) leur action électrolytique détériorait les conduites d’eau ; on a essayé successivement l’emploi de tuyaux de fer, de fer galvanisé, de plomb, de cuivre, etc., mais tous sont attaqués et rapidement.
- Le courant qui s’établit par ces tuyaux est si puissant qu’on a vu, au moment où l’on voulait faire un joint, un arc se former et brûler l’étoupe dont on avait entouré la conduite; on a remédié au mal, en partie, en réunissant ensemble, électriquement, la canalisation d’eau avec celle du gaz, et en les reliant toutes deux aux pôles négatifs des dynamos qui fournissent le courant à l’exploitation des tramways.
- À une récente séance de l’Académie des sciences, M. Moissan a présenté une nouvelle note relative à l’ensemble de ses recherches sur le four électrique. Il a donné de curieux détails sur la volatilisation du platine, de l’étain, de l’aluminium, du cuivre, du fer et de l’uranium. Ces métaux peuvent entrer en ébullition dans le four électrique, et l’on recueille leurs vapeurs soit par condensation hors du four, soit au moyen d'un tube métallique froid traversé par un courant d’eau que l’on place au milieu du four. La chaux et la magnésie se volatilisent aussi dans ces conditions. Enfin, M. Moissan a pu recueillir même des vapeurs de silicium et de carbone.
- Les corps simples sont donc volatilisés, les corps com-
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- posés sont dissociés; il ne reste plus de stable à ces , hautes températures que les borures, les siliciures et les carbures.
- M. Daubrée a déjà fait remarquer que tout le carbone de nos composés organiques actuels a dû se trouver combiné aux métaux à l’état de carbures à l’époque où la terre était encore incandescente. Le four électrique de M. Moissan semble bien réaliser Iee conditions de ces époques reculées. L’auteur ajoute que l’azote existait alors a l’état d’azotures métalliques, tandis que vraisemblablement l’hydrogène seul restait en liberté.
- M. Moissan a remercié M. Laussedat de l’hospitalité bienveillante qu’il a trouvée au Conservatoire des arts et métiers, et aussi M. Meyer, directeur de la compagnie Edison, qui a mis à sa disposition une puissance de i5o chevaux à l’usine de l’avenue Trudaine.
- A propos de l’accident du Humboldt, ballon foudroyé en Allemagne, comme nous l’avons rapporté dans notre numéro du 8 juillet, il faut ajouter que les aéronautes militaires sont seuls coupables de l’imprudence qui consiste à donner des soupapes métalliques aux ballons. Les aéronautes civils emploient presque tous des soupapes en bois
- Ces foudroiements de ballons à soupape métallique indiquent ce qu’il faudrait penser des ballons métalliques dont il a été question dans ces derniers temps. Il est à présumer que les ballons dirigeables eux-mêmes ne seraient pas à l’abri de tout danger à cause de la masse de la machine que renfermerait la nacelle, et même de l’agitation de l’air remué par l’hélice, car on sait que la foudre suit quelquefois de simples courants d’air, et que pendant un orage il est recommandé de ne pas courir précipitamment.
- On annonce qu’il est question de l’établissement d’un tramway électrique conduisant de Dieppe à Arques avec prolongement jusqu’au château et à la forêt d'Arques.
- Beaucoup de nos lecteurs connaissent ce joli point d’excursion des environs de Dieppe, et l’on ne peut que souhaiter la réalisation de ce projet qui mettrait à la disposition des habitués de la plage un moyen de communication très commode.
- Eclairage électrique.
- Au Conseil municipal, M. Faillet a demandé l’amélioration de l’éclairage des rues Claude-Vellefaux et Louis-Blanc.
- Plusieurs conseillers ont fait des demandes au sujet d’améliorations à apporter aux Buttes-Chaumont, au lac Saint-Fargeau, à Belleville.
- M. Gêorges Villain a demandé l’établissement de la lumière électrique sur la place en façade de la gare du Nord, qui est, comme on sait, très mal éclairée.
- M. Bompard a réclamé l’éclairage électrique pour tous les quartiers de Paris.
- Ces diverses propositions ont été renvoyées â l’admir nistration.
- La ville de Rotterdam a chargé la maison Siemens et Halske de l’établissement d’une station centrale d’éclairage électrique et de transmission de force. La distribution se fera par le système à cinq fils, les personnes compétentes ayant pu se convaincre de son économie en visitant les stations de Vienne-Trente et Paris-CIichy.
- De la station génératrice le courant sera envoyé à deux sous-stations à i,5 et 2,5 kilomètres de distance. L’une des sous-stations fournira principalement l’éclairage au quartier "commerçant, l’autre servira surtout à alimenter les moteurs qui actionnent les grues du port, des ponts tournants, des élévateurs, etc.
- La maison Siemens espère pouvoir mettre en service, cette nouvelle installation dans les premiers mois de l’année prochaine.
- Télégraphie et Téléphonie.
- Le violent orage qui a éclaté le 4 juillet, vers 5 heures du soir, dans la région de Paris, a occasionné de graves perturbations dans les communications télégraphiques. C’est ainsi, notamment, qu’entre les kilomètres 75 et 77, de Saint-Mammès à Montereau, les poteaux des deux lignes télégraphiques de droite et de gauche ont été renversés par la foudre, interrompant vingt-six des fils de Paris sur l’Italie et la région du sud-est. Huit poteaux ont été également brisés entre Saint-Cyr-en-Val et la Ferté-Saint-Aubin (Loiret).
- Ces interruptions ont sérieusement entravé le service dss transmissions télégraphiques et de plus grands retards n’ont été évités que grâce à l’emploi des lignes souterraines.
- Dès le 5 au matin, l’administration a pris toutes les mesures utiles pour le prompt rétablissement des communications. Néanmoins, malgré tous les efforts, et en raison de l’importance des dégâts, 9 fils internationaux et 3g fils intérieurs ont manqué au service pendant quelques jours.
- Imprimeur-Gérant ; V. Nory.
- Imprimerie de La Lumière Electrique — aris, 3i, boulevard des Italiens.
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- La Lumière Electrique
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- Journal universel d’Electricité
- 31, Boulevard des Italiens, Paris
- Directeur : Dr CORNÉLIUS HERZ
- XV' ANNÉE (TOME XLIX) SAMEDI 29 JUILLET 1893 N» 30
- SOMMAIRE. — Perfectionnements aux moteurs à courants alternatifs; F. Guilbert. — Systèmes amovibles pour l’éclairage électrique; A. Hess. — Détails de construction des machines dynamo; Gustave Richard. — Recherches récentes sur la théorie électromagnétique de la lumière; C. Raveau. — Chronique et revue de la presse industrielle : L’éclairage à arc et la lumière à incandescence par le gaz, par W. Wedding. — Chauffoir Cook et fers à repasser Jenkins. — Galvanomètre Hoyt. — Compteur horaire Pattee. — Clef de rappel télégraphique Bell. — Voltmètre Brown. — Dérivation permanente Weston. — Accumulateurs Rosental et Doubleday. — Revue des travaux récents en électricité : Société française de physique (séances des 7 et 21 juillet 1893). — Mesure des champs magnétiques, par Alex. Russell, — Phénomènes d’interférence électriques analogues aux anneaux de Newton, présentés par des ondes se propageant le long de fils formés de deux parties différentes, par Edwin H. Barton. — Variétés: Sur les phénomènes de vibration à haute fréquence; N. Tesla. — Faits divers.
- PERFECTIONNEMENTS
- AUX
- MOTEURS A COURANTS ALTERNATIFS
- L’emploi du collecteur dans les moteurs à courants alternatifs ou mieux dans les moteurs du type à courant continu alimentés par un courant alternatif et modifiés convenablement pour cet usage, présente, comme nous l’avons déjà dit, un assez grand inconvénient par suite de la production d’étincelles aux balais.
- La formation de ces étincelles est imputable, comme toujours, à la self-induction, et l’explication qu’on en donne est, comme on le sait, des plus simples.
- Les balais frottant sur le collecteur mettent successivement en court circuit toutes les sections de l’induit. Or, chaque section de l’induit est soumise à deux effets d’induction bien distincts : le premier dû au déplacement de la section dans le champ inducteur, le second à la variation du champ inducteur alternatif.
- Avec le calage ordinaire des balais dans un plan sensiblement perpendiculaire à la direction du champ, la section mise en court circuit n’éprouve aucune induction par suite de son déplacement dans l’espace. Elle n’est donc sou-
- mise qu’à l’action du champ inducteur alternatif, et par suite constitue l’enroulement secondaire d’un transformateur à circuit magnétique interrompu par l’entrefer, et dont le circuit primaire est l’inducteur.
- Dans ces conditions, l’intensité du courant circulant dans la bobine de l’induit est assez considérable, et au moment de la rupture du court circuit il se produit une étincelle très violente absorbant une partie de l’énergie transmise au moteur et diminuant par suite son rendement en même temps qu’elle affaiblit l’intensité du champ inducteur.
- Cet inconvénient inhérent à l’emploi des al-ternomoteurs de ce type a naturellement été l’objet d’études particulières de la part des constructeurs.
- Nous avons décrit dernièrement deux artifices ingénieux imaginés par MM. Mutin et Leblanc pour supprimer les étincelles aux balais: celui des deux « induits jumeaux » et l’emploi des balais multiples dont les différentes parties sont réunies successivement par des résistances graduées.
- Nous donnerons aujourd’hui une autre solution du problème due à MM. Déri et Blathy, les ingénieurs bien connus.
- Le principe est des plus simples et consiste à introduire une résistance, ou mieux une self-in-
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- duction, dans les conducteurs qui réunissent les lames des collecteurs aux sections de l’induit.
- L’induit peut être de forme quelconque, tambour, anneau ou disque, et est enroulé comme celui d’une machine à courant continu avec cette seule différence que le point de jonction de deux sections consécutives n’est pas réuni directement à la lame correspondante du collecteur, mais l’est par l’intermédiaire d’un circuit particulier (fig. i). Ce circuit a une résistance ou une self-induction appropriée et plus généralement possède ces deux éléments convenablement choisis.
- Ce circuit a pour but de limiter la production des étincelles en diminuant considérablement
- Fig. 1
- l’intensité du courant dans les bobines mises en court circuit par les balais.
- La résistance et la self-induction du circuit doivent être déterminées de façon à ce que l’intensité du courant circulant dans la section en court circuit soit sensiblement la même que celle du courant traversant les autres sections lorsque le moteur a sa charge normale.
- La résistance devra être prise aussi petite que possible en augmentant la self-induction, cette dernière produisant une perte d’énergie beaucoup plus faible.
- Ces circuits intermédiaires pourront être enroulés soit sur l’armature elle-même, soit sur un second noyau en fer divisé ou feuilleté.
- Dans le premier cas, les bobines de self-induction seront disposées de façon à n’être exposées à aucune action inductrice ni à celle due à
- la rotation de l’induit, ni à celle due à la variation périodique du champ inducteur.
- MM. Déri et Blathy indiquent dans ce but le dispositif suivant
- Les bobines de self-induction correspondant à deux lames consécutives du collecteur sont disposées autant que possible parallèlement et voisines l’une de l’autre, mais elles sont enroulées en sens contraire autour du noyau de l’induit; celles correspondant aux touches paires dans un sens, et les autres en sens contraire.
- Grâce à ce dispositif lorsqu'une section est mise en court circuit par un balai, les effets d’induction dans les deux bobines de self-induc-
- tion en série avec la section s’ajoutent en ce qui concerne le courant induit dans la section, tandis que le courant amené par le balai parcourt ces bobines de self-induction en sens contraire, de sorte que celles-ci n’offrent au passage du courant d’alimentation aucun effet d’induction.
- La figure 2 montre le schéma d’une telle disposition. On n’y a représenté que deux bobines de self-inductives disposées sur un noyau annulaire. Ces bobines uq, w2 partant des lames cu Ci du collecteur sont enroulées en sens contraire et aboutissent aux extrémités bt, b2 de la section correspondante de l’induit. L’anneau a peut être, comme nous l’avons dit, un anneau indépendant servant seulement à l’enroulement des bobines de self-induction ou l’anneau induit lui-même.
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- On voit que s’il s’agit d’un moteur à induit annulaire où les bobines de self-induction sont disposées sur l’induit même, il faut enrouler ces bobines de telle façon que le flux magnétique engendré par le courant circulant dans les bobines se ferme sur lui-même à l’intérieur de l’anneau sans former de pôles extérieurs. La self-induction des bobines est donc très grande, tandis que toute induction de la part du champ inducteur est évitée.
- Dans le cas où l’armature du moteur est un tambour, on peut encore enrouler les bobines de self-induction sur l’induit lui-même.
- Ces bobines sont comme précédemment en-
- roulées alternativement en sens contraire, et les bobines consécutives sont disposées autant que possible parallèlement et de telle sorte qu’elles embrassent toujours, dans chaque position, un nombre pair de pôles inducteurs dans le but de supprimer toute induction de la part de ces pôles inducteurs, soit par suite de leur renversement périodique, soit par suite de la rotation de l'induit.
- Dans les moteurs dont le nombre de pôles est un multiple de quatre, 4, 8, 12..., les bobines de self-induction peuvent être disposées dans un plan diamétral, mais si ce nombre n’est qu un multiple de deux, 6, 10, 14..., ce dispositif n’est plus applicable.
- La figure 2 représente l’induit tambour d’un
- moteur à quatre pôles. On a indiqué sur cette figure que deux bobines consécutives de self-induction. Ces bobines sont, comme dans le cas d un induit annulaire, disposées parallèlement et enroulées en sens contraire. Les extrémités de chaque bobine sont fixées l’une à la lame correspondante du collecteur, l’autre au point de jonction de deux sections consécutives de l’induit. Elles comprennent de plus un nombre pair de pôles inducteurs, deux dans le cas actuel.
- La marche des flux inducteurs est représentée par les flèches. On voit que ces flux n’ont aucune action sur chaque groupe de deux bobines de self-induction mis en série par un balai, chaque effet étant compensé par un effet égal et contraire.
- Il est à peine utile de dire que ce dispositif appliqué aux moteurs n’empêche aucunement les différents groupements de l’induit et de l’inducteur en série, en quantité ou compoundé. On peut également amener le courant d’alimentation à la tension et à l’intensité convenable, à l’aide d’un transformateur intermédiaire. Enfin, on peut aussi avec ce dispositif n’alimenter que les inducteurs en reliant les balais en court circuit.
- L aitifice de MM. Déri et Blathy n’a pas la prétention, bien entendu, de supprimer complètement les étincelles aux balais en diminuant sensiblement l’intensité du courant dans la spire en court circuit, car la force de l’étincelle ne dépend pas uniquement de l’intensité du courant, mais aussi de la self-induction de la section, qui, dans le cas actuel, est sensiblement augmentée. Neanmoins, 1 emploi en peut être recommandé, car en admettant que le rendement du moteur soit abaissé par la perte supplémentaire introduite dans l’induit, cet abaissement peut être largement compensé par l’usure beaucoup moins rapide que subit le collecteur.
- Du reste, l’abaissement du rendement par ce fait n’est pas évident au premier abord, car il pourrait être compensé par le seul fait de la diminution des étincelles.
- Ce dispositif présente donc un certain avantage et à ce titre il mérite d'être signalé.
- F. GuilbeîtE
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- SYSTÈMES AMOVIBLES pour l’éclairage électrique
- Dès le début de l’éclairage électrique les constructeurs se sont préoccupés de combiner un outillage permettant de transporter et d’installer rapidement à un endroit quelconque le matériel
- nécessaire à l’éclairage électrique. Ces systèmes amovibles répondaient à un besoin très réel à l’époque peu éloignée où l’électricité n’était guère générée que dans des installations isolées qui desservaient tout au plus des îlots de maisons, mais non des quartiers de ville et encore moins des villes entières.
- Le développement constant des stations cen-
- Fig. 1. — Voiture d’éclairage électrique Fein.
- traies, tendant à combler les lacunes encore existantes dans l’éclairage des rues et des maisons par l’électricité, a quelque peu déplacé le rôle de ces systèmes transportables, sans, toutefois, en diminuer l’importance. Si, d’une part, les éclairages contemporains peuventdans beaucoup de cas se procurer le courant en se branchant simplement sur des câbles de distribution à proximité, la lumière électrique a réussi, d’autre part, à être de toutes les fêtes et de toutes les soirées. Les cas où sa présence est réclamée
- sont donc devenus plus nombreux, et dans la plupart des grandes villes il y a certainement place pour toute une industrie de transport du matériel électrique.
- En outre, d’autres applications sont nées et se sont multipliées; l’art militaire a introduit la dynamo dans son matériel de campagne ; dans les travaux de nuit la lueur des torches est avantageusement remplacée par la lumière de l’arc: dans les docks, les chantiers, les chemins de fer, partout enfin où l’industrie ne connaît pas
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- d’heure de repos, l’éclairage électrique temporaire est à sa place.
- L’accumulateur a d’abord semblé une solution; cette solution n’est d’ailleurs pas abandonnée ; récemment les journaux donnaient les détails d’un service de transport d’accumulateurs desservant les maisons de campagne des alentours de Vienne. Un camion apporte les batteries chargées et les remporte le lendemain après que le client en a retiré les hecto- ou les kilowattheures nécessaires à son éclairage.
- Pour qu’un service de ce genre prenne une certaine extension, il est nécessaire que le
- transport sur voie ferrée puisse succéder sans perte de temps ni grande dépense de manœuvre au transport sur route. Mais décharger de lourdes batteries d’accumulateurs d’un camion pour les recharger sur un wagon ne serait guère pratique, à moins de dispositions spéciales que le caractère temporaire de ce service ne comporte pas. D’autre part, charger le camion avec ses batteries sur un wagon, autant vaut créer un matériel roulant spécial aménagé en conséquence.
- Ce sont en partie ces considérations qui ont donné lieu à la création de « voitures d’éclairage électrique ».
- Fig. 2. — Dynamo Fein pour voiture d’éclairage.
- Du moment qu’il s'agissait de réunir sur une voiture : générateur de courant, appareils d’utilisation, conducteurs et accessoires, les accumulateurs ne donnaient plus satisfaction, car, la question du poids mise à part, ces générateurs secondaires sont liés en quelque sorte à la station de charge et ne peuvent utilisés dans le cas d’une absence prolongée. On a donc préféré se servir de machines génératrices locomobiles, et nous ne noterons que comme essai transitoire le système appliqué par la Société française de matériel agricole de Vierzon, qui a monté sursa locomobile à la fois machine à vapeur, dynamo et batterie d’accumulateurs.
- Les voitures d’éclairage actuelles se passent '
- d’accumulateurs. En 1883, M. Dieudonné avait étudié un dispositif de locomobile conçu en vue d’un service d’éclairage intermittent des bassins de cale sèche du fort d’Anvers. Ce dispositif a été décrit, avec plusieurs autres, dans ce journal (').
- Il en a d’ailleurs été créée en France et à l’étranger, dé nombreux modèles. En Allemagne, certaines maisons se sont fait une spécialité de la construction de ce matériel. Parmi elles, la maison C. et E. Fein a été très active sur ce terrain, etquoique ses dispositifs aient été décrits ici au moment de leur création, nous en rappel-
- (*) La Lumière Électrique, t. XLVII, p. 118 et 466.
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- lerons lés traits principaux en ajoutant quelques détails.
- - Le matériel Fein comporte deux voitures séparées : l’une, la locomobile à vapeur portant la -chaudière avec cuve à eau et soute à charbon, de même que le moteur et la dynamo; l’autre, affectée au transport des lampes, des mâts de sup-
- port, des conducteurs et de tout l’outillage accessoire.
- Au milieu de la locomobile, que représente la figure i, est installée une chaudière à tubes transversaux, construite pour une pression normale de 5 atmosphères, mais essayée à 7 atmosphères. Au-dessous du châssis sont fixés les
- Fig. 3. — Fourgon avec matériel d’éclairage électrique.
- réservoirs à eau et à charbon. A gauche de la chaudière est placé un moteur à cylindre vertical.
- Le moteur à vapeur développe 4 chevaux à une vitesse angulaire de 3oo tours par minute.
- La dynamo installée à droite est actionnée par courroie. Cette machine, représentée par la figure 2, est à quatre pôles intérieurs. Elle doit pouvoir fournir soit 65 volts, soit 120, et à cet effet son induit a été pourvu de deux enroulements qu’un commutateur | spécial permet de
- coupler soit en parallèle, soit en série. Ce commutateur, fixé au sommet du bâti de la dynamo et manœuvré à l’aide d’une roue à main, ne modifie le couplage des deux circuits induits qu’après avoir coupé l’excitation en dérivation de la machine, de sorte que la commutation peut avoir lieu en marche.
- Le poids total de la locomobile est de 2900 kilogrammes.
- Le fourgon, dont la figure 3 donne une vue d’ensemble et la figure 4 une coupe verticale,
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- renferme une grande lampe à arc à projecteur, six lampes à arc plus petites, les câbles conducteurs, les mâts de support des lampes et les poteaux à isolateurs, les appareils de mesure et de réglage et tous accessoires, et pèse complètement chargé 13oo kilogrammes. A l’extérieur sont accrochées deux échelles légères en fer, qui peuvent être couplées.
- I.e projecteur (fig. 5), dont une description a été donnée dans le numéro du Ier septembre 1888, se place derrière le panneau de front du fourgon au sommet d’un bâti, qui peut être soulevé et abaissé comme un chariot à l’aide d’une crémaillère et d’une manivelle. De cette façon on fait sortir le projecteur au-dessus du toit pourvu à cet endroit d’une porte à deux battants.
- Les six lampes à arc avec leurs lanternes et pièces de rechange sont accrochées à des châssis le long des parois latérales ; au-dessous d’elles quatre compartiments renferment autant de bobines de câbles. Gomme ces compartiments s’ouvrent à l’extérieur, on peut dérouler le câble sans avoir à retirer les bobines.
- Le mât de support (fig. 6) composé de tubes de fer forme un trépied garni de pointes qui s’implante dans le sol. La flèche du mât est ancrée au sol à l’aide d’un lingot de fer E armé
- d’un éperon enfoncé dans le sol et s’attachant au trépied par une chaîne à laquelle une manchon à vis permet de donner la tension voulue.
- Le système décrit permet d’alimenter six lampes à arc de 600 bougies, ou un seul arc de 35 ampères.
- Des chevaux traînent les voitures à l’endroit choisi, ou bien le transport s’effectue sur voie ferrée. A l’arrivée à destination les roues de la lo-comobile sont calées fortement à l'aide de coins insérés devant et derrière chaque roue, et l’on
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- prend même la précaution de rendre rigides les ressorts également par l’insertion de cales.
- Entre temps le chauffeur met la chaudière sous pression. L’installation complète des voitures et la mise sous pression de la chaudière s’effectueraient si rapidement, d’après les constructeurs, qu’un quart d’heure après l’arrivée les machines et le projecteur peuvent commencer à fonctionner, On commence, d’ailleurs,
- toujours par allumer le projecteur pour se procurer l’éclairage nécessaire dans le cours des travaux d’installation. A ce point de vue, le montage des lampes en dérivation est très avantageux, car il permet de les allumer une à une à mesure que l’installation progresse.
- La voiture d’éclairage Schuckert, dont la figure 7 montre une coupe, comprend une machine à vapeur, une dynamo avec tous les acces-
- Fig-. 5. — Projecteur Fein.
- soires, à l’exception des réservoirs d’eau et de charbon, qui sont chargés sur des voitures auxiliaires. Le train d’avant de la voiture porte une boîte à outils W, sur laquelle se trouve la dynamo D, dont le toit de protection forme en même temps le siège du cocher. La voiture est fixée en place à l’aide des sabots B.
- La chaudière K, en tôle rivée, à bouilleurs, est construite pour une pression de 12 atmosphères, mais peut en supporter 17; elle est entourée d’une enveloppe calorifuge; sa cheminée R peut être démontée. L’alimentation de la chaudière est assurée par une pompe à main et
- deux injecteurs, chacun de ces appareils ayant la puissance voulue pour suffire à lui seul à l’alimentation.
- Le moteur M est une machine rotative à grande vitesse, système Abraham, pourvue d’un régulateur de vitesse.
- La dynamo D, dont l’arbre est relié directement pàr.un accouplement élastique ën cuir k à l’arbre du moteur à vapeur, est une machine Schuckert à anneau plat avec quatre inducteurs.
- Le poids de cette voiture d’éclairage complète est de 38oo kilogrammes environ, sans la réserve d’eau et de charbon. La machine à vapeur
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- marche à 700-750 tours par minute et développe de 12 à i3 chevaux. La puissance de la dynamo
- Fig'. 6. — Mât de support.
- est de 7200 waits pouvant être portés à 7700. La voiture que nous venons de décrire est destinée surtout aux manœuvres mibtaires;
- quoiqu’elle ait été l'objet de beaucoup d’applications, on nous informe que la maison Schuc-kert prépare actuellement d’importantes modifications à ce système.
- La Société des moteurs Daimler a trouvé moyen de réunir dans une voiture à bras qui, chargée, ne pèse pas plus de 2040 kilogrammes, tout un matériel d’éclairage électrique. Cette voiture renferme un moteur à pétrole de 5 chevaux relié par une courroie en caoutchouc avec une dynamo donnant 65 volts et 40 ampères, quatre lampes à arc à grands globes de verre, un voltmètre et des régulateurs; de plus, un réservoir d’eau pour refroidir le moteur, deux réservoirs à pétrole et tous les outils voulus. La toiture porte quatre mâts formés de tubes en tôle rentrant les uns dans les autres; enfin, au-dessous de la voiture sont suspendues les bobines de câble.
- Il suffit de quelques minutes pour la mise en train des machines.
- Des administrations de chemins de fer ont aménagé des wagons d’éclairage électrique pouvant assurer 1 éclairage des travaux de nuit sur la voie et servir à l’inspection des tunnels. La direction de Francfort, par exemple, a mis en service un wagon spécial portant un chaudière de 480 litres, un réservoir d’eau de 5oo litres, une machine à vapeur Westinghouse de 9 chevaux tournant à 450 tours ; l’appareillage électrique est installé dans l’avant du wagon dont la figure 8 fait voir l’agencement intérieur. La dynamo adonne 65 volts; sa vitesse angulaire, qui est à charge normale de 1000 tours par minute, est indiquée par le tachymètre h. Six lampes à arc de 6 ampères sont abritées dans un compartiment latéral; au circuit de chacune est affecté un rhéostat k servant aussi de commutateur. Les mâts de support avec leurs isolateurs, cordages, piquets d’ancrage, etc., occupent le dessus de la toiture du wagon. Extérieurement, sur les parois latérales, des caisses t contiennent chacune huit bobines r, de trente mètres de câble à deux conducteurs, dont les extrémités sont munies de manchons d’accouplement.
- Pour l’inspection des tunnels les six lampes à arc sont remplacées par deux grands projecteurs L. Dans ce cas, comme l’eau d’alimentation pourrait manquer, on s’arrange de façon que le tender de la locomotive qui traîne la voiture d’éclairage touche directement au wa-
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- Fig. 7, — Voiture d’éclairage électrique Schuckert.
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- Fig. 8. — Wagon d’éclairage électrique,
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- gon, ce qui permet d’emprunter à la locomotive l’eau et le charbon nécessaires.
- Pour terminer nous décrirons le dernier dispositif àdopté par la maison Fein et que représente la figure 9.
- Le générateur dé vapeur monté à l’arrière de la voiture est une chaudière à bouilleurs transversaux présentant une surface de chauffe de
- 8 mètres carrés ; la pression normale qu’elle doit développer est de 6 atmosphères. Son dôme est amovible pour donner accès aux bouilleurs. Sa contenance est de 540 litres, et l’alimentation est effectuée par une pompe à vapeur suppléée en cas de besoin par une pompe à main. L’emploi des injecteurs a été abandonné parce que ces appareils refusent quelquefois le service
- Fig-, 9. — Voiture d’éclairage électrique Fein, nouveau modèle.
- quand l’eau d’alimentation atteint une certaine température. Les pompes plongent dans un réservoir de 400 litres d’eau chauffé par la vapeur d’échappement. Au-dessous du châssis est fixée une soute à charbon pour 2Ôo kilogrammes, quantité suffisante pour une marche normale de 16 heures. Enfin, entre les deux longerons un espace a été ménagé pour une boîte à menus outils. Pour accélérer la mise sous pression, on peut établir un tirage artificiel a l’aide d’une tuyère à vapeur qui débouche dans la cheminée.
- Le châssis est supporté par quatre ressorts puissants que des vis de serrage permettent de caler pendant le fonctionnement. En outre, on a fixé sur les côtés des longerons deux jambes de support dont les extrémités supérieures filetées tournent dans des écrous, et que des roues à main permettent de faire descendre jusqu’à terre, de façon à protéger toute la voiture contre les vibrations du moteur.
- Afin de pouvoir faire usage de l’accouplement direct entre le moteur et la dynamo, on
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- emploie une machine Westinghouse à haute pression, dont le régulateur ne permet que des écarts de vitesse de i à 2 0/0 entre la marche à vide et la pleine charge.
- L’arbre de la manivelle tourne dans un bain d’huile, et le graissage de toutes les parties mobiles, à l’exception des pistons, s’opère automatiquement.
- Le moteur développe 5 chevaux à 5oo tours par minute et avec 6 atmosphères de pression.
- La dynamo, reliée au volant du moteur par un accouplement élastique et tournant donc aussi à 5oo tours par minute, est une machine à quatre pôles à enroulement compound; en marche normale elle donne 3ooo watts.
- Comme dans la première voiture d’éclairage de Fein on a voulu se ménager la possibilité de disposer à volonté de deux tensions différentes, 65 volts et 120 volts; à cet effet, on a enroulé l’induit, de même que les inducteurs, de deux circuits indépendants qui peuvent être réunis en parallèle ou en série à l’aide du commutateur que porte la carcasse de la dynamo.
- La dynamo est recouverte d’une chemise en tôle perforée qui la garantit contre les avaries provenant de chocs ou de toute autre cause extérieure. Les coussinets dans lesquels tourne son arbre sont munis d’anneaux graisseurs.
- Le poids total de la locomobile, non compris toutefois le poids de l’eau et du charbon de réserve, est d’environ 4500 kilogrammes.
- A la locomobile est adjoint un fourgon pour le transport des lampes, câbles, poteaux, etc., dont l’agencement est en tous points le même que celui dont la maison Fein se sert depuis plusieurs années et que nous avons décrit plus haut.
- A. Hess.
- DÉTAILS DE CONSTRUCTION
- DES MACHINES DYNAMO (1)
- M. Spence a récemment proposé d’opérer le crénelage des noyaux d’armature lamellaires non pas sur le noyau lui-même, mais sur la
- (‘) La Lumière Électrique, 3 juin 1893, p. 405.
- bande qui le constitue par son enroulement.. A cet effet, cette bande S (fig. 1) se déroule, du tambour dévideur tendu B au tambour A, sous un poinçon D, de profil convenable. Le tambour A est mu par un rochet diviseur à repos, actionné par un renvoi de la poinçonneuse, et la bande est guidée par deux galets R, qui l’appliquent constamment sur la table du poinçon. Ce résultat est obtenu en actionnant, comme on l’a indiqué en figure 2, les crémaillères des galets par un rochet commandé de la poinçonneuse, et au moyen d’une transmission d’engrenage telle que le galet inférieur descende, à chaque avance de la bande, plus que l’autre ne s’élève, afin de tenir compte de l’augmentation des avances à mesure que la bande se déroule de B sur A.
- L’armature à barres de la dynamo Willson représentée par les figures 3 à 6 a ses barres de cuivre b isolées au mica, serrées par des fils h sur le noyau camellaire g, et prolongées de manière à constituer à chaque bout un collecteur à 12 balais 1, 2... disposés comme l’indique la figure schématique 6. Les balais de même rang (1 1) (2 2) se trouvent aux extrémités d’une même barre, de sorte que, si l’armature tourne entre les pôles N et s dans le sens de la flèche verticale (fig. 6) le courant admis en P, passe de Pj à B au travers de la barre Pj B,, puis de Bj, par m, au balai 1 N de gauche, qui le conduit par sa barre au balai 1 N de droite, d’où il va, par n, au balai 2 S de droite... et ainsi de suite, en série, jusqu’à la borne de sortie P, comme dans l’enroulement Siemens.
- Ainsi qu’on le voit par les figures 4 et 5 les liaisons miîsont des bandes recourbées de manière à éviter l’axe C de l’armature, et les balais sont montés sur des supports J faciles à enlever d’une pièce.
- Avec les six paires de balais figurés, la force électromotrice aux bornes + et — P sera égale à i2 fois celle d'une barre. On peut faire porter chacun des balais sur plusieurs barres à la fois, pour diminuer la résistance de l’armature, mais il faut toujours laisser au moins une barre ouverte entre deux balais consécutifs.
- L’armature de Mac-Laughlin, représentée par les figures 7 à 9, a son noyau formé de segments lamellaires creux 7, assemblés à tenon et mortaise autour d’une étoile prismatique 3, et dans lesquels on loge les bobines 12 tout enroulées,
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- faciles à relier en enlevant la plaque 25. Les éléments lamellaires des secteurs sont réunis par des boulons 17 (fig. 9). Chacune des pièces de cette armature est d’une construction simple et facile à remplacer ainsi que les bobines.
- 11 en est de même avec l’armature du même inventeur représentée en figures 10 et 11. Cette armature est montée sur deux étoiles 4 et 5 s’emboîtant par leurs dents 8, et serrées par les boulons 12 sur le noyau lamellaire 1, constitué
- Fig-. 1 et 2. — Spence (1892). Poinçonnage des noyaux lamellaires.
- par une série de rondelles percées d’ouvertures trapézoïdales 13, dans lesquelles s’emboîtent les bobines 23. Ces bobines, isolées et protégées par les lattes d’ébonite 16, sont serrées par des coins en bois 17 dans leurs ouvertures dont la forme
- trapézoïdale s’oppose naturellement à la force centrifuge : elles sont maintenues latéralement par des taquets 18 d’un côté de l’armature et, de l’autre, par des brides 19. Leur noyau lamellaire 19 est serré par des boulons i5 entre les
- J?
- La
- Fig. 3. — Dynamo Willson (1893). — Fig. 4 et 5. — Coupes 4-4 et 5-5 (fig. 3).
- fonds d’ébonite 14. On voit qu’il suffit de détacher une bride 19 et de desserrer leurs coins 17 pour pouvoir enlever les deux bobines qu’elle maintient. En outre, comme dans le type précédent, tous les éléments de cette armature sont d’une construction très économique, fort simple, facilement échangeables et accessibles.
- L’armature de la dynamo E. Thomson est
- (fig. 12 à 14) entraînée non pas directement par l’arbre X, mais par le serrage des disques B, rainurés sur son anneau D, entre les plateaux alternés C, rainurés en b sur l’arbre X. Ce serrage s’opère au moyen des vis de pression S, à contre-écrou s, qui permet de le régler avec une grande précision.
- M. Koch a récemment proposé de constituer les
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- balais collecteurs de tubes a (fig. i5) assemblés par une toile métallique b. Leur rigidité permet de les appuyer plus fortement sur le collecteur, ce qui augmente leur conductibilité de contact et diminuerait, d’après l’inventeur, l’usure des collecteurs, qui paraîtrait, au contraire, devoir
- augmenter par l’appui énergique de leurs arrêtes coupantes. En outre, dit l’inventeur, on peut facilement les nettoyer en soufflant dans ces tubes de manière à en chasser la poussière, plaisir dont il faut évidemment se priver avec les balais eh fils ou lamellaires.
- Fig. 7 à 9. — Armature en voussoirs Mac Laughlin (1893).
- Le commutateur pour dynamos à courants très intenses d’Elihu Thomson, représenté par les figures 16 et 17, est divisé en plusieurs couronnes ou rangées de segments KiK2K3... faciles à proportionner à l’intensité du courant qu’ils reçoivent des attaches ou connexions correspondantes L,L2 L2, dérivés des connexions principales L. En outre, ces attaches traversent une masse de fer doux lamellaire I assez consi-
- Fig. 6. — Willson. Schéma de l’enroulement.
- dérable pour que son auto-induction prévienne les dangers d’un renversement soudain des courants, dans une mise en court circuit, par exemple, en même temps qu’elle égalise les charges des attaches L L' L2 ... Quand les courants traversent ces attaches dans un certain sens, ils magnétisent la masse I, dont la décharge, lorsque ces courants changent de sens ou s’interrompent brusquement, développe dans les attaches LL'..* une force contre-électromotrice qui empêche la production des étin-
- celles. En outre, si les courants augmentent dans l’une des attaches plus que dans les autres, il s’y produit un accroissement corrélatif
- Fig. 10 et 11. — Armature lamellaire Mac Laughlin (1893).
- de l’auto-induction de J, qui tend à rétablir l’équilibre.
- Dans les dynamos à courants exceptionnellement intenses, comme pour la soudure électrique, les gros fils ou les barres L L de l’arma-
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- ture A (fig. 18) se divisent, de chaque côté de l’armature, en attaches L'LaL3!^, aboutissant
- m m\ //n m
- — a
- Fig-. 12 à 14. — Armature E. Thomson (i8g3).
- aux couronnes collectrices Kt K21<3 K4, de manière que le courant ainsi réparti ne soit pas
- Fig. i5. — Balais tubulaires Koch (189?).
- concentré avec une intensité dangereuse sur un seul segment de collecteur.
- par les boulons ed et les plaques c. C’est une construction pratique et très simple.
- La dynamo Rechniewski, représentée par les figures 21 et 22, est disposée de manière à pouvoir marcher à deux voltages ou à deux vitesses différentes pour un même voltage, suivant
- Fig. 18 à 20. — Inducteurs lamellaires Perret (1893).
- qu’elle fonctionne en génératrice ou en réceptrice, et cela, par un simple changement des connexions. Ordinairement, la dynamo fonctionne à quatre pôles N S N S (fig. 21) avec quatre balais, et on peut, en renversant le courant excitateur de l’un des champs, la transformer
- Fig. 16 et 17.-—Collecteur sans étincelles E.Thomson (1893).
- Les noyaux inducteurs lamellaires de la dynamo Perret sont en deux parties a a' emboîtées comme l’indique la figure 20, puis assemblées
- Fig. 21 et 22.— Dynamo variable Rechniewski (1892).
- en une bipolaire à deux balais (fig. 22) en doublant sa force électromotrice. Cette interversion du champ s’opère très facilement. L’ouverture a a diminue la réaction de l’armature et l’intensité nécessaire au courant excitateur.
- L’enroulement de la dynamo auto-excitatrice Dressler est le suivant (fig. 23).
- L’enroulement 1 des armatures, partant du collecteur d, sur W, passe dans l’axe h, d’où il sort en x pour aller s’enrouler d’abord sur l’ar-
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- mature D de droite, puis, de y en T, sur le noyau lamellaire E, puis enfin, de u sur l’armature D de gauche, d’où il va par m et l’intérieur de l’axe rejoindre le second anneau r du collecteur. L’enroulement inducteur va de + à —w en passant successivement autour des deux couronnes inductrices GG. Une partie du travail dépensé sur la dynamo, et non employé à son auto-excitation, est dépensée, de g g, au circuit des lampes L, et l’autre à induire en S S un courant secondaire utilisé sur un autre circuit M, de sorte que cette dynamo peut desservir simultanément deux circuits très différents.
- Si l’on veut concentrer tout le courant sur le circuit M, il suffit de fermer sur lui-mème, comme en 3. 3, l’enroulement i, puis de relier, comme en o o, l’enroulement S au collecteur d d.
- Fig-. 20. — Enroulement multiple Dresslcr (i8<j3).
- Les moteurs biphasés ont ordinairement leur armature constituée pardeux enroulements A A' B B' (fig. 24), disposés à 90° l’un de l’autre, et recevant des circuits 1 2 et 3 4 des courants déphasés de 90°. On détermine ainsi un champ magnétique tournant, dont ni la vitesse, ni l’intensité ne sont constantes. Afin de les rendre constantes, MM. Winand et Billberg prolongent chacun des enroulements A A', B B', de manière qu’ils occupent chacun un arc d’environ 180", mais en s’amincissant de sorte, qu’en s’en recouvrant, la somme de leurs épaisseurs reste à peu près invariable. On obtiendrait le même effet en faisant, comme en figure 26, varier d’une façon analogue l’écartement des fils superposés ; enfin, ces enroulements peuvent être groupés en série (fig. 27) au lieu d’en parallèle comme en figure 25-Soit une dynamo compound ordinaire A (fig. 28) avec enroulements en dérivation C et en
- série DD', donnant un potentiel constant, aux bornes Z Z': ce potentiel varie, aux attaches H H' des feeders E E', avec l’intensité du courant. Afin de l’y rendre constant, A/M. Edgar et Munro ajoutent à D etD' des enroulements complémentaires F et F', reliés à H et H' par des fils G G', et que l’on peut faire varier facilement pour les adaptera l’allure du circuit, sans modifier sensiblement le potentiel aux bornes Z et Z.
- Ledispositifde ATa/yo représenté par les figures 29 à 32 permet d’ouvrir ou de fermer d’un poste I les transformateurs T, branchés sur les feeders a et b, alimentés par les condu cteurs principaux A et B de la station centrale. Quand on veut
- Fig. 24 à 27. — Moteur biphasé Winand et Billberg (1893).
- séparer le transformateur, on tourne le commu-tateu mx de façon à fermer le fil m de la petite dynamo commutative M sur o. Cette dynamo tourne alors de manière à séparer le.transformateur T de a b par le double commutateur jus, disposé de façon à rompre, afin d’éviter les étincelles, le circuit primaire p avant le secondaire s. Pour fermer le transformateur, il suffit, au contraire, de fermer my sur i, de manière que la dynamo tourne en sens contraire jusqu’à la fermeture de ps. Après cette fermeture, la différence des potentiels aux bornes du moteur est très faible, de sorte qu’il s’arrête de lui-même. L’ampèremètre I permet de vérifier la fermeture ou l’ouverture du transformateur.
- En figure 3o, chacun des transformateurs a
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- son feeder particulier.’ Dans ce cas, le commutateur m1 est branché par o et i sur ces feeders reliés à A et B par un double commutateur d, de sorte que, lorsqu’on supprime le transformateur, on peut supprimer le courant en a b, par d, avant d’y brancher le moteur M, afin que p n’ait plus à interrompre que le courant envoyé par d, i, m\ au moteur. De^ même, pour réintégrer le transformateur en a b on ferme d’abord d puis le circuit du moteur en o.
- Si l’on supprime, comme en figure 3 (, le brasp
- Fig. 28. — Distribution Edgar et Munro (1892).
- du double commutateur p s, le commutateur mx ne doit plus avoir aussi qu’une seule touche sur le feeder b, qui renfermç alors l’ampèremètre I. Pour séparer le transformateur, on coupe 'd’abord le circuits b en d, puis on rétablit celui du moteur; pour le réintégrer,on referme le circuit a b en d, puis celui du moteur, que l’on rompt aussitôt que l’ampèremètre indique la fermeture du secondaire de T par M.
- Enfin, avec le dispositif figure 32, on sépare comme précédemment le transformateur en amenant nit sur o ; mais, pour le rétablir, on ferme d’abord a, par d, puis ?7î par mvi\ dès que le voltmètre V indique la fermeture du secon-
- daires par M, on ouvre i, et on ferme a et b par d.
- Ces différentes dispositions permettent d’éviter les pertes dues à l’alimentation continuelle des transformateurs inoccupés d’une distribution, que l’on peut ainsi séparer à volonté d’un réseau.
- Le commutateur automatique de MM. Lucas et New a pour objet de couper automatiquement du circuit le primaire d’un transformateur dès que l’on ouvre son circuit secondaire, et réci-
- Fig. 29 a 02.— Distribution par transformateurs Ivapp (1892).
- proquement. Voici comment fonctionne l’appareil.
- Au repos (fig. 33), quand le primaire du transformateur u est séparé de son circuit, le bras B du commutateur occupe sa position la plus élevée, indiquée en traits pleins sur la figure 33, ouvrant les contacts S 5 s2 et fermant s, ; mais, dès que l’on ferme le circuit secondaire sur l’une des lampes S( par exemple, on ferme aussi le circuit de la pile D par le relais r l L /, et sx. Ce faible courant suffit pour amener l'aiguille du relai r à fermer par o le circuit de l’électro-ai-
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- mant m, dont l’armature lâche en p la tige du piston P, lequel tombe alors, dans le solénoïde sectionné R, à son point le plus bas, en amenant le levier B dans sa position pointillée, où il ferme par T Tj le circuit primaire du transformateur, ouvre su et ferme s ets2.
- Comme les sections R Rj R2, ainsi que le fil de l’armature P sont reliés en parallèle au circuit
- des lampes par L Lx s et le plomb Z, ce courant excite P, et passe par /2 l3 g p à la section inférieure R7, Cette section attire alors P, jusqu’à ce qu’il ferme, par la plaque correspondante de son tube g, le circuit de la seconde section RG, qui l'attire à son tour, et ainsi de suite, jusqu’au haut de sa course, où il reste enclenché en p, par l’armature de m, malgré la tension du ressort l2.
- f JJ
- Fig. 33. — Commutateur automatique [Lucas et New (1892).
- Le levier B reste abaissé malgré ce ressort tant que l’armature de l’électro mx le maintient enclenché en 1. Mais, dès que l’on éteint la dernière lampe S,, le courant cesse de passer dans le solénoïde du relais 1\ qui, remonté par son ressort, ferme en c cx sur D le circuit de l’électro mu lequel attire son armature et déclenche B, de manière que le ressort l2 le ramène à sa position primitive, où il rompt le circuit primaire de u.
- Le contacts., n’est pas absolument nécessaire, puisque les sections R1 R2 et P sont coupées du
- circuit aussitôt quep arrive au haut de sa course, de sorte que l’on pourrait ne jamais séparer L2 et 4 du circuit secondaire; il a pour objet de permettre, par son réglage, de fermer le circuit primaire un temps donné avant ou après le secondaire. Le contact s2 empêche, en s’ouvrant, la pile D de se relier au circuit secondaire quand ce circuit est ouvert, et s' l’empêche de s’y décharger quand B se trouve au bas de course et le ferme. Gustave Richaud.
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- RECHERCHES RÉCENTES SUR I.A
- THÉORIE ÉLECTROMAGNÉTIQUE DE LA LUMIÈRE (')
- 2. Le principe de la moindre action et la conser-
- vation de l'énergie.
- En multipliant successivement les équations (ic) du mouvement par les qa et additionnant, on
- obtient :
- ^.i=-qyb.K<‘'-i£.H pu dqa-\ “L3<7a dl J
- =-£l"-sLÜ]!-
- Posons, comme plus haut (p. 12)
- E = H-s[9.f£], (3)
- nous pourrons écrire
- S[Pai?0] dM-^d/ = o (3.)
- La somme qui constitue le premier terme représente le travail que les forces P« exercent vers l’extérieur dans le temps dl, et on voit aussi que la quantité E diminue ou croît selon que ces forces exercent un travail positif ou négatif; par suite E représente l’énergie intérieure du système, exprimée en fonction des coordonnées pa et des vitesses qa.
- 11 en résulte que le principe de la moindre action, pris sous la forme du paragraphe précédent, comprend toujours le principe de la conservation de l’énergie.
- D’autre part, le principe de la moindre action n’est pas nécessairement vrai pour tous les cas possibles auxquels s’applique la loi de la conservation de l’énergie. On peut ajouter au système des équations (ic), de plusieurs façons, des termes qui n’empêchent nullement de déduire l'équation^), maisquierr péchentde lescombinersous la forme delà variation. Qu’on ajoute, par exemple à celle des équations (i,;) dont les termes portent l’indice a un terme cp qh, à celle d’indice b le terme — <pqa) dans equel cp est une fonction quelconque des coordonnées. Si, pour obtenir l’équation de l’énergie, on multiplie la première de ces équations par qa et la seconde par qa, les termes additionnels de l’énergie disparaisssent et la
- conservation de l’énergie n’est pas détruite. Au contraire, la variation correspondante
- 9 [<A 8P„ — q. 3pb]
- ne peut être considérée comme variation totale d’une fonction depa et qa que si 9 dépend exclusivement des variables qa p* et q^ pa.
- Si la fonction 9 introduite dans les termes additionnels était indépendante des vitesses, le mouvement ne serait pas réversible. Si 9 est une fonction linéaire des vitesses, le mouvement entier pourra s’effectuer en sens inverse.
- Comme on peut introduire de pareils termes dans chaque couple d’équations du système (id), on peut imaginer un grand nombre de ces cas où la loi de la conservation de l’énergie est satisfaite, sans qu’il en soit de même pour le principe de la moindre action.
- Il en résulte ainsi que ce principe, là où il s’applique, exprime un caractère spécial des forces naturelles mises en jeu, que n’implique pas leur nature de forces conservatrices. Quelques exemples éclairciront ce point.
- I. Le gyroscope. — Soit un gyroscope constitué par un corps de révolution porté par une suspension à la Cardan ; l’anneau extérieur a est mobile autour d’un axe vertical, soit 7. l’angle dont il a tourné, compté à partir d’un plan vertical fixe dans l’espace; le second anneau b tourne dans le premier autour d’un axe horizontal; soit p l’angle des plans des anneaux a et b. L’axe de rotation du gyrosope est, dans le plan de ù, perpendiculaire à l’axe de rotation de b par rapport à a. Soit/l’angle d’un méridien déterminé du gyroscope avec le pl-an de b, P le moment d’inertie du gyroscope autour de son axe de révolution, Q son moment d’inertie autour d’un de ses axes équatoriaux, celui des anneaux étant négligeable. La force vive du gyroscope est
- (h = -l
- On en tire, pour les valeurs des forces A, B, C qui tendent à accroître les angles a, p, y :
- B=-p»mp[ÿj
- d a
- A - Tt )p cos P [§7 + cos P Ÿt] + Q sinl P Tt
- U*).
- »P(37
- <2§?c — + <4‘>
- , „ d a"l d a. , _ .
- + cosPà7j7/ï + Qsin
- (l) La Lumière Électrique du 8 juillet 18931 p. 7-
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- i;o
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- La force A tend simplement à faire tourner le cercle c, de même la force B pour le cercle b. G tend à faire tourner l’appareil par rapport à b et doit avoir son point d’application sur b. Quand la force c est nulle, il vient
- d’où l’on tire, pour la valeur de H' :
- les R* étant fonctions des coordonnées pa et p0. Le calcul des forces s’effectue de la même façon. L’énergie électrodynamique totale est
- E=H-ï-[,*lî;|—”• (5e)
- La fonction h disparaît de cette expression, parce que
- H'= +
- 2 P
- - ;Q [«>" p (^j)'+( fr)"J +c
- du,
- c°spw(4d)
- et, pour les valeurs des forces :
- d r „ . . dal A=^Lt'cosp -Qsin‘P -dï\>
- B^sinp^ + Qsinpcosp^)'
- rf* |3 dt2‘
- (4C)
- Le premier terme de l’expression de H' est une constante qu’on peut négliger, puisqu’elle ne rentre que dans la constante arbitraire de E; le dernier terme est le terme linéaire qui manque dans la valeur de L.
- IL Action électrodynamique de circuits fermes quand il y a un potentiel. — Soit I* l’intensité du courant dans le circuit b et pa les coordonnées des masses pondérables dont nous négligeons la force vive. La fonction II est de la forme
- La quantité E ou H qui s’introduit ici est, comme la force vive des masses pondérables, une quantité nécessairement positive pour des courants fermés. En outre, E est une fonction homogène du second degré des la et les mêmes considérations employées plus haut montre-
- as H
- raient que le déterminant des quantités-^—
- 33I&
- ne peut pas être électriquement nul.
- III. Thermodynamique. — Soit un système défini par sa température uniforme 0et un nombre convenable des paramètres pa. Désignons par dQ la quantité de chaleur que reçoit le système dans un changement d’état infiniment petit est par U l’énergie interne C1). Le principe de la conservation de l’énergie s’écrira
- jiQ_|ïïi« + S. + (6)
- (5)
- où les Qt,c sont des fonctions des pa et où chacun des deux indices / et c se rapporte successivement à tous les circuits; les forces électromotrices induites, que nous désignerons par E*, sont données par
- et les forces pondéromotrices par
- Le dernier terme du premier nombre représente le travail extérieur total produit par le système quand on fait varier de dpa les coordonnées pa. On pourrait aussi ajouter, sous les restrictions qui seront indiquées plus loin, les termes qui représentent la variation de la force vive des masses pondérables.
- D’après le second principe de la thermodynamique, on peut écrire :
- ? o
- ~A±Ji 1 T
- 3 P» ' 6i'
- ]•
- (5 b)
- S’il existe, en outre, un aimant permanent, dont la position est déterminée par la coordonnée pu, il faut ajouter à H une série de termes linéaires, que nous désignerons par h, de la forme
- d’où
- d S
- J dS __ i rfU d 0 0 d 0 ’
- j sys
- 3P.
- i rau « Up«
- + P
- C) IIhi.mhoi.tz. La Thermodynamique des phénomènes chimiques (Berlin, Silz. Ber. 1882).
- H = fR, 1,1,
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- ou, en posant :
- F = u - j 0 s,
- 3
- 3 p,
- D'autre part :
- dF d t»
- dU d 6
- -JS-
- d’où
- et aussi
- d_Q _ ds d t dt’
- dQ=_0i rdFl
- U = F —
- dF d 0 '
- (6 «)
- (6 b)
- F est la fonction depa et de 6 que Helmholtz a appelée « énergie libre » ; la force vive des mouvements visibles des masses pondérables, que nous n’introduisons pas, serait une fonction des pa, des qa (homogène et du second degré) indépendante de 6.
- On peut conserver la même forme d’équation en changeant les variables; soit s une fonction quelconque de S et posons
- d
- ds ~ v~'
- H =
- F — 0
- dF d 0
- - n. s.
- Exprimons H et s en fonction des pa et de y., les équations s’écriront :
- dQ d S ds dt dt ^ d t’ d Q _ d dû dt ~~ ^ dt ds (6 C)
- P _ 3H “ 3 P. (6 d)
- E = H — (j. —j— . fl (j. (6 e)
- Ces équations ont bien la forme qu’avait trouvée l’auteur pour celle des mouvements monocycliques (1) dont nous allons dire quelques mots.
- Helmholtz appelle systèmes monocycliques des systèmes mécaniques à l’intérieur desquels se
- (') Helmholtz. — Principes de la statique des mouvements monocycliques, Jonrnal de Crelle, t. LXXXXVII.
- produisent deux ou plusieurs mouvements stationnaires périodiques, les vitesses ne dépendant, quand il y a plusieurs mouvements, que d’un seul paramètre. Il désigne comme sialiques les problèmes traités, en tant qu’il suppose que les variations qui se succèdent dans l’état du système se produisent avec une lenteur suffisante pour que le système ne s’éloigne jamais d’états dans lesquels il pourrait subsister indéfiniment.
- L’intérêt principal qu’offrent ces recherches, c’est que le mouvement calorifique, au moins dans les manifestations observables à l’extérieur, présente les propriétés essentielles d’un système monocyclique, et qu’en particulier l’impossibilité d’utiliser intégralement l’équivalent de travail qui se trouve sous forme de chaleur correspond, sous certaines conditions, aux propriétés des systèmes monocycliques. En fait, le mouvement calorifique n’est pas monocyclique, au sens rigoureux du mot. Chaque atome en particulier a vraisemblablement un mouvement différent, et le caractère mécanique d’un mouvement monocyclique ne doit son existence qu’au fait que dans un nombre extrêmement grand d’atomes toutes les phases possibles du mouvement sont constamment repré sentées, chaque phase étant exécutée tantôt par l’un tantôt par l’autre des atomes.
- Reprenons donc l’équation (1 c) (p. 10) et exprimons les restrictions nécessaires. Nous diviserons les coordonnées qui définissent l’état du système en deux groupes; celles d’un de ces groupes, que nous désignerons par l’indice b, seront considérées comme très rapidement variables, leur variation étant d’ailleurs périodique. De plus, pendant une période, les valeurs de E et de L (force vive des mouvements internes), varieront très peu, de sorte qu’on pourra considérer ces fonctions comme indépendantes despb et variant seulement avec les qb\ l’équation fondamentale s’écrira alors :
- + dtld q J -
- dsh . d t ’
- multipliant les deux nombres par qh et posant
- il vient :
- dQb = — Pt qh dt, dQt = qb dsb.
- Pour les autres coordonnées pa nous suppo-
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- serons, comme on le fait toujours explicitement dans les équations de la théorie mécanique de la chaleur, que leurs variations se produisent avec une vitesse infiniment petite, et qu’il en est de même pour les quantités qb (1), de sorte que tous les termes qui contiennent en facteur
- da, ou —~ devront être considérées comme
- dt dt
- infiniment petits du premier ordre.
- Ceci suppose que les forces extérieures, qui agissent sur le système ne s’éloignent jamais des valeurs qu’elles devraient avoir pour que les pa et les qb puissent rester constantes, de sorte que toutes les dérivées par rapport au temps qui entre dans les équations sont très petites et que le système se trouve à chaque instant très voisin d’un état stationnaire qui pourrait subsister indéfiniment. L’équation (3 c) deviendra dans ce cas :
- d II . <? Pu ’
- (6'd)
- si nous supposons qu’il n’y ait qu’une seule coordonnée qb il viendra :
- d Q_____/d Ii\
- d t ~~ q d t\d q )'
- (G'c)
- Enfin on aura, pour l’énergie interne :
- E
- H - q
- d H d q '
- (6'e)
- On retrouve ainsi, les trois équations écrites plus haut en partant des principes de la thermodynamique.
- On remarquera que — est un facteur inté-q s
- grant de d Q ; on a en effet :
- d Q qs
- d s s
- = d log s,
- qs, ou q2 joue donc le rôle de la température, qui serait ainsi proportionnelle à la force vive des mouvements internes.
- Les trois exemples que nous venons de donner suffiront sans doute pour montrer toute
- (•) Il s’agit ici de la valeur moyenne de qb pendant une période, et non de sa valeur réelle, qui varie très rapidement.
- l’importance des applications que l’on peut faire' à la physique du principe de la moindre action; dans la suite de ce travail nous aurons à développer celles qu’a faites Ilelmholtz à la théorie générale de l’électrodynamique. On serait facilement tenté de croire que tous les résultats de la physique pourront être, un jour ou l’autre, exprimés par des équations de Hamilton ; aussi est-il nécessaire de rappeler que le principe dé la moindre action ne saurait être considéré comme la loi générale à laquelle obéissent tous les phénomènes naturels.
- Helmholtz donne une explication satisfaisante des phénomènes réversibles ; les équations sont' réversibles quand H ne renferme que des puissances paires des qa\ on peut alors changer t en — /, qa en — qa, sa en — sa sans modifier ces équations. Pour qu’on puisse expliquer les phénomènes irréversibles, il faut que H contienne des puissances impaires des qa, ce qui arrivera quand il y aura des mouvements cachés.
- Mais le fait principal qu’il s’agit d’expliquer c’est l’impossibilité où est la chaleur de passer d’un corps froid à un corps chaud, ou l’augmentation continuelle de l’entropie d’un système soustrait à toute action extérieure. Or, M. Poincaré a montré que si on formait une fonction satisfaisant à la définition de l’entropie, il était impossible que la variation de cette fonction s'effectuât toujours dans le même sens. « Nous devons donc conclure que les deux principes de l’augmentation de l’entropie et de la moindre, action (entendu au sens hamiltonien) sont inconciliables. Si donc M. Helmholtz a montré, avec une admirable clarté, que les lois des phénomènes réversibles découlent des équations ordinaires de la dynamique, il semble probable qu’il faudra chercher ailleurs l’explication des phénomènes irréversibles et renoncer pour cela aux hypothèses familières de la mécanique ratio-nelle d’où l’on a tiré les équations de Lagrange et de Hamilton. »
- G. Raveau.
- {A suivre).
- (') Sur les tentatives d’explication mécanique des principes de la thermodynamique (Comptes rendus, t. CVIII, p. 55o).
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- CHRONIQUE ET REVUE
- DE LA PRESSE INDUSTRIELLE
- L’éclairage à arc et la lumière à incandescence par le gaz, par W. Wedding (*).
- L’extension rapide de l’éclairage à incandescence par le gaz a donné lieu, dans ces derniers temps, à un grand nombre de recherches intéressantes. La plupart des auteurs ne se contentent pas d’étudier ce mode d’éclairage ; ils le comparent généralement avec l’éclairage électrique. Nous citerons deux de ces travaux. Dans
- yf B
- Fig. 1
- une communication très intéressante, M. von Œchelhaeuser a exposé, à la Société Industrielle, de Berlin, les résultats de ses recherches sur l’éclairage à incandescence par le gaz et par l’électricité; et le professeur Heim a publié récemment (2) les mesures qu’il a effectuées sur
- 106 90 60
- le nouveau mode d'éclairage et sur l’arc électrique.
- Ces deux études sont,-à notre avis, incomplètes. La comparaison devrait se faire, autant que possible, dans les conditions de l’application pratique. Il ne suffit donc pas de mesurer la lumière rayonnée horizontalement, lorsque la source lumineuse n’est pas munie du globe ou du réflecteur dont elle sera accompagnée dans
- (') Communication faite à VEldilrotcchnischer Vcrcin, de Berlin.
- (®) La Lumière Électrique, t. XLVIII, p. i83.
- la pratique, Ces accessoires modifient la distribution de la lumière, surtout dans le cas des sources qui envoient beaucoup de lumière vers le haut, comme le fait le bec de gaz à incandescence.
- Ces conditions ayant été observées dans le présent travail, nous ne croyons pas devoir revenir sur ce qui est déjà connu.
- L’intensité lumineuse des lampes sous des angles différents est mesurée comme suit :
- Soit L! (fig. i) la source lumineuse à mesurer. Sur le banc d’optique A B se trouvent, au niveau des deux photomètres Pj et P2, deux lampes à
- incandescence L2. Après les avoir portées à la même intensité lumineuse dont la valeur est déterminée en unités Hefner par comparaison avec la lampe à acétate d'amyle, on fait fonctionner la lampe Lj. Quand celle-ci a atteint son régime
- Fig. 4
- normal, on en fait varier la hauteur h au-dessus du banc d’optique, ce qui permet de mesurer l’intensité lumineuse sous des angles variant, par exemple, de io° en io°. D’après la figure, on a la relation
- lorsque les angles d’incidence sont égaux. Pour étudier la distribution de lumière au-dessus de l’horizontale, on enlève la partie moyenne du banc d’optique et l’on fait descendre la lampe.
- Deux lampes à arc, l’une (I) de la Société générale d’Electricité de Berlin, l’autre (II) de la
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- maison Siemens et Ilalske, ont été essayées à i,5-3 ampères. La première est munie d’un petit globe en verre opale, qui descend à mesure que les charbons se consument, de sorte que l'arc
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- PiC- 6
- reste toujours au centre. Toute la partie inférieure de la lampe est d’ailleurs entourée d'un autre globe plus grand en verre transparent. La lampe Siemens et Halske ne possède qu’un
- grand globe de verre. Les deux lampes ont une dérivation de 5oo ohms, qui consomme environ 2 watts.
- La figure 2 représente les intensités lumi-
- neuses O sous divers angles, à gauche et à droite de la verticale, pour la lampe I, fonctionnant avec 2 ampères et 32, i volts, les globes étant enlevés. Charbon à mèche, de 9 millimètres et charbon homogène de 6 millimètres.
- En prenant les moyennes entre les valeurs de l’intensité lumineuse de droite et de gauche sous le même angle, on obtient la courbe figure 3.
- Fig. 7 et 8.
- Pour obtenir l’intensité moyenne sphérique au-dessous de l’horizontale, faisons tourner cette courbe autour de la verticale A B et calculons le volume du solide de révolution, qui représentera la quantité totale de lumière rayonnée au-dessous de l’horizontale. Le rayon de la sphère
- d’égal volume donne alors l’intensité moyenne sphérique.
- Dans le cas de la figure 2 on obtient im = 66 unités Ilefner, et comme la puissance absorbée est de 64,2 watts, on trouve qu’un watt fournit une intensité moyenne de i,o3 unités.
- C) Dans toutes les figures, les rayons des cercles sont exprimés en unités Ilefner.
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- Ces nombres ne présentent, toutefois, pas un très grand intérêt, les lampés à arc étant, dans la pratique, entourées de leurs globes. En répé-
- Fig. 11.
- tant les mesures avec emploi des globes, on trouve pour la même lampe la courbe figure 4. L’intensité moyenne sphérique pour l’espace
- m no 9n 90 70
- Fig. 12.
- inférieur est de 33,o unités, et 1 watt ne fournit plus que 0,514 unité c’est-à-dire que la lumière est réduite de moitié.
- Cette même lampe a été essayée avec et sans globes en employant de 1,5 à 3 ampères. Les intensités moyennes obtenues sont portées dans la figure 5 en fonction de la puissance absorbée en watts. La différence entre la courbe I (sans globes) et la courbe II (avec globes), montre que la diminution de lumière est de 5o 0/0.
- On a examiné de la même façon la lampe II ;
- Fig. 13.
- elle donnait la même intensité que la lampe précédente. Mais munie de son globe elle diffère de l’autre. On voit, par exemple, dans la figure 6 donnant les deux courbes (avec et sans globe) pour diverses intensités que l’affaiblissement de la lumière varie de 25 à 33 0/0. Ce phénomène curieux s’explique par ce fait qu’aux grandes in-
- Fig. 14.
- tensités de courant le rayonnement de la lumière au-dessus de l’horizontale est de plus en plus intense. C’est ce que l’on peut voir par les figures 7 et 8, courbes obtenues avec 2,5 et 3 ampères, respectivement.
- Pour la figure 7 on a
- i„ = 23,2,
- et pour la figure 8
- tm — 27,6.
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- La grosseur des charbons joue naturellement ici un grand rôle. On a employé les charbons fournis par l’usine pour les intensités de courant indiquées.
- L’éclairage à incandescence par le gaz donne lieu à une distribution de lumière toute différente.
- ' Un brûleur bien réglé, alimenté par du gaz à 35 millimètres d’eau de pression, a été mesuré comme les lampes à arc. Gomme les mesures au-dessus et au-dessous de l’horizontale n’ont
- Fig. i5.
- pu être faites le même jour, et que l’orientation du brûleur par rapport au photomètre a pu être modifiée, les deux courbes (fig. 9 et 10) diffèrent légèrement. La consommation de gaz était de 107 litres à l’heure pour la figure 9 et de io3 litres pour la figure 10.
- Quoi qu’il en soit de cette petite différence, les valeurs montrent que la lumière au-dessus de l’horizontale est d’environ les 4/3 de celle au-
- Fig. 16.
- dessous. Si pour la lampe à arc on peut négliger la lumière s’échappant vers le haut, on voit qu’il n’en est pas de même de l’éclairage à incandescence par le gaz.
- Mais, comme nous l’avons dit, il faut essayer ces sources d’éclairage dans les conditions de la pratique, c’est-à-dire avec leurs globes, réflec-teursy, etc., et alors le bec à incandescence donne une distribution plus uniforme. Ce bec a donc été muni d’un grand réflecteur en porcelaine avec abat-jour blanc et abat-jour en verre, d'un globe opale, d’une tulipe dépolie avec figures, d’un globe blanc et d’un globe rose, dépolis,
- avec figures. Les figures 11 à 14 donnent les résultats suivants :
- Fig. rr. — Réflecteur en porcelaine avec abat-jour blanc,im = 5?,o; pour 1 litre de gaz par heure :î„, = 0,523. Fig la, — Globe opale, im = 54,5 ; f„, = o,5o5.
- Fig. i3. — Tulipe, im — 48,4; I,„ = 0,44.
- Fig. 14. — Globe blanc dépoli, i„, = 36,8 ; I„ = 0,34.
- L’emploi des globes, à l’exception des globes
- dépolis, ne donne pas lieu à une diminution de lumière au-dessous de l’horizontale, mais, au contraire, à une augmentation. La lumière envoyée vers le haut se trouve en grande partie réfléchie, de sorte que vers le bas la lumière se trouve augmentée jusqu’à près de 42 0/0.
- Mais même ces nombres ne permettent pas
- encore d’établir une comparaison pratique. Le consommateur ne se soucie probablement pas de l’intensité moyenne sphérique. Dans la plupart des cas, il ne sait pas ce que signifie ce nombre. Ce qui lui importe, c’est que le parquet de son magasin ou la table sur laquelle il travaille soit bien éclairé. Ce sont donc les parties inférieures des courbes qui ont, à son avis, la plus grande importance.
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- La source lumineuse L (fig. i5) éclaire la surface AG par le cône A LG. Admettons que AC = 5,5 m. et h~ 1 mètre. On n'utilise alors que la lumière émise à partir d’un angle de 20° au-dessous de l’horizontale, de sorte que l’angle A L C = 140°. L’éclairement B d’un point quelconque sur A G est donné par
- „ _ J cos p
- ü-----h '
- si nous appelons r la distance de la source, J l’intensité lumineuse dans cette direction et |ï l’angle d’incidence. Pour cette équation on peut écrire également
- B _ J sin* « h“
- Pour le cas que nous considérons, B = .] sin3 a. Comme les courbes nous donnent la distribution de lumière, nous pouvons calculer l’éclairement de chaque point sur A G. En portant ces nombres, calculés pour les divers réflecteurs, sur A D on obtient les courbes des figures 16, 17 et 18.
- La figure 16 donne les résultats de la lampe à arc Siemens et Halske avec cinq régimes différents : 51,3 ; 70,8; 72,2 ; 94,5 et 107,4 watts.
- La figure 17 donne les résultats analogues pour la lampe de la Société générale avec 47,7; 49,0 ; 64,2 ; 65,6 ; 86,2 ; 86,7 et 108 watts.
- Enfin, la figure 18 se rapporte au bec de gaz à incandescence avec les d iverses espèces de réflecteurs.
- On voit que ce dernier éclairage donne dans la verticale une lumière très intense, mais qui diminue rapidement à mesure qu’011 s’éloigne du centre, tandis que pour les lampes à arc, la lumière croît et passe par un maximum à environ 0,7 m. du centre D. L’éclairement est beaucoup plus uniforme, ce qui est un grand avantage, l’œil étant très sensible aux différences d’intensités.
- Les intensités moyennes se déduisent encore du volume du solide de révolution obtenu par la rotation de la surface considérée autour de l’axe des ordonnées. Les valeurs de im et de I (par unité de dépense) sont pour les divers cas, respectivement :
- Fig. 16. — im = 5,0 ; 6,3; 8,9; 12,9; 14,9. I = o,ioo;
- 0,090; o,i23; 0,136; 0,138.
- Fig. 18. — im — 10,1; 10,7 ; 8,5 ; 5,2. I = 0,095 ; 0,099 :
- 0,077; 0,049.
- Ainsi, malgré l’intensité de la lumière que le bec de gaz projette au centre de la surface éclairée, l’intensité moyenne est moindre qu’avec la lampe à arc absorbant 94 watts et plus.
- Pour contrôler la généralité de ces conclusions, nous avons étudié de la même manière cinq autres brûleurs à gaz du même système et nous avons obtenu en moyenne o,3oi unité Hefner par litre de gaz par heure. Comme notre premier brûleur avait donné 0,390, il faut réduire tous les nombres de 23 0/0.
- On obtient de cette façon :
- Globe dépoli Tulipe Abat-jour Globe opale
- im..... 4,03 6,52 7,79 8,21
- 1...... 0,0378 0,0591 0,0714 0,076
- Lampe à arc Siemens et Halske.
- iM..... 5,02 6,34 8,86 12,88 14,84
- 1...... 0,0980 0,0895 0,123 o,i 36 0,138
- Dans les machines modernes, on peut, avec 1 m3 de gaz par heure obtenir, par un moteur à gaz et une dynamo environ 1000 watts utiles. Nous pouvons donc immédiatement comparer les nombres obtenus pour 1 watt et pour 1 litre de gaz par heure. Si nous comparons les lampes en nous basant sur les nombres de la première colonne, nous voyons que par l’utilisation indirecte du gaz pour la production d’énergie électrique, nous obtenons 2,6 fois plus de lumière qu’en brûlant le gaz dans le bec à incandescence. Si l’on compare la valeur la plus faible pour l’incandescence au gaz à la valeur la plus forte pour la lampe à arc, le rapport est de 1 : 4, et dans le cas contraire, de 1 : i,3.
- Ce rapport est encore plus favorable à la lumière électrique après une certaine durée d’allumage, car le bec à incandescence perd en intensité. Au bout de 100 heures, par exemple, il a déjà perdu i5 0/0 de son intensité lumineuse primitive.
- A. H.
- Chauffoir Cook et fers à repasser Jenkins (1893).
- Le fond A' du chauffoir est (fig. 1 à 3) pourvu d’une spirale B, sur laquelle on enroule le fil, d’abord à l’intérieur, puis à l’extérieur, de manière que les courants ne puissent pas l’aiman-j ter, et qui s’emboîte dans un couvercle C', facile à découvrir. On peut, comme l’indique la figure
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- 3, employer une double spirale formée de deux spirales B' B2 enroulées en sens contraire.
- Le fer à repasser I, représenté par la figure 4, reçoit à l’intérieur une sole A, creusée de rainures A1, pourvues chacune d’un crayon de graphite B, enveloppé d’une gaine isolante b, et
- Figr. 1 à 3. — Chauffoir Cook.
- reliés deux par deux, à leurs extrémités, par des blocs métalliques F (fig. 5), assujettis au moyen de fils E, de manière que le courant les traverse en série de H à G.
- En figure 6 les résistances sont constituées
- Fig-, 4 à 6. — Fer à repasser Jenkins.
- par une suite de billes de graphite E, serrées entrev les plateaux isolés A et B, et reliées en série de K en J par les ferrures de contact G, de manière qu’il suffise de desserrer les boulons G pour avoir accès à tout le système.
- G. R.
- Galvanomètre Hoydt (1891-1893).
- Le voltmètre représenté par les ligures 1 à 3 a son aiguille d suspendue dans le champ de
- Fig. i à 3. — Voltmètre Hoydt.
- l’aimant permanent e et de la bobine/, parcourue par le courant à mesurer. Les pôles gg2 de l’aimant permanent e sont constitués par des vis, à
- Fig. 4. — Ampèremètre Hoydt.
- contre-écrous h /t, qui permettent d’en régler rigoureusement l’écartement. La bobine f est comprise entre des fonds en bronze. L’un d’eux, f, est bouché par une plaque de fer k, fixée par des
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- vis dans les bras de l’aimant e, dont elle ferme ainsi en partie le circuit magnétique, de manière à rendre plus sensible l’action des pôles g2g2.
- L’ampèremètre pour gros courant, représenté par la figure 4, se compose d’un solénoïde a. traversé par le courant, et dont l’armature b, pivotée en b2 et équilibrée en c, porte un deuxième contrepoids c2, dont le moment augmente à mesure que b s’enfonce dans le tube du solénoïde. Ce contrepoids et la forme de b sont réglés de façon que les déplacements de l’aiguille/soient proportionnels aux intensités en a
- G. R.
- Compteur horaire Pattee (1893).
- Ce compteur, monté en dérivation A3A( sur le circuit, comprend une résistancej, évitant toute
- Fig-, 1. — Compteur Pattee.
- dépense inutile de courant, et un électro 1, qui, lorsque le courant passe, attire son armature I', et repousse ainsi, par K, L le frein à ressort K H vers la gauche, de manière à laisser partir
- le mouvement d’horlogerie E, qui marche alors pendant toute la durée du passage du courant et l’indique sur des cadrans convenablement gradués. L’action du frein F II se produit sans choc, à cause de son élasticité, et avec une très faible dépense de courant, et la tige K est réglable en k2.
- _ __ G‘ R>
- Clef de rappel télégraphique Bell (1893).
- Cette clef D est à 6 contacts les contacts 1, 2, 3, 4, sur la circonférence décrite par les touches C C, et les contacts 5 et 6 sur celle des lames L. Normalement, le ressort M maintient la clef dans la position indiquée, fermant, par 1,2 et C C, le circuit de ligne J J.
- Pour répondre à l’appel, on .tourne la clef
- Bell. Clef télégraphique.
- dans la position pointiliée; le circuit de la pile de rappel G se ferme sur la sonnerie R par (G, O, 5, L, 3, II R II' K', K, I2, 4, C, C, 6 O', G) en maintenant le relais E et la pile principale F coupes de circuit. Une seule pile G suffit ainsi pour actionner les rappels de toute une série de circuits, au lieu d’une pile par circuit.
- G. R.
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- Voltmètre Brown (1893).
- Cet appareil très portatif est enfermé dans une boîte métallique, à fond I, facilement amovible
- qu’elles peuvent transmettre jusqu’à i,5o ampère par millimètre carré de section. La dérivation permanente G, sur laquelle on intercale les galvanomètres, etc., est prise sur les bornes A et B par les vis F F, de manière que la chute de potentiel y soit invariable pour une intensité donnée.
- G. R.
- Accumulateurs Rosenthal et Doubleday (1892).
- La matière active est enfermée dans les ondulations A de la plaque de plomb perforée B, à talon B2, comprise et maintenue dans le cadre
- Fig. i et 2.
- pour la visite de l'instrument, et recevant les fils du circuit à étudier par les bornes isolées E E.
- ^ _ G. R.
- Dérivation permanente Weston (1893).
- Le conducteur principal est coupé en deux parties G G, reliées par des lames d’argentan E,
- Fig. i et 2.
- G par deux parois d’ébonite perforées assez solides pour s’opposer au gauchissement,, tout en laissant une grande liberté à la circulation des liquides.
- G. R.
- REVUE DES TRAVAUX
- RÉCENTS EN ÉLECTRICITÉ
- SOCIÉTÉ FRANÇAISE DE PHYSIQUE
- courtes, bien aérées, et implantées dans de grosses bornes métalliques A et B, de manière
- Séance du 7 juillet 1893.
- M. Joubert, président, donne lecture d’une lettre de M.'Raffard, à propos de la communication de M. de Goincy, sur les globes Frédu-reau.
- L’auteur rappelle qu’en 1878 la maison Bre-guet avait construit une trentaine de lampes diffusantes pour l’éclairage des travaux du port du Havre et ceux du canal de la Scarpe.
- Ces lanternes, dont une existe encore à la maison Breguet, étaient à base carrée; elles
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- avaient 0,48 m. de côté et 0,80 m. de hauteur, on les éclairait avec des régulateurs Serrin.
- Elles furent tout d’abord garnies de vitres ordinaires, que l’on enduisait de peinture blanche pour empêcher le foyer d’éblouir les ouvriers et les ombres d’être trop nettes. Ces vitres absorbant une partie exagérée de la lumière, M. Raffard eut l’idée de remplacer chacune d’elles par deux vitres ondulées du commerce, superposées et placées de façon que les cannelures de l’une fussent perpendiculaires à celles de l’autre.
- La lanterne devint alors presque également lumineuse sur sa surface, les ouvriers purent facilement en supporter l’éclat, les ombres étant adoucies d’une façon suffisante.
- Le sol et les objets éclairés présentaient bien des marbrures par suite des petites différences dans la répartition de la lumière, mais cet inconvénient n’avait aucune importance étant donné le travail grossier à exécuter.
- M. le Dr S. Leduc donne de nombreux et intéressants détails sur les effets des courants alternatifs de haute tension et de haute fréquence produits à l’aide des machines électrostatiques.
- Cette communication est en somme l’extension de la lettre adressée par l’auteur à la So« ciété dans sa séance du 2 juin dernier.
- Les machines à influence peuvent produire des courants alternatifs dont les propriétés assez particulières sont dignes de remarque. La production de ces courants est due à ce qu’une machine en fonctionnement, donnant une série d’étincelles, continue en apparence, éprouve dans ses conducteurs des variations de potentiel très rapides donnant lieu à des oscillations électriques bien connues aujourd’hui.
- Pour pouvoir utiliser ces variations, l’on suspend par son armature interne une bouteille de Leyde à chacun des pôles de la machine et on réunit les armatures externes par une résistance assez grande; les armatures internes feront ainsi partie des conducteurs de la machine, Les vibrations électriques qui, au même instant se font en sens inverse dans chaque armature, le potentiel s’élevant d’un côté en même temps qu’il s’abaisse de l’autre, se transmettent aux armatures externes dans lesquelles elles déterminent des modifications périodiques de l’état électrique. Il en résulte donc, dans le
- circuit réunissant les armatures externes, la production d’un courant alternatif de grande fréquence.
- La résistance à intercaler entre les armatures externes des bouteilles, doit être telle que la capacité totale des condensateurs soit proportionnée au débit de la machine.
- En particulier, si les armatures externes étaient réunies par une résistance assez faible, les conducteurs de la machine dont font partie les armatures internes auraient une capacité beaucoup trop grande, les étincelles se succéderaient assez lentement et l’on obtiendrait un courant alternatif de fréquence minime.
- Si au contraire la résistance intercalée entre les armatures externes était trop considérable,
- Fig. 1.
- il ne se produirait aucune déchaïge oscillante entre ces armatures et par suite aucun courant alternatif.
- M. le Dr S. Leduc répète ces expériences devant la Société, en employant une machine de Wimshurst à deux plateaux de 0,70 m. de diamètre.
- Les propriétés des courants alternatifs ainsi obtenus sont analogues à celles des courants à haute fréquence et à haut potentiel, mais elles ne sont nullement identiques.
- La plupart des expériences de Tesla, Elihu Thomson peuvent être reproduites avec ces courants.
- Les corps conducteurs parcourus par ces courants deviennent lumineux et de toute leur surface se dégage des aigrettes absolument diffé-
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- rentes comme intensité et comme propriétés générales de celles de l’électricité statique. En en approchant d’autres conducteurs, en variant leur forme, on peut produire des effets lumineux très variés et très beaux.
- D’après l’auteur, la meilleure disposition pour répéter ces expériences consiste à mettre l’une des armatures extérieures en communication avec le sol et l’autre avec une chaîne pendante en contact par un seul point avec la table portant la machine à influence.
- En entourant cette chaîne avec un tube de caoutchouc qu’on tient à la main, il devient lumineux par la production de courtes aigrettes, sous forme d’effluves, entre la main et le tube.
- La sensation éprouvée par l’opérateur n’est nullement pénible, l’auteur se propose d’étudier l’influence d’une semblable électrode sur l’organisme.
- Un tube de Tesla approché du conducteur libre s’illumine vivement et à une distance assez grande. Si l’on écarte les boules de l’excitateur de façon à ralentir la rapidité des étincelles et par suite à diminuer la fréquence tout en augmentant la tension, le tube s’éteint et ne redevient lumineux qu’à une distance très faible de la machine.
- Une ampoule de lampe à incandescence suspendue au conducteur libre devient lumineuse et l’effet, comme dans les expériences de Tesla, augmente considérablement lorsqu’on la touche avec la main.
- Le tube de caoutchouc et la lampe sont fortement attirés par tout conducteur en communication avec le sol et en particulier par la main. Si l’on cherche à reproduire cette expérience avec l’électricité statique, on constate qu’il y a d’abord attraction, puis répulsion ; tandis que les courants alternatifs donnent lieu au seul phénomène d’attraction.
- Au point de vue des effets physiologiques, les courants alternatifs obtenus avec les machines électrostatiques excitent les nerfs sensitifs et moteurs.
- L’électrisation peut se faire de trois façons:
- i° En plaçant l’individu dans un champ électrique périodique ;
- 2° A distance, par étincelles ;
- 3° Par contact de l’électrode avec la peau.
- Dans le premier cas le sujet est placé sur le tabouret à pieds de verre, auquel on attache la
- chaîne de l’une des armatures extérieures, l’autre aboutissant par son extrémité libre à un inducteur placé au-dessus de la tête de l’individu.
- Si la machine donne une série continue d’étincelles, la sensation est à peu près nulle ; mais si les étincelles sont intermittentes il se produit une sensation très nette et difficile à définir, et sensible principalement à la tête.
- Lorsque celle-ci est irès près du conducteur suspendu, l’intervalle devient lumineux; l’étincelle éclate lorsque la distance est un peu plus faible. Pour éviter cet accident on prend comme conducteur une surface recouverte de pointes.
- L’électrisation à distance donne lieu à la production d’étincelles provoquant des douleurs insupportables, faisant contracter les tissus du derme et donnant la chair de poule. C’est sans doute à cette anémie superficielle qu’est due l’insensibilité signalée par M. d’Arsonval.
- MM. Labbé et Oudin ont fait connaître il y a quelque temps l’action favorable des étincelles sur les névralgies.
- L’électrisation par contact donne également des effets différents, suivant que les étincelles sont intermittentes ou continues. Si elles sont intermittentes le corps est traversé par des ondes sinusoïdales parfaites.
- Si elles sont continues, les effets sont bien plus particuliers. Les électrodes tenues à pleines mains ne donnent à peu près aucune sensation, mais si on localise l’action en un seul point le phénomène change.
- Pour étudier les effets produits, une seule électrode suffit. On se sert d’une pointe métallique mousse, tenue par un manche isolant et fixé à la chaîne libre de l’une des armatures externes (fig. i).
- Si l’on promène cette pointe mousse sur la peau, elle produit dès qu’elle passe sur un nerf moteur ou sensitif une excitation dans toute sa distribution au-dessous du point touché.
- Cette sensation est tellement nette qu’elle permet de dessiner très exactement sur la peau la surface innervée.
- Plusieurs membres de la Société, et en particulier MM. Pellat, d’Aj-sonval, Garriel, etc., vérifient par eux-mêmes cette curieuse propriété.
- M. le D1' S. Leduc termine en rapportant une expérience des plus surprenantes sur la contraction par induction à distance à l’aide de cou-
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- rants développés par induction dans le corps humain.
- Cette expérience est la suivante :
- L’observateur étant placé entre la machine et une grenouille, s’il approche la main de l’animal, comme pour le montrer du doigt, les muscles entrent en contraction même à une distance qui peut atteindre un mètre.
- Les mouvements obtenus en approchant ou en éloignant la main sont inscrits sur le myo-graphe par la patte galvanoscopique.
- Séance du 21 juillet 1893.
- M. Mergier présente à la Société un ohmmètre universel. Cet appareil a été construit dans le but de déterminer la résistance du corps humain; mais il s’applique, bien entendu, à la mesure d’une résistance quelconque.
- La mesure du corps humain, tant au point de vue physiologique qu’au point de vue pathologique, prend une importance assez grande, mais jusqu’ici les nombres trouvés présentent des discordances considérables et aucun d’eux ne paraît exact.
- C’est ainsi que certains expérimentateurs donnent comme résistance physiologique des nombres variant entre 5oo et 1 5oo ohms, tandis que d’autre la supposent comprise entre 6000 à à i5 000 ohms.
- Dans l’état pathologique les différences sont encore plus considérables puisqu’on arrive à trouver des résistances de 60 000 à 80 000 ohms chez des sujets atteints de certaines maladies nerveuses.
- L’auteur s’est tout d’abord proposé de rechercher d’où pouvaient venir les causes d’erreur.
- Il a ainsi reconnu que les erreurs étaient surtout imputables à la polarisation des électrodes. On n’a en effet précisément employé, pour cause de simplicité, que les méthodes ne pouvant éliminer cette cause d’erreur, et en particulier la méthode de substitution.
- Une seconde cause d’erreur serait due à la polarisation des tissus.
- L’auteur a cherché, en collaboration avec M. Weiss, à se rendre compte de la valeur de cette polarisation, qui aurait été trouvée égale à 2 volts.
- Ce chiffre relativement considérable n’est du reste donné par l’auteur qu’avec les plus grandes
- réserves et doit être considéré uniquement comme montrant simplement que la polarisation des tissus n’est pas négligeable.
- Les méthodes plus complexes employées dans les laboratoires pour la mesure des résistances ne sont généralement pas applicables lorsqu’il s’agit de se transporter près d’un malade; c’est pourquoi l’auteur a cherché une méthode simple et facile donnant immédiatement la résistance.
- Un premier appareil fut construit, et il est sensiblement identique à celui que M. Carpentier faisait présenter dernièrement à la Société Internationale des Electriciens.
- Il se compose d’un système de deux cadres mobiles à fil fin, faisant entre eux un angle de 90° et placés chacun dans un champ magnétique directeur.
- Les deux cadres avaient été disposés tout d’abord l’un au-dessus de l’autre, mais l’auteur après quelques recherches les a placés l’un dans l’autre, comme le montre la figure 2.
- Les extrémités de chacun des cadres sont fixées, l’une au fil de suspension, l’autre en série avec un circuit particulier. Ces deux circuits totaux sont montés en quantité sur une source de courant quelconque.
- La position d’équilibre dépend des résistances r et r' des deux dérivations qui comprennent, l’une une résistance connue, l’autre la résistance à mesurer.
- Cette disposition ne peut être employée que si le système dans l’espace n’est soumis à aucune . force directrice occasionnée par les connexions des fils des cadres mobiles avec les résistances; c’est là une condition des plus faciles à réaliser.
- Le champ magnétique avait tout d’abord été constitué par un seul aimant, mais dans ces conditions le champ n’étant pas sensiblement uniforme dans tout l’espace occupé par les cadres, les déviations du système n’étaient pas proportionnelles à la différence des résistances.
- Pour obtenir un champ à peu près constant, il suffit d’employer deux aimants placés horizontalement et opposant leurs pôles de même nom. En réglant la distance des deux aimants on peut arriver à une proportionnalité à peu près absolue entre les déviations et la différence des résistances r — r'.
- Les cadres ont chacun une résistance d’environ 600 ohms.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
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- Cet appareil est très sensible et il pourrait facilement servir comme indicateur ou comme enregistreur de température, étant donné que les résistances de certains métaux sont sensiblement proportionnelles aux variations de température.
- Ses indications ne dépendent nullement de l’intensité du courant, ce qu’il est facile du reste de vérifier expérimentalement.
- Il présente un inconvénient assez grave au point de vue de la facilité des mesures, car il n’est nullement apériodique.
- Pour obvier à Cet inconvénient l’auteur a eu recours à l’artifice bien connu employé par M. d’Arsonval.
- Pour mesurer la résistance du corps humain
- Fig. 2.
- avec un appareil semblable il suffit de placer dans l’un des deux circuits deux cristallisoirs dans lesquels le sujet plonge les mains. L’erreur due â la polarisation des électrodes peut être supprimée en plaçant deux électrodes de même nature dans deux liquides identiques à ceux employés; mais l’erreur due à la polarisation des tissus reste.
- Pour l’éliminer l’auteur â fait construire sur les mêmes idées théoriques un appareil destiné à fonctionner avec des courants alternatifs.
- Le système des cadres est fixe cette fois, et la partie mobile est constituée par une bobine placée à l’intérieur et supportée par deux fils.
- Le courant changeant de sens dans les cadres et dhns la bobine en même temps l’action conserve le même sens.
- Avec ce système l’action du champ terrestre n’est plus négligeable; pour l'annuler on dispose au-dessus du système des deux cadres un second
- système identique, mais enroulé en sens contraire.
- En dehors du couple de torsion produit par les cadres sur les bobines il peut y avoir aussi une attraction que l’auteur a évitée simplement en employant une bobine intérieure beaucoup plus petite.
- La sensibilité de l’appareil est évidemment d’autant plus grande que l’équipage a un poids plus faible; le courant employé peut être de 4 à 5 milli-ampères, courant facilement supportable par le corps humain.
- Les applications de ces deux appareils sont très nombreuses. Le premier peut être employé pour mesurer toutes les résistances qu’on veut, pour enregistrer et indiquer la température, pour mesurer l’énergie radiante, ce qui peut avoir une certaine impoi'tance en photographie. Le second peut être employé à la mesure de la résistance du corps humain. L’auteur se propose d’ailleurs de revenir dans une communication ultérieure sur les multiples applications de ses appareils.
- M. Mergier termine en indiquant un procédé simple pour obtenir des bobines de résistance sans induction pour la mesure des résistances. Ces bobines sont formées d’une plaque d’ébo-nite portant sur deux côtés opposés de petites pointes d’ébonite, on enroule alors le fil en platine iridié en allant d’un côté à l’autre de sorte qu’à chaque portion de fil parcourue par un courant dans un certain sens en correspond une autre parallèle et voisine, et parcourue en sens contraire.
- Avec des bobines semblables en .mesurant des résistances par la méthode de Kohlrausch on obtient le silence complet dans le téléphone.
- M. Guillaume demande à M. Mergier quel est le degré de précision des mesures faites avec ses appareils.
- M. Mergier répond qu’en opérant sur des liquides M. Weiss et lui ont pu obtenir le silence absolu dans le téléphone, mais qu’en mesurant la résistance du corps humain il est impossible d’obtenir le silence complet, même en plaçant dans le second circuit une résistance de même nature que celle à mesurer, c’est-à-dire un autre individu. Dans ce dernier cas le bruit minimum est moins fort que dans le premier, mais il es^ encore très appréciable.
- Après une nouvelle réplique de M. Guillaume
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- sur la précision obtenue par Kohlrausch avec l’enroulement Chaperon, M. Abraham au nom de M. Chassigny rappelle qu’il est possible de construire des résistances sans induction en employant de simples peignes comme ceux qu’on fournit dans le commerce, puis M. Ducretet rappelle le procédé employé par lui pour la construction des bobines sans induction exposées en 1889.
- M. Lejeune présente à la Société un appareil portatif pour la mesure rapide de l’isolement des conducteurs.
- Cette communication n’est autre que celle faite par l’auteur à la dernière séance de la Société internationale des Electriciens, nous n’avons donc pas à y revenir.
- La séance est terminée par une intéressante communication de M. Marey sur le mouvement des liquides étudiés par la chronophotographie.
- F. G.
- Mesure des champs magnétiques, par Alex. Russell (*)•
- Une méthode rapide de mesure de l’intensité d’un champ peut être utile dans le laboratoire. La méthode suivante de mesure de H semble à première vue très primitive, mais elle est capable, entre les mains d’un expérimentateur soigneux, de donner des résultats suffisamment précis pour un grand nombre d’applications pratiques, et l’appareil qu’elle exige est des plus simples.
- Les instruments à employer dans cette méthode sont un ampèremètre et une aiguille aimantée; une aiguille des petites boussoles que l’on vend comme breloques convient parfaitement. L’aiguille est placée au point où l’on veut mesurer l’intensité de champ, et l’on suspend dans le voisinage verticalement un long fil métallique traversé par un courant. Lorsque ce fil se trouve à une certaine distance de l’aiguille Sur une normale passant par le centre de celle-ci l’intensité de champ résultante est si faible que l’aiguille peut être placée dans une direction quelconque.
- Soit P (fig. 1) le pivot de l’aiguille, et supposons que le fil coupe le plan du papier normalement en Ü. Si le courant circule de bas en
- haut, et si son intensité est de I ampères, l’intensité de champ au point P due au courant est normale à O P, dans la direction P R, et est 2 I
- égale à —7=-^. Donc, si cette intensité neutra-0 10 OP
- lise exactement le champ, on a
- H = unités C. G. S.
- L’aiguille se comporte à ce point d’une façon
- O
- Fig. 1
- particulière. Quand on approche le fil de O vers P l’aiguille se dirige vers R, et quand on l’éloigne elle se dirige vers H. Un déplacement du fil parallèlement à RH fait tourner l’aiguille vers le fil, et quand celui-ci est déplacé dans l’autre sens, l’aiguille (le même pôle) s’éloigne
- du fil. Il est facile de se rendre compte de ces mouvements en construisant le parallélogramme des forces.
- Le cas d’un champ magnétique uniforme perturbé par un courant rectiligne est important. Maxwell donne dans son traité d’électricité un diagramme des lignes de foirce dans ce cas. Gomme il est Utile que nous connaissions les directions des lignes de force plus près du point j neutre que Ce diagramme ne l’indique, nous
- (‘) The Elecirician, 14 juillet 1893.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- allons chercher l’équation algébrique des lignes de force. Le procédé ordinaire pour tracer les lignes de force pratiquement est d’employer une boussole, l’aiguille se dirigeant toujours dans le sens de la force résultante, et par suite étant toujours tangente à la ligne de force au point considéré.
- Soit (fig. 2) O le point d’intersection du fil avec le plan du papier, et O X la direction des lignes de force terrestres. Appelons a et j les coordonnées de P, et 0 l’angle P O X. En P, les forces sont PII, parallèle à O X et égale à H,
- et P K perpendiculaire à OP et égale à i^jp-
- Soit P R leur résultante. Abaissons de P sur
- Fig. 3
- voit aisément que est infini chaque fois qu’une ligne de force coupe le cercle -r2+r* + 5^ y = O'
- Donc, en tous les points de ce cercle, excepté au point neutre, l’aiguille prendra la direction est-ouest.
- Il est facile de donner une démonstration géométrique de ce théorème. La résultante de la composante horizontale du champ terrestre et de la force due au courant coïncide en chaque point avec la tangente à la ligne de force. Donc, si (fig. 3) P I I et P C sont les directions des forces dues à la terre et au fil respectivement, et si P R est la diagonale du parallélogramme
- K R la perpendiculaire PT. On peut alors écrire pour la ligne de force passant par P :
- I
- dr . „„ ,r s op
- _-=-tangPRr = - ——j
- cos 0
- Or,
- COS Or
- OP'
- H + £fÜP Sin°
- sin 0 = ^3 et OP2 = „v* + ÿ-
- Donc,
- 5H(.v!+r!)
- Il en résulte :
- 1
- .« dy
- d (.v2 + y2) dy _
- dx d.v
- 10 II (x- -f- y-)
- log (xs + y2) + y — constante, 10 H
- — Al n 1 y-
- (0
- v2 + y1 = Mc 1
- En donnant différentes.valeurs à M, nous obtenons. les équations des lignes de force. On
- formé avec P L1 et P C, la direction de l’aiguille est P R. Si celle-ci est parallèle à O A, on a
- op _ CR _ 5H.oP OA CP I ’
- donc OA = -p-qt = constante. P se trouve donc O Jri
- sur un cercle dont le diamètre est égal à O A. L’équation pour la ligne de force au point neutre est
- -v2 -(- y* =
- 10 II ~T
- y-
- Cette courbe est représentée par la figure 4, pour le cas ou 1 = 2 ampères, et H = 0,18 unité C. G. S. Aux points où les lignes de force coupent le cercle, leur direction est parallèle à OA.
- Nous devons maintenant considérer l’effet des fils amenant le courant au fil suspendu. Le cas le plus simple est celui où le fil a la forme d’un
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- rectangle dont le plan est dirigé de l’est à l’ouest I (fig. 5). Nous trouverons une expression pour l’intensité du champ au point 0 dans le plan du rectangle, due à un courant i traversant le fil. Prenons O X et O Y perpendiculairement aux côtes du rectangle, et soit AR=i3, RB = £, et OR = c. L’intensité de champ en 0 due au courant DC sera, si nous considérons un élément S S' = dy,
- sin ROB + sin RO A. j.
- Des expressions similaires s’obtiennent pour les forces dues aux trois autres côtés du rectangle. Si l’on donne à D C trois mètres, à BC quatre mètres, à O T dix centimètres, et si O est équidistant des deux côtés horizontaux du rectangle, une erreur un peu supérieure à 1 0/0 est
- Fig. 5
- 2 t
- introduite par l’emploi de la formule simple .
- Cette erreur peut être éliminée pratiquement, soit en donnant au cadre rectangulaire la direction nord-sud et plaçant le fil suspendu à l’est ou à l’ouest au point où l’aiguille se dirige sur lui, ou bien en inversant le courant et en prenant la moyenne des deux valeurs de II tirées de la formule simple.
- Cette méthode est aussi applicable à la me-
- sure du champ à l’intérieur d’une bobine -plate. Nous plaçons celle-ci dans le plan est-ouest, et la boussole au point où le champ doit être mesuré, puis nous faisons passer dans la bobine un courant dont nous augmentons l'intensité jusqu’à ce que l’aiguille se retourne complètement. Si le courant qui neutralise ainsi les actions est de I' ampères, il est évident que le champ dû au même point à un courant I sera
- H p en appelant H l’intensité horizontale du
- champ terrestre.
- Le cas d’un fil circulaire est particulièrement
- Fig. 8
- intéressant, et la formule qui donne le champ en un point du plan n’est pas tellement connu que nous ne puissions y revenir. Soit P (fig. 6) un point dans le plan du fil, dont le centre est O et le rayon R. Un courant i donnera l’intensité de champ
- F— J' x ~ (notations usuelles),
- Or,
- -i:
- id
- , puisque p ds = r* d <5>
- r— \lR* — a* sin* <I> — a cos <l>, pour OP = a.
- Donc
- V R2—as sin- >l'd <I> +
- ta
- R2—a
- 2 TC
- cos<I>d<I>.
- Si nous décrivons une ellipse ayant O pour centre, 1 pour foyer, et 2 R pour grand axe (fig. 7), la circonférence de cette ellipse sera
- a- sins‘l> d<I>.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- Donc
- „ circonférence de l’ellipse x i F= ----------R» -"à*---------’
- Nous pouvons ainsi calculer F en chaque point en construisant mécaniquement l’ellipse à l’aide d’un fil et de deux pointes, en en mesurant la circonférence et portant celle-ci dans la formule. La circonférence de l’ellipse peut également être tirée de la formule
- j R + \Jr2 — a2 + R* — 2 aa j, jusqu’il a <= o,8 R.
- C’est un exercice très instructif de faire le plan du champ à l’intérieur d’un courant circulaire,
- Fig. 7
- à l’aide de la boussole et de le vérifier en appliquant la formule ci-dessus.
- La méthode peut également être appliquée au calcul du coefficient de self-induction d’un fil recourbé en une courbe fermée plane, en se servant de la formule
- L = SF ds.
- A. IL
- Phénomènes d’interférence électriques analogues aux anneaux de Newton, présentés par des ondes se propageant le long de fils formés de deux parties différentes, par Edwin H. Barton (').
- 14. IL Relation entre les divers coefficients dans le cas où la deuxième partie du conducteur a une longueur finie, et est suivie d'une troisième partie semblable à la première.
- Cette partie intermédiaire anormale du conducteur sera quelquefois appelée le « condensateur ».
- Les valeurs de b et de ç dans la figure 2 ont
- (') La Lumière Electrique du 22 juillet 1893, p. >40,
- déjà été déterminées, et la même équation (10) nous donne
- et
- d’où
- C, v, + C, 1», ’
- /= ±
- 3 C, 11,
- G* 1', -}- C, 1', ’
- cf =
- 4 C, v, C» v, .,
- (C.v. + C.v,)'
- (14)
- i5. III. Théorie des réflexions internes multiples d’une onde électrique amortie, dans la partie anormale d'un conducteur (les parties précédente et suivante étant semblables), avec des expressions pour les intensités des perturbations résultantes transmises et réfléchies.
- . 1
- Fig. 2. — Diagramme des ondes représentées comme des rayons incidents et réfléchis. B B' montre la limite entre la première et la deuxième partie du conducteur; CG' celle entre la deuxième et la troisième partie. Les lettres près des flèches indiquent les amplitudes des ondes.
- Posons pour équation de l’onde dans la première partie du conducteur — a t + a, x
- r-ac sin (|3/ — p, x), (i5)
- avec
- 6
- a
- 7 fi
- (De même --=J- sera employé pour la va-
- leur v-i).
- L’amortissement dont il s’agit est l'amortissement primaire, c’est-à-dire la décroissance des oscillations en fonction du temps qui se produit dans le conducteur primaire de Hertz. D’autre part, le terme amortissement secondaire s'applique à la décroissance en fonction de la longueur de toute onde individuelle cheminant le long du conducteur secondaire de Hertz. On sait que cet amortissement secondaire est faible
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- n comparaison avec celui primaire et peut, dans cette partie de la théorie, être négligé (1).
- 16. On peut voir aisément que le traitement mathématique ordinaire de l’interférence de la lumière par les lames minces n’est pas strictement applicable dans çe cas.
- Car, dans le phénomène optique, on suppose que le rayon de lumière est continu et d'amplitude constante. Nous pouvons donc, dans ce cas, prendre jusqu’à Y infini la somme des séries de rayons réfléchis et transmis auxquels donne lieu le rayon original, et négliger la période relativement courte qui s’écoule avant que ces deux séries infinies soient complètes, et pendant laquelle les rayons réfléchis et transmis n’ont pas encore atteint leurs valeurs finales constantes.
- Mais avec l’amortissement primaire qui nous occupe (de l’ordre yt ^ arc l =.o,5}, le caractère
- du résultat serait essentiellement modifié par la supposition non fondée que l’amplitude de l’onde incidente reste sensiblement constante jusqu’à ce que la série infinie de réflexion internes aient eu lieu.
- 17. La question est donc à traiter par la formation d’une série d’intégrales.
- Si l’on se reporte à la figure 1 ou à la figure 2, on voit que l’onde donnée par l’équation (i5) progresse dans le sens positif le long de l’axe des x, c’est-à-dire, dans la direction ABCD. Soitf = o lorsque le front de l’onde atteinte. Et soit x — o pour l’onde qui se trave au point C, et n’a pas subi de réflexions internes dans la partie BC. Ainsi, pour une onde ayant subi 211 réflexions internes dans B C, le point C a pour abeisse 2n x l, si / désigne la longueur B C,
- Maintenant désignons par 4-,,. une onde émergeant de C après 2n réflexions internes en BC; en substituant dans l’équation (i5) x — 2ni, et tirant l’amplitude de (14), nous avons alors
- — at 4- a, 2)i l
- y„ = a b2" (1 — 6S) e sin (p/ — p2 2nt)
- — a (i— ni,) \ ,,r,
- y„ = a b2” ([ -b2)e sin [p (/ — ni,)), f ^
- avec
- Il faut se rappeler que, puisque l’aiguille de l’électromètre n’est pas chargée, çet instrument ne tient aucun compte du signe de jq différence de potentiel entre E et E' (lig, 1, p. 140) maie
- donne une déviation proportionnelle à ( y* dl
- prise entre des limites de temps convenables.
- 18. Si donc E désigne la constante de l’élec-tromètre, et I0, \t et I,. ses déviations au passage de l’ondulation, sans le condensateur, après transmission à travers le condensateur (comme dans la figure 1), et par réflexion du condensateur, nous avons
- E.-/'
- y0 -ci 1,
- et
- EI,= / r02dt+ (r0ÿy,)-dt 4 / y°+y,+y,
- d „ Jt, dît.
- r(n+i)t,
- + ....4 /
- Jnto
- (T» +y, 4 r« 4 • •. +r„)2 dt
- + ..... jusqu’à l’infini. (17)
- Dans ces équations tout peut être exprimé en fonction de quantités considérées comme connues.
- 19. L’évaluation de la seconde partie de (17) est une opération quelque peu laborieuse; si l’on en divise le résultat par celui que l’on obtient pour E I0, afin d’éliminer E, et si l’on répète la même opération pour I,., on obtient
- 1 - b2 1 + b2
- 2 b2
- T+b2
- + u>
- + U,
- (18)
- U =i=£
- 1 +b*
- — ali ( —a t.\ 1
- 2 b- c____ Va sin p^ + pcosp4—$b2e J
- P ’ —3l, —2utt ' /
- 1—2 b2e cos ^t,+b*e I
- 20. Notons les conséquences suivantes de l’équation (18).
- i° r—j- y- — 11 ou L -f- If = loi pour toutes les
- valeurs de b et de comme cela devait être.
- 20 En posant 4 = o, ou b = o, c’est-à-dire en enlevant le condensateur, nous avons
- ^ = 1 ou I, = I,, tout transmis,
- C) Wiedemann’s Annalen,t. XLIV, 1891, p. 88 et 5i5.
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- et
- Ir — o, pas de réflexion.
- D’un autre côté, avec b = 1, tout est réfléchi et rien n’est transmis, à moins que 4 = o.
- 3° En différenciant U par rapport à 4 et
- a u
- posant r.~ o pour obtenir les valeurs de l ch
- qui donnent les valeurs stationnaires de 4 et I,., nous obtenons
- sin p4 = o, d’où /= ^ Çn n étant un entier qcq.
- Les valeurs varient comme dans le tableau suivant :
- O >. 3 >2 2«— 4 / , v >.f (2M + I)- 4
- 4 2 4
- Valeurs de I, max. = I„ min. max. min. max. max, min.
- Valeurs de Ir 1 min. = 0 max. min. max. min. min. max.
- 4° Nous voyons, par l’inspection de (18) que les valeurs de 4 et de 4' (portées ou ordonnées, les valeurs de l étant prises pour abscisses) forment une courbe ondulée amortie, mais ni la forme de l’onde ni l’amortissement ne sont du type le plus simple.
- 5° En posant 4 = 00, U disparaît, et nous avons
- I,__1 — b°- I,_ aft2
- 6° (*) En posant a — o, c’est-à-dire, en éliminant l’amortissement primaire de l’expression de l’onde, nous obtenons
- et
- Il (-£*)*
- !„ 1 — 2 £>2 cos p 4 + b1
- I 4£2 sin2 fj ^
- I„ ~ 1 — 2 b* cos p t. x
- (20)
- expressions ordinaires pour le cas de l’interférence delà lumière dans les lames minces.
- 21. Les valeurs théoriques de L d’après l’é-
- in
- quation (18) sont représentées par la courbe (fig. 3), pour les valeurs suivantes des constan-
- (') Cette observation m’a été suggérée par M. G. Udny Yule, à qui je suis également redevable de m’avoir assisté dans l’élaboration des calculs.
- tes, les abscisses représentant l et les ordon-
- , L
- nees
- ' 0
- décrém. logar. y, = 2 u _ = o,5 C2 Lj = G1 L| ;
- donc
- d’où
- y 2 = y, et V. = V,, kt = 9 m.
- Cf = 9 C)(
- b = 0,8.
- 22. Expériences. — J’ai formé la partie anormale du conducteur en étendant sur les fils du long secondaire des feuilles d’étain hautes de 32 centimètres, et dont la longueur variait jusqu’à io,5 m. Plusieurs obsrvations des élongations de l’électromètre sont faites sans le condensateur, quelques-unes avec le condensateur de 1 mètre de longueur, d’autres avec le condensateur de 2 mètres de longueur, et ainsi de suite ; des observations faites en revenant servent de contrôle. La courbe (fig. 4) est obtenue en portant les longueurs de condensateur en abcisses et les élongations de l’électromètre en ordonnées, celles-ci sont réduites à l’échelle voulue, et les élongations obtenues sans condensateur sont prises pour unité. On peut
- ainsi les comparer aux valeurs de ^ de la courbe
- (fig. 3). La longueur d’onde employée était Xj = g mètres.
- 23. On voit que la courbe expérimentale ainsi
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- obtenue concorde comme forme générale avec celle déduite de considérations théoriques. Dans l’état actuel des connaissances on ne peut s’attendre à une coïncidence exacte de la théorie avec l’expérience. Je n’ai donc pas essayé de
- tracer une courbe d’après l’équation (18) avec des valeurs des constantes qui prétendraient représenter exactement celles qui correspondent aux conditions d’expérience.
- 24. Il y a deux causes principales de pertur-
- Yetïeur
- Valeurs de l , longueurs atu condensateur
- Fig. 3. — Relation entre ^ et l d’après la théorie (équation 18).
- Constantes : y, = 2rt^ = o5 ; 08^ = 0,^; ).. = X, = 9m.; C, = 9C,; b = o,8, P
- bâtions dans les conditions expérimentales, mais j’ai déjà montré qu’elles ne sont pas d’un ordre tel qu’elles puissent compromettre les résultats
- indiqués, qui restent exacts comme première approximation.
- 25. Comme le présent mémoire n’est que pré-
- tl mitre*
- Valeurs de l , longueurs du condensateur
- Fig. 4. — Relation entre le rapport des élongations avec et sans condensateur et les longueurs du condensateur
- à travers lequel l’onde a passé.
- liminaire, ayant seulement pour but de donner la marche générale de la théorie et de l’expérience, je n’insisterai pas sur les causes d’erreurs. Je m’occupe encore en ce moment de ces phénomènes d’interférence, et j’espère publier les résultats complets dans la prochaine séance.
- En terminant, je désire exprimer ma reconnaissance à M. le professeur Hertz, qui a attiré mon attention sur ce sujet, et qui m’a donné d’inestimables conseils au cours de ce travail.
- A. H.
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- 103- . CA LUMIÈRE. ÉLECTRIQUE
- VARIÉTÉS
- SUR LES PHÉNOMÈNES DE VIBRATION A HAUTE FRÉQUENCE (')
- On peut admettre comme un fait établi résultant de la théorie visuelle que, pour chaque impression extérieure, c’est-à-dire pour chaque image produite sur la rétine, les extrémités des nerfs optiques affectés à la transmission de l’impression au cerveau doivent être soumises à une tension spéciale ou se trouver en état de vibration. Il n’est du reste pas improbable que lorsque la pensée évoque une image, il s’exerce une action réflexe directe, quelque faible qu’elle puisse être, sur certaines extrémités des nerfs optiques et par suite sur la rétine.
- L’homme pourra-t-il jamais analyser la condition de la rétine quand elle est affectée par la pensée ou par un acte d’analyse reflexe? pourra-t-il jamais trouver des moyens optiques ou autres assez sensibles pour obtenir une notion claire de l’état de cet organe en tout temps? Si cela était possible,.le problème de la lecture des pensées avec la même précision que dans un livreouvert deviendrait beaucoup plus aisé à résoudre que beaucoup de problèmes du domaine de la science physique positive à la solution desquels beaucoup, sinon la majorité des savants, croient implicitement.
- Helmholtz a montré que le fond des yeux était lui-même lumineux, et il a été à même de voir, dans l’obscurité complète, le mouvement de son bras, grâce à la lumière de ses propres yeux; c’est là l’une des plus remarquables expériences que relate l’histoire de la science et il est probable que peu d’hommes pourraient la répéter avec succès, car il est vraisemblable que la luminosité des yeux est associée à une activité peu commune du cerveau et à une grande puissance d’imagination : c’est la fluorescence de l’action cérébrale en quelque sorte.
- Un autre fait touchant le même sujet, et qui a probablement été remarqué par beaucoup de personnes, puisqu’il est constaté par des expressions. populaires, mais que je n’ai pas trouvé relaté comme un résultat positif d’observation, (*)
- (*) Conférence faite devant le Franklin Institute, et devant la National Electric Light Association à Saint-Louis.
- c’est que, lorsqu’une idée ou une image se pré-, sente brusquement d’elle-même à l’intellect^ il, y a une sensation distincte et parfois pénible de luminosité produite dans l’œil et observable même à la lumière du jour.
- Deux faits relatifs à l’œil doivent frapper l’esprit du physicien, bien qu’il puisse penser ou dire que c’est un instrument optique imparfait, oubliant que la conception de ce qui est parfait ou lui paraît être tel a été acquise précisément par ce même instrument, c'est d’abord que l’œil est, autant que nous sachions, le seul organe directement affecté par ce milieu subtil qui, la science nous l’enseigne, doit remplir l’espace; c’est ensuite qu’il est le plus sensible de nos organes, incomparablement plus sensible aux expressions extérieures que tout autre.
- Le sens de l’ouïe implique le choc de corps pondérables, le sens de l’odorat, le transport de particules matérielles détachées, et le sens du goût et celui du toucher ou de la force, ne se conçoivent pas sans le contact direct, et cela est vrai même pour les organismes dont quelques organes se sont développés à un merveilleux degré de perfection. Cela étant, il semble étonnant que l’organe de la vision soit seul capable d’être excité par ce quelque chose que tous nos autres organes sont impuissants à déceler, qui pourtant joue un rôle essentiel dans tous les phénomènes naturels, qui transmet toute l’énergie et entretient tout mouvement, même le plus intrigant, la vie, mais qui possède des propriétés telles que même un esprit scientifique ne peut s’empêcher de le distinguer de tout ce qu’on nomme matière.
- Le fait que l’œil par sa puissance admirable étend nos moyens de perception bien au-delà des limites de l’étroit monde qu’est le nôtre et nous permet d’embrasser des myriades d’autres mondes, de soleils et d’étoiles dans la profondeur infinie de l’univers, justifie la dénomination que nouslui donnons, d’organe d’un ordre supérieur. Nous ne pouvons nous faire qu’une faible idée de sa puissance prodigieuse en analysant ce qu’il accomplit et en établissant des comparaisons.
- Quand les ondulations de l’éther viennent frapper le corps humain, elles produisent les sensations de la chaleur et du froid, du plaisir et de la douleur, et peut-être d’autres sensations dont nous ne nous rendons pas compte, et tous les degrés d’intensité.de ces sensations, degrés en
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- nombre infini, d’où un nombre infini de sensations distinctes, Mais notre sens du toucher, ou sens de la force, ne peut nous révéler ces différences d’intensité, à moins qu’elles ne soient très grandes. Or, il nous est aisé de concevoir un organisme, comme l’organisme humain au cours de l’évolution éternelle, qui étant contraint à l'usage du seul sens du toucher ou de la force, par exemple, puisse développer ce sens à un tel degré de perfection qu’il devienne capable de distinguer les plus faibles différences dans la température d’un corps, même à quelque distance, au centième, ou au millième ou au millionième de degré. Eh bien ! même ce résultat qu’il semble impossible d’atteindre ne peut être comparé avec ceux qu’obtient l’œil, qui est capable de distinguer et d’apporter au cerveau en un instant d’innombrables particularités du corps, en tant que forme, couleur ou sous tout autre rapport. Ce pouvoir de l’œil est basé aussi bien sur la propagation rectiligne de la perturbation qui l'excite que sur sa sensibilité.
- Dire que l’œil est sensible, c’est ne pas dire assez. En comparaison avec lui, tous les autres organes sont monstrueusement rudimentaires. L’odorat qui guide le chien sur la piste du gibier, le toucher qui conduit l’insecte dans ses pérégrinations, l’ouïe qu’affecte le moindre souffle de l’air sont exercés par des organes sensibles, certes, mais que sont-ils, comparés à l’œil humain! Sans aucun doute, il répond aux plus faibles échos ou réverbérations du milieu; il nous apporte des nouvelles des autres mondes, infiniment éloignés, mais dans un langage que nous ne savons déchiffrer toujours. Et pourquoi pas? Parce que nous vivons dans un milieu rempli d’air et d’autres gaz, de vapeurs et d’une masse dense de particules solides tourbillonnant autour de nous. Ces éléments prennent une part importante à beaucoup de phénomènes; ils dissipent l’énergie des vibrations avant qu’elles atteignent notre œil; ils sont aussi les véhicules des germes de destruction s'introduisant dans nos poumons et nos autres organes, dont ils entravent le fonctionnement et arrêtent inévitablement le cours de la vie. Si nous pouvions écarter toute matière pondérable du champ de vision d’un télescope, celui-ci nous révélerait des merveilles que nous ne pouvons rêver. Même l’œil non armé pourrait, je pense, distinguer dans un milieu pur de petits
- ' objets à des distances qui se mesureraient par des centaines, peut-être même par des milliers de lieues.
- Si je suis conscient du mouvement, je dois avoir une idée ou une conception, c’est-à-dire une image, par conséquent l’œil m’est nécessaire. Si je ne me rends pas compte d’une façon précise du mouvement, c’est parce que les images sont : vagues ou indistinctes, étant brouillées par la : superposition d’un grand nombre. Mais lorsque j’accomplis un mouvement, l’impulsion qui me fait agir provient-elle du dedans ou du dehors? Les plus grands physiciens n’ont pas dédaigné de chercher à répondre à cette question et à d’autres semblables et se sont quelquefois aban-' donnés aux délices de la pensée pure et libre.
- De telles questions sont généralement considé-I rées comme n’appartenant pas au domaine de la science physique positive, mais elles lui appartiendront avant peu. >
- Helmholtza probablement songé au problème de la vie plus que tout autre savant moderne. Lord Kelvin a exprimé sa conviction que le processus de la vie est électrique et qu’il y a une force inhérente à l'organisme et déterminant 1 ses mouvements. Autant que de toute vérité physique, je suis convaincu que l’impulsion motrice doit provenir de l’extérieur. Car, considérez l’organisme le plus inférieur que nous connaissions — et il y en a probablement de plus rudimentaires encore — un agrégat de quelques cellules seulement. S’il est capable d’un mouvement volontaire, il peut accomplir un nombre infini de mouvements, tous définiâ et précis. Mais un mécanisme consistant en un nombre fini de parties ne peut accomplir un nombre illimité de mouvements définis, donc l’impulsion qui gouverne son mouvement doit émaner du voisinage.
- Ainsi, l’atome, l’élément ultime de la structure de l’univers, est éternellement balloté dans l’espace, le jouet de toutes les influences extérieures, comme une épave dans une mer agitée. S’il cessait de se mouvoir, il mourrait. La matière inerte, si cela pouvait exister, serait la matière morte. La mort de la matière ! Jamais sentence de plus profonde signification philosophique n’a été exprimée. C’est ainsi que l’exprime le professeur Dewar dans la description de ses admirables expériences, dans lesquelles l’oxygène est manié comme on manie
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- l’eau, et où l’air à la pression ordinaire est condensé et même solidifié par le froid intense. Des expériences qui servent, à illustrer, dans son langage, les dernières faibles manifestations de la vie, les derniers frissons de la matière à l 'agonie. Mais les yeux humains ne seront pas témoins de cette mort. Il n’y a pas de mort de la matière car à travers l’univers infini, tout se meut, tout vibre, tout vit.
- Je me suis livré aux développements qui précèdent au péril de m’engager sur le terrain métaphysique, dans mon désir de donner à ma conférence une préface pas complètement sans intérêt. Revenons maintenant à notre sujet. Cet organe divin de la vue, cet instrument indispensable de la pensée et de toute joie intellectuelle, qui nous ouvre les merveilles de l’univers, par l’intermédiaire duquel nous avons acquis les connaissances que nous possédons et qui excite et qui règle toute notre activité physique et mentale, par quoi est-il affecté? Parla lumière! Qu’est-ce donc que la lumière?
- Il sortirait du cadre de cette conférence de traiter la question d’une manière générale ; je me bornerai simplement à présenter une certaine catégorie d’effets lumineux et les phénomènes observés en poursuivant l’étude de ces effets. Pourtant, je rappellerai qu’il est aujourd’hui accepté par la majorité des savants, comme résultat positif des recherches théoriques et expérimentales, que les formes variées de la manifestation de l’énergie qui étaient généralement désignées comme « électriques », ®u plus précisément « électromagnétiques », sont des manifestations d’énergie de la même nature que celles de la chaleur rayonnante et de la lumière. Les phénomènes de la chaleur et de la lumière, et d’autres encore, peuvent donc être appelés des phénomènes électriques. La science électrique se trouve ainsi devenue la mère des sciences et son étude prend une importance capitale. Le jour où nous saurons exactement ce que c’est que l’électricité, ce jour-là marquera une date probablement plus mémorable qu’aucune autre dans l’histoire de la race humaine.
- Il est plus important pour l’étudiant qui entreprend l’étude des phénomènes lumineux de se familiariser avec certaines vues générales modernes, que d’absorber des livres entiers sur la lumière considérée en elle-même et en dehors
- de ces vues. Si j’avais donc à faire ces démonstrations devant des étudiants en quête d’informations, je m’efforcerais principalement de leur faire accepter ces vues dans cette série d’expériences.
- Il serait peut-être suffisant dans ce but d’effectuer une expérience simple et bien connue. Je pourrais prendre un appareil familier, une bouteille de Leyde, la charger à l’aide d’une machine à frottement et la décharger ensuite. En expliquant son état de charge permanent et les conditions transitoires de la décharge, en appelant l’attention sur les forces qui entrent en jeu et sur les phénomènes variés qu’ils produisent, je pourrais pleinement réussir à démontrer cette idée moderne. Mais je me propose d’exposer des démonstrations expérimentales plus étendues, et au lieu d’une machine à frottement et d’une bouteille de Leyde, j’aurai recours dans ces expériences à une bobine d’induction douée de propriétés particulières que j’ai décrite en détail dans une conférence faite à Y Institution ofElectri-cal Engineers, de Londres, en février 1892. Cette bobine d’induction est capable de produire des courants à d’énormes différences de potentiel, alternant avec une rapidité extrême. Je m’occuperai tout d’abord des appareils employés et de la méthode pour obtenir les courants à haut potentiel et grande fréquence dont il est fait usage dans ces expériences.
- Appareils et méthode de transformation.
- La méthode employée pour obtenir ces courants à haute fréquence a été montrée dans ma conférence devant Y American Institute of Elec-trical Engineers. La figure 1 représente schématiquement un certain nombre de procédés employés dans les laboratoires pour produire ces courants à l’aide de courants continus ou de courants alternatifs à basse fréquence. La méthode générale est de charger des condensateurs avec une source de courant continu ou alternatif, de préférence à haute tension, et de les décharger disruptivement en observant les conditions bien connues nécessaires pour entretenir les oscillations.
- Afin de donner une idée claire de l’action qui s’exerce, je supposerai qu’on emploie un générateur à courant continu, ce qui est souvent très commode. Ce générateur doit avoir une tension
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- suffisante pour donner des étincelles à travers une petite épaisseur d’air. Si cette condition n’est pas réalisée, on devra avoir recours à des moyens auxiliaires, dont quelques-uns seront indiqués plus loin.
- Lorsque les condensateurs sont chargés à un certain potentiel, l’air ou le milieu isolant cède et il se produit une décharge disruptive. Les condensateurs sont ensuite de nouveau chargés rapidement et les mêmes opérations se répètent en succession plus ou moins rapide.
- Pour obtenir d’aussi brusques flux d’électricité il est nécessaire d’observer certaines conditions. Si la vitesse avec laquelle les condensateurs sont chargés est égale à la vitesse de là décharge, il est évident qu'alors les condensateurs n’entrent pas en jeu. Si la vitesse de décharge est inférieure à la rapidité de la charge, les condensateurs ne peuvent encore pas jouer un rôle important. Dans le cas, au contraire, où la décharge s’opère plus rapidement que la charge, on obtient une série de courants se suc-
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- Fig. i. — Diagramme des connexions pour la transformation à l’aide de la décharge en arc disruptif.
- cédant à intervalles relativement longs. C’est ce qui a toujours lieu quand on charge un condensateur de grande capacité avec une petite machine. Quand la vitesse de charge n’est pas très différente de celle de la décharge la succession des courants est plus rapide. Nous pouvons ainsi obtenir d'un générateur à courant continu une succession de décharges aussi rapide que nous le voulons. Naturellement, plus la tension du générateur sera élevée, moins grande pourra être la capacité des condensateurs, et c’est principalement pour cette raison qu’il est avantageux d’employer un générateur de très haute
- tension. De plus, un générateur de ce genre permet aussi d’obtenir une plus grande vitesse de vibration.
- Les courants peuvent être de même sens dans les conditions que nous venons d’émettre, mais plus généralement une oscillation se superpose à la vibration fondamentale du courant. Quand les conditions sont telles qu’il ne se produit pas d’oscillation, les courants sont tous de même sens, ce qui fournit un moyen de transformer un courant continu de haute tension en un cou-I rant continu de basse tension, et qui, je pense, [ peut être utilisé dans l’industrie.
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- Cette méthode de transformation est très intéressante. Elle n’implique l’emploi d’aucun dispositif mécanique, et elle permet d’obtenir des courants de fréquence quelconque à l’aide d’un circuit quelconque à courants continus ou alternatifs. Le fréquence des décharges fondamentales dépendant des vitesses relatives de la charge et de la dissipation peut être aisément variée entre de grandes limites, et la fréquence de la vibration superposée peut être réglée par la capacité, la self-induction et la résistance du circuit. Le potentiel des courants peut également être élevé à la plus haute valeur que permet la sécurité de l’isolement, soit en combinant la capacité avec la self-induction, soit par in-ductiôn dans un secondaire, qui peut être constitué par un petit nombre de spires.
- Gomme les conditions sont souvent telles que
- Fig. 2
- l’oscillation ne s’établit pas facilement d’elle-même, particulièrement quand on emploie une source de courant continu, il est avantageux d’associer à l’arc un interrupteur, et j’ai indiqué, il y a quelque temps, l’emploi d’un jet d’air ou d’un aimant. L’aimant est employé avec avantage surtout dans la transformation des courants continus, car il est alors très efficace. Lorsque la source primaire est un générateur de courants alternatifs, il est désirable que la fréquence soit basse, et que les courants formant l’arc soient intenses, afin que l’aimant puisse agir plus efficacement.
- La figure 2 représente un excitateur de ce genre, avec une forme d’aimant qui a été adoptée spécialement pour la transformation des courants continus.
- N S sont les pièces polaires d’un aimant très puissant excité par une bobine G. Une rainure dans ces pièces polaires permet de les fixer dans
- la position voulue à l’aide des vis^Sj. Les tiges de décharge ddu amincies aux extrémités pour permettre de rapprocher les pièces polaires, passent à travers les colonnes de laiton bbt et sont fixées en place par les vis ss2. Des ressorts )•)•( et des colliers C C! glissés sur les tiges servent à fixer les points tiges à une distance convenable, à l’aide de vis ss3.
- Lorsqu’on veut allumer l’arc, on donne un coup sec sur l’une des poignées en ébonite hh3, ce qui amène les points des tiges en contact, mais pour un moment seulement, les ressorts rr 1 les séparant immédiatement.
- Cette disposition a été trouvée nécessaire dans beaucoup de cas, notamment quand la force électromotrice n’est pas suffisante pour amorcer l’arc et quand il est désirable d’éviter la mise en court circuit du générateur.
- La rapidité des interruptions du courant avec un aimant dépend de l’intensité du champ magnétique et de la différence de potentiel aux extrémités de l’arc. Les interruptions se succèdent en général si rapidement qu’elles produisent un son musical. Il y a des années que l’on a observé qu’en déchargeant une puissante bobine d’induction entre les pôles d’un aimant, la décharge produit un bruit intense comparable au bruit de la décharge d’un petit pistolet. On disait alors vaguement que l’étincelle était renforcée par le champ magnétique. Il est maintenant démontré que le courant de décharge est interrompu un grand nombre de fois par l’aimant, produisant ainsi un son. Le phénomène est particulièrement marqué lorsque le circuit d’excitation d’un grand aimant ou d’une dynamo est interrompu dans un champ magnétique puissant.
- Lorsque le courant à travers l’arc est relativement intense, il est avantageux de glisser sur les pointes de décharge des pièces de charbon très dur et d’établir l’arc entre ces pièces. Cela préserve les tiges et a en outre l’avantage de tenir l’air plus chaud, la chaleur ne s’échappant pas aussi rapidement par conduction à travers les charbons, et le résultat est que la force électromotrice nécessaire pour maintenir une succession de décharges est plus faible.
- N. Tesla.
- (A suivre).
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- FAITS DIVERS
- En traversant Toulouse, les eaux de la Garonne y forment deux chutes d’importance différente. La première, de 2,5o m., est produite par la chaussée du Moulin du Château Narbonnais, barrant l’un des deux bras du fleuve à l’entrée de la ville. A environ 1 kilomètre de ce moulin, la nappe d’eau est retenue sur toute sa largeur (25o mètres) par la chaussée du Bazacle, située au centre de la ville, qui crée une chute de 4,50 m. Depuis trois siècles la puissance' mécanique qu’elle produit est utilisée par les principales industries de Toulouse, qui sont venues se grouper en aval de cette chaussée.
- En 1875, la puissance utile des moteurs établis s’élevait à i25o chevaux, répartis dans seize usines, dont la plus importante était le grand Moulin du Bazacle.
- En 1887, M. le baron de Chanteau qui, dès i885, avait créé, à Bellegarde-sur-Valserine (Ain), une des premières usines de distribution d’énergie électrique en France, comprit le parti merveilleux que l’on pouvait tirer d’une pareille force motrice placée au centre d’une grande ville ; il devint locataire principal, pour cinquante années, de toutes les usines et dépendances du Bazacle, et fonda, avec le concours de M. H. Déruad, au mois d’octobre 1888, la Société toulousaine d’électricité. Cette Société établit à Toulouse une usine centrale d’énergie électrique, dont l’ingénieur, M. Juppont, donne dans le Génie civil une description détaillée à laquelle nous empruntons ces renseignements.
- L’usine ayant été prévue pour alimenter 12000 lampes de 10 bougies, l’unité mécanique adoptée fut le moteur de 3oo chevaux.
- Les turbines choisies sont du type Gérard à déviation libre. Quatre turbines de même puissance donnent la force motrice normale de l’usine.
- Sous la chute de 4,60 m., et dénoyées, chacune de ces turbines développe 820 chevaux sur l’arbre de transmission.
- La distribution de l’énergie électrique s’étant développée très rapidement à Toulouse, l’eau disponible n’a bientôt plus été suffisante en toute saison, car les crues exceptionnellement rapides de la Garonne, qui prend parfois dans la ville un régime torrentiel, diminuent la chute utile du barrage; il a donc fallu adjoindre aux turbines des moteurs à vapeur permettant de parer à toute éventualité.
- Sur le prolongement de l’arbre de transmission de chaque turbine se trouve un manchon d’embrayage qui permet d’accoupler cet arbre A une machine à vapeur dont la vitesse normale est de 120 tours par minute, vitesse angulaire des arbres de transmission.
- Actuellement il existe trois machines à vapeur :
- Une machine horizontale compound A condensation de 320 chevaux;
- Deux machines verticales de 25o chevaux, A condensation, placées sur la transmission en amont.
- Les dynamos sont A courant continu, du système Thury.
- Ces machines, A six pôles, construites par la compagnie de l’Industrie électrique, développent chacune, A la vitesse de 38o tours par minute, un courant de 700 ampères A i5o volts, soit io5 kilowatts. Elles sont excitées en dérivation de manière A pouvoir aisément être couplées en quantité.
- Chaque turbine commandant deux dynamos et le système de distribution étant A trois fils, l’ensemble d’une turbine et de ses deux dynamos forme une unité de production de l’usine. Trois des groupes suffisent A l’alimentation des 12000 lampes prévues. Le quatrième est de rechange.
- Le réglage, comme dans tout système en dérivation, consiste A maintenir constante la différence de potentiel A l’extrémité des feeders. Le procédé employé dans cette usine diffère de celui qui est généralement en usage, et qui consiste A modifier le champ magnétique des dynamos les moteurs marchant A vitesse constante.
- On agit, au contraire, sur la vitesse des moteurs, que l’on fait varier proportionnellement A la force électromotrice A obtenir, tout en conservant au surveillant du tableau le moyen d’agir sur les champs des machines pour corriger leur voltage en cas de besoin.
- On obtient ainsi un réglage excessivement doux, les variations de vitesse étant très lentes par suite de la masse des pièces en mouvement.
- La manœuvre du voisinage des turbines est commandée A la main depuis la banquette du tableau de distribution, de sorte que l’électricien a constamment sous la main les moyens d’action sur tout le matériel de l’usine.
- Deux petites turbines de 3o chevaux sont exclusivement consacrées à la manœuvre du vannage des grandes turbines. Ces moteurs, constamment en marche, commandent sur chaque turbine un changement de marche à poulies. Il suffit de faire passer la courroie mise en mouvement par les petites turbines sur l’une des trois poulies de ce mécanisme pour obtenir l’ouverture, l’arrêt ou la fermeture du mécanisme de vannage.
- Afin de rendre encore plus efficace la surveillance des moteurs pour l’électricien placé au tableau, une aiguille se déplaçant sur un cadran lui indique à chaque instant le nombre de vannettes et de fractions de vannettes ouvertes sur chaque turbine ; il peut donc à chaque instant contrôler la puissance du moteur.
- Les distances des lampes les plus éloignées de l’usine ne dépassant pas 23oo mètres, et les consommations principales étant dans un rayon de 1200 mètres environ, on a adopté comme distribution le système A trois fils avec feeders aériens, amenant le courant A 125 volts, en des points convenablement choisis d’un réseau fermé, également aérien, sur lequel sont branchées les dérivations.
- Ces dérivations desservent A deux ou trois fils, suivant
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- leur importance, les installations d’éclairage et de force motrice.
- Au début de l’installation, il n’y avait que 4 feeders, et le réseau de distribution n’étant pas suffisamment ramifié pour que l'égalisation de la force électromotrice fût suffisante pratiquement, chaque feeder était commandé par des régulateurs automatiques système Thury, qui y introduisaient une résistance additionnelle variable; mais aujourd’hui que le nombre des feeders a été doublé et que le réseau de distribution a plus que triplé comme développement, et grâce également à l’emploi de postes d’accumulateurs placés sur le réseau, on a pu supprimer sans inconvénient l’emploi de ces régulateurs automatiques, la répartition de force électromotrice se faisant en pratique d’une façon suffisamment régulière.
- Tous les câbles passent au-dessus des toitures; ils sont supportés par des poteaux métalliques formés de deux fers à double T jumellés et consolidés par des tirants également en fer à double T, mais de plus petite section.
- Les isolateurs sont des poulies en porcelaine, de diamètre variant avec la section du câble, et portés par des boulons traversant les âmes des fers à T des poteaux.
- Les fils ou câbles extrêmes sont éloignés du câble neutre de 60 centimètres.
- Les qualités de l’éclairage électrique, les commodités d’emploi de la force motrice, et le prix auquel l’emploi de force hydraulique a permis de livrer le courant, ont développé rapidement les applications de l’énergie électrique à Toulouse.
- Il a donc fallu augmenter la production de l’usine, la consommation aux 12000 lampes prévues ayant été rapidement dépassée.
- Pour obtenir cet accroissement, on 11e pouvait adopter que deux solutions : ou les moteurs à vapeur, puisque l’eau n’est pas suffisante en toutes saisons, ou les accumulateurs.
- . C’est à l’emploi de ces derniers que Ton s’est logiquement arrêté, en employant la disposition suivante :
- . Les postes d’accumulateurs sont placés en ville aux points de forte consommation.
- Ils sont chargés la nuit ou le jour à l’aide de l’un des feeders que Ton isole du réseau au moment oü il est inutile, pour mettre un groupe quelconque de dynamos en liaison directe avec la batterie; de cotte façon, on peut effectuer la charge dans les conditions que Ton désire, et Ton peut obtenir la fin de la charge sans l’emploi de dynamos auxiliaires, car on peut augmenter le voltage en accroissant la vitesse de la turbine.
- Lorsque la charge est terminée, on met à nouveau les feeders en communication avec le réseau et avec les barres du tableau, de telle sorte que les câbles choisis pour la charge des accumulateurs travaillent presque toute la journée, tantôt pour porter au réseau de distribution, oü il est utilisé directement, le courant des dynamos; tantôt pour transporter aux accumulateurs le courant d’un groupe quelconque de machines, les accu-
- , mulateurs devant restituer le soir, au moment de la
- pleine charge, l’énergie qu’ils ont reçue dans la journée
- (en tenant compte évidemment du rendement).
- ; On voit que l’avantage industriel de cette combinaison ; réside dans la meilleure utilisation (au point de vue de ; l’amortissement) de la canalisation et du matériel de l’usine, qui ne sont plus seulement employés aux heures de pleine marche.
- Il existe actuellement deux postes d’accumulateurs montés en dérivation sur le réseau à trois fils.
- Le premier, installé en 1891, place Lafayette, comprend 145 éléments Betts de 5oo kilogrammes.
- Le deuxième, installé à l’extrémité des allées Lafayette, a été mis en marche en mai dernier; il comprend i5o éléments Laurent Cély, fournis par la Société pour le travail électrique des métaux.
- Chacun des éléments a une capacité de 36oo ampères-heures, et la dimension des bacs est suffisante pour que, par l’adjonction de nouvelles plaques, on puisse porter leur capacité à 5700 ampères-heures. Un troisième groupe est projeté dans le quartier des Changes.
- Le prix au compteur a été fixé à o,ii5 fr. l’hectowatt-heure, remplacement de lampes à la charge de la Société toulousaine d’électricité.
- Les compteurs Cauderay-Frager, Thomson, Brillié sont donnés en location aux.abonnés.
- Pour la force, motrice au compteur, l’énergie électrique est vendue soit à l’hectowatt-heure, soit à l’heure, à raison de 0,18 fr. par cheval et par heure.
- A la ville, l’éclairage de chaque lampe à arc étant garanti au minimum de 3ooo heures par an, le prix de l’hectowatt-heure, à forfait, est de o,o53 fr.
- Indépendamment des éclairages particuliers et de l’éclairage municipal, la Société toulousaine d’électricité compte parmi ses abonnés : l’hôtel des postes et télégraphes, exclusivement éclairé à la lumière électrique, les casernes d’artillerie, la cathédrale (église St-Utienne), etc.
- A propos de la méthode de mesure du champ magnétique proposée par M. Russell et que nous publions dans ce numéro, The Electrician suggère un procédé très simple permettant d’évaluer approximativement le courant traversant un fil vertical. Il suffit de porter une aiguille aimantée à Test ou à l’ouest de ce fil au point où cette aiguille devient folle, c’est-à-dire où le champ terrestre est neutralisé par le champ dû au fil Le nombre qui exprime la distance de l’aiguille au fil en centimètres donne également le nombre d’ampères qui passent dans le fil. Une de ces petites boussoles que Ton attache comme breloques aux chaînes de montres peut très bien servir.
- Le conseil municipal de Naples a accordé récemment une concession pour la construction d’un chemin de fer
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- électVique aérien, dont le projet est du àM. Adolfo Avenao. te Chemin de fer relierait les différentes parties de la ville, qui sont situées à des niveaux différents, par des viaducs' partant des parties élevées, et aboutissant au sommet d’énormes tours édifiées aux points les plus bas.
- Le premier viaduc, long de 36o mètres commencera au sommet d’une tour en maçonnerie de 100 mètres de hauteur qui sera construite sur la via Roma. Ce premier viaduc conduira au pied d’une autre tour métallique de i5o mètres située au cours Victor-Emmanuel dans les jardins Cariati : c’est du haut de cette tour que partira la seconde ligne, passant au-dessus de la colline San Martino pour aboutir au nouveau Rione del Votnero.
- Ces viaducs seront supportés de distance en distance sur des tours métalliques. Les deux tours seront pourvues d’escaliers et de puissants ascenseurs permettant de faire passer les wagons chargés d’une ligne à l’autre, de sorte que le voyage entier puisse être fait sans changer de voiture.
- On vient de poser entre Chicago Iiarbour et Jackson Park un câble relié à treize bouées qui doivent éclairer la route suivie par les bateaux entre la ville et l’Exposition, sur le lac Michigan. Ces bouées sont illuminées par des.lampes à incandescence de ioo bougies. Ancrées .au-fond par des boulets de fonte d’une, tonne, ces bouées dépassent le niveau du lac de 3 à 4 mètres. Peintes en rouge on les aperçoit très facilement le jour, de sorte que: les bateaux peuvent les éviter.
- Ce qu’il y a de particulier à cette installation de bouées électriques, c’est que leurs lampes sont alimentées en série, et comme elles prennent chacune 100 volts, on a là; un câble sous-marin dont l’isolement doit résister à i3og-i5oo volts.
- Ces bouées électriques font partie de l’Exposition dm Navy Department des États-Unis.
- On sait qu’en vertu d’un- traité passé avec la Compagnie continentale Edison, la Compagnie l’Industrie électrique, de Genève, a loué pour une période assez longue* les ateliers d’Ivry afin d’y fabriquer le matériel électrique destiné à la transformation du secteur Popp.
- Nous apprenons qu’une entente est intervenue entre lai Compagnie continentale Edison et l’Électro-mécanique de> Pantin, et que désormais les commandes de la Compagnie-Edison seront exécutées par cette dernière société. La Compagnie Edison est, paraît-ii, sur le point d’adopter dans ces nouvelles entreprises le matériel Brown, malgré les nombreuses études auxquelles elle s’était livrée à Ivry, dans le but d’établir un matériel électrique a elle.
- On dit que M. Brown vient d’être sollicité par la Compagnie Edisoh américaine d’aller eh Amérique établir les tnachines dé son système* qui vont prochainement être'
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- exploitées sur une vaste échelle de l’autre côté de l’Atlantique.
- D’après M. Stéphane Leduc, professeur à l’Ecole de médecine de Nantes, les courants alternatifs obtenus avec les machines électrostatiques ont des propriétés physiologiques bien différentes de celles attribuées jusqu’ici aux courants alternatifs à haute tension et grande fréquence.
- Si, comme nous l’avons dit plus haut, l’on prend à pleine main les conducteurs, on ne sent rien si les boules des excitateurs donnent une suite Continue d’étincelles; mais si on localise le courant sür la peau à l’aide d’urle pointe mousse, aussitôt que la pointe passe sur un nerf sensitif ou moteur, le nerf est excité dans toute sa distribution au-dessous dé l’électrode; l’impression provoquée dans les nerfs sensitifs permet de délimiter exactement leur distribution et le moindre déplacement de l’électrode à la surface de la peau fait immédiatement disparaître toute sensation. sCes courants permettent donc de localiser l’excitation nerveuse beaucoup mieux qu’on n’a pu le faire jusqu’ici, et cette propriété fait espérer qu’ils seront utiles aux physiologistes.
- Les médecins experts des tribunaux, dit Industries and Iran, se voient souvent dans l’obligation de rechercher l’arsenic. On emploie beaucoup le zinc pour la production de l’hydrogène; or, ce métal est difficile â obtenir.pur et exempt d’arsenic, et comme la moindre trace de cet élément peut coûter la vie à un être humain, il est au.moins étrange que cette méthode soit toujours en honneur.. .
- Il est évident qu’il ne faudrait pas employer du zinc. Une petite batterie de piles avec des électrodes de platine peut très bien produire l’hydrogène sans aucun risque d’entraîner des impuretés. Ce procédé a été proposé; il y a quelque temps déjà, mais on s’esf bien gardé de l’adopter.’
- Le train express de New-Yorlt â Buffalo (distancé 700 kilomètres) attelé d’un locomoteur d’un type nouveau détient depuis le 9 mai dernier le recordde vitesse. Ce train marche normalement à raison de 8i,5 kilm. à l’heure; A la date indiquée ce train était en retard de 28 minutes en arrivant à Rochester ; il gagna i5 minutes en parcourant en 68 minutes les m kilomètres qui séparent Rochester de Buffalo. Dans cette partie du. trajet, une distance de 9 kilomètres en palier a été parcourue en 3,5 minutes,spit à i3S kilomètres par heure. Près de Griemsville, un mille a été parcouru en 35 secondes, par conséquent à l’énorme vitesse de i65 kilomètres à l’heure. Le train composé cie quatre voitures pesait 160 tonnes ; la locomotive pesait 92 tonnes avec son tender.
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- L’allure la plus rapide atteinte précédemment avait été celle du chemin de fer central de New-Jersey. Un train attelé d’une locomotive spéciale de 56 tonnes, atteignit sur la route de Jersey-City à Philadelphie une vitesse de i56 kilomètres à l’heure maintenue sur un espace de deux kilomètres.
- A la suite d’un accident désastreux auquel donna lieu récemment un tramway électrique de Brooklyn, les alder-men de cette ville ont dressé un certain nombre de règles auxquelles devront se soumettre dorénavant les compagnies de tramways. Parmi ces règles se trouve la défense de dépasser, en quelque circonstance que ce soit, la vitesse de i5 kilomètres à l’heure.
- Eclairage électrique.
- La pose des canalisations souterraines pour l’éclairage électrique de Bruxelles progresse lentement. Le nombre des abonnés qui se sont fait inscrire est dès à présent considérable. On n’éclairera pas les rues, parce qu’on a trouvé, paraît-il, que les becs de gaz intensifs du boulevard Anspach donnent de meilleurs résultats.
- Il est probable, toutefois, que le parc sera éclairé électriquement.
- La station centrale de Darmstadt avait été construite en 883 par la maison Siemens; la consommation augmentant rapidement, cette maison fut chargée, au printemps de 1890, d’agrandir cette station en y ajoutant une machine à vapeur de 200 chevaux avec deux dynamos à accouplement direct. Enfin, au mois de mai dernier un nouvel agrandissement de la station a été décidé.
- La maison Siemens est chargée d’installer une batterie d’accumulateurs pour 1400 lampes à incandescence avec deux dynamos de 1 3ooo watts chacune. L’installation doit être faite de telle façon que le nombre d’accumulateurs puisse à un moment quelconque être doublé sans aucune difficulté. En même temps on va poser environ i5ooo mètres de câble Siemens sous plomb de 10 à 400 mm* de section.
- Après les nouveaux travaux cette station centrale pourra alimenter environ 6700 lampes de 16 bougies par un réseau de 60 kilomètres.
- Au commencement de cette année il s’est constitué à Luxembourg, sous le nom de « Société anonyme luxembourgeoise d’électricité », une société qui se propose d’étendre la station centrale de la capitale, et, en général, d’effectuer des installations d’éclairage électrique, d’après les systèmes de la maison Siemens et Halslte, sur tout le territoire du grand-duché.
- La reconstruction de la station centrale de Luxembourg
- a déjà été commencée. On installe tout d’abord une batterie d’accumulateurs Tudor de 800 ampères-heures et une machine à pôles intérieurs développant 54000 watts, plus une dynamo auxiliaire pour obtenir la tension que nécessite la charge des accumulateurs.
- La maison Siemens construit également dans la petite ville luxembourgeoise d'Ettelbrück une station centrale dont les machines seront actionnées par une force motrice hydraulique. Cette station fonctionnera dès l’automne prochain.
- Télégraphie et Téléphonie.
- On procède en ce moment au déménagement du musée télégraphique, qui est transféré dans le nouvel hôtel des téléphones, rue Gutenberg. Ce changement est nécessité par l’agrandissement du poste central.
- Le 14 juillet, Paris a rendu un hommage mérité à l’inventeur du télégraphe optique, Claude Chappe; une très belle statue lui a été élevée au point d’intersection du boulevard Saint-Germain et de la rue du Bac.
- Le personnel des postes et télégraphes a souscrit une somme de 35000 francs en vue de l’élévation de cette statue. Ce mouvement généreux est dû à l’initiative de M. Jac-quez, le sympathique bibliothécaire des postes et télégraphes.
- On lit sur la face de gauche de la statue : « Claude Chappe présente l’invention du télégraphe aérien à l’Assemblée législative, le 22 mars 1792. Il est nommé ingénieur-télégraphe parla Convention nationale le 26 juillet 1793. » L’inscription suivante sur la face droite rappelle dans quelle mémorable circonstance on fit l’application de la découverte nouvelle : « Premières nouvelles télégraphiques reçues à Paris quelques heures après les événements. Reprise du Quêsnoy et de Condé. — i5-3o août
- 1794* »
- . Le directeur des Postes, M. de Selves, le ministre du Commerce, M. Terrier, et M. Alphonse Humbert, président du Conseil municipal, ont célébré les mérites de cet
- ♦
- ouvrier de génie. M. Humbert a retracé dans une page émouvante la fameuse séance de la Convention où l’appareil de Chappe se manifesta par l’annonce d’une victoire. Il a terminé par ces mots :
- « Il ne faut point sourire des modes du passé, pas plus qu'il ne faut s’y attarder, mais on leur doit un souvenir ému pour le bien qu’elles ont fait, l’utilité qu’elles ont eue et la promesse de progrès nouveaux qu’elles portaient inévitablement en germe. »
- Imprimeur-Gérant : V. Nory.
- Imprimerie de La Lumière Electrique. — Paris, 3i, boulevard des Italiens.
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- La Lumière Electrique
- JL-
- Journal universel d’Electricité
- 3-r, Boulevard des Italiens, Paris
- Directeur : Dr CORNÉLIUS HERZ
- XV’ ANNÉE (TOME XLIX) SAMEDI 5 AOUT 1893 N° 31
- SOMMAIRE. — Détermination de l’équivalent mécanique de la calorie par les méthodes électriques; J. Blondin. — Distribution de l’énergie électrique par courants polyphasés et courants continus à Bocltenheim ; Ch. Jacquin. — Applications mécaniques de l’électricité; Gustave Richard. — Les illuminations à l’électricité à Paris; W. de Fonvielle. — Chronique et revue de la presse industrielle : Ampèremètres à aimants permanents de la maison Siemens et Halske, par A. Kœpsel. — Revue des travaux récents en électricité : Démonstration géométrique de la méthode des trois voltmètres et des trois ampèremètres pour la mesure de la puissance, par MM. Bedell et Crehore. — Sur l’amplitude de vibration du diaphragme de téléphone, par Charles R. Cross et A.-N. Mansfield. — Sur le bolomètre, par M Crova. — Nécrologie : Marié-Davy. — Variétés : Sur les phénomènes de vibration à haute fréquence; N. Tesla. — Faits divers.
- DÉTERMINATION
- DE L'ÉQUIVALENT MÉCANIQUE DE LA CALORIE
- PAR LES MÉTHODES ÉLECTRIQUES
- Nous avons vu que l’application des principes de la conservation de l’énergie aux transformations accompagnées de phénomènes électriques et de phénomènes thermiques conduit à des relations contenant l’équivalent mécanique de la calorie. Il est donc possible d’utiliser ces relations à la détermination de cet équivalent. La concordance des résultats obtenus sera une preuve de l’exactitude du principe. De plus, un choix judicieux de la méthode pourra permettre de connaître la valeur J de l’équivalent, avec une grande approximation.
- Les méthodes employées se divisent immédiatement en deux groupes distincts. Les unes n’exigent qu’une mesure de chaleur et celle d’un travail mécanique, mais ne demandent aucune mesure électrique, les phénomènes électriques ne servant que d’intermédiaires dans la transformation de l’énergie mécanique en énergie calorifique. Elles se rapprochent donc, par la nature des quantités à mesurer, des méthodes ordinaires où l’on utilise le frottement et sont appelées méthodes directes. Dans les autres, il est nécessaire de mesurer des quantités électri-
- ques, force électromotrice, intensité de courant, résistance, ainsi qu’une quantité de chaleur; ce sont les méthodes électriques proprement dites.
- Jusqu’à ces dernières années ces méthodes n’étaient pas considérées comme suffisamment précises pour donner la valeur exacte de J. C’est pour cette raison que Joule, M. Rowland, M. Miculescu ont employé la méthode de frottement. Les expériences faites par les méthodes électriques n’avaient donc d’autre résultat que de montrer la concordance, en tenant compte de la valeur probable des erreurs expérimentales, des nombres fournis par ces méthodes avec ceux donnés par d’autres et de prouver ainsi la légitimité de l’extension du principe de la conservation de l’énergie aux phénomènes électriques. Ce n’est qu’en 1891 que M. d’Arsonval montra que les méthodes électriques directes étaient capables de donner la valeur de J avec unegrandeprécision et tout récemment M. Griffiths communiquait à la Société Royale de Londres les résultats d'expériences très précises effectuées par une méthode du second groupe.
- Expériences directes.
- Dès 1843, Joule (•) utilisa la chaleur engên-
- (') Philosophical Magazine, 3° série, t. NXIII, p. a63
- 7 et 435.
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- drée par le passage d’un courant dans un conducteur pour déterminer la valeur de J. Son appareil se composait d’un fort électro-aimant entre les pôles duquel tournait un petit électroaimant formé de 6 plaques de fer doux de 22 centimètres de longueur sur 2,8 cm de largeur entourées de 19 mètres de fil de cuivre. Cet électro-aimant était placé dans un tube de verre rempli d’eau dont la température était déterminée, à l’aide d’un thermomètre donnant le cinquantième du degré Fahrenheit, au commencement d’une expérience et après un quart d’heure, la vitesse de rotation étant maintenue à peu près constante, à raison de 600 tours par minute, pendant ce temps. De cette élévation de température on déduisait la différence entre la quantité de chaleur produite par les courants induits et celle qui est perdue par rayonnement et con-' ductibilité. Pour évaluer cette dernière on répétait immédiatement l’expérience après avoir interrompu le courant de l’électro-aimant fixe et on mesurait l’abaissement de température, qui était alors uniquement dû aux actions extérieures. On pouvait donc avoir la quantité de chaleur correspondant au travail mécanique dépensé.
- La mesure de ce travail s’effectuait comme il suit ; Joule enroulait autour de l’axe de l’électro-aimant mobile un fil muni d’un poids. La descente du poids mettait en mouvement l’appareil, et en faisant varier la masse du poids suspendu, on parvenait à produire une vitesse à peu près constante de 600 tours par minute, l’électro-aimant fixeétanten fonction. Mesurant en même temps la vitesse à peu près uniforme avec laquelle le poids descendait, on pouvait calculer le travail mécanique nécessaire pour entretenir pendant un quart d’heure cette vitesse de 600 révolutions par minute. On recommençait l’expérience après avoir interrompu le courant de l’électro-aimant, pour avoir le travail absorbé par les résistances passives. En retranchant ce travail du précédent on obtenait le travail transformé en chaleur.
- Huit expériences ont donné des nombres compris entre 322 et 572 kilogrammètres pour l’équivalent mécanique de la calorie; leur moyenne est 460.
- M. Leroux (1) reprit ces expériences en 1857
- (') Annales de Chimie et de Physique, 3" série, t. L, p. 463.
- en utilisant les courants produits par une puissante machine magnéto-électrique du type des machines de l’Alliance. Ces courants passaient dans une spirale de platine placée dans un calorimètre. De la quantité de chaleur q dégagée dans le calorimètre on déduisait la quantité Q dégagée dans le circuit entier constitué par le fil de platine et les bobines. Pour cela on déterminait le rapport ^ des résistances de ce fil et
- des bobines et on avait, Q = l’inten-
- sité du courant étant la même dans ces diverses résistances.
- Dans deux expériences la mesure du travail dépensé s’effectuait par la méthode employée par Joule, c’est-à-dire qu’on déterminait au moyen de poids agissant sur l’axe de la machine le travail dépensé par unité de temps pour donnera cette machine la vitesse de rotation quelle possédait au moment des expériences calorimétriques. Dans une autre expérience on mesurait, à l’aide de la manivelle dynamométrique du général Morin, l’effort nécessaire pour faire marcher la machine, d’abord à vide, puis après avoir fermé le circuit sur la résistance de platine, la vitesse de rotation étant la même dans les deux cas. Cette vitesse étant connue, le travail s’évaluait facilement.
- Les deux premières expériences donnèrent à M. Leroux les nombres 442 et 469,87 kilogrammètres; la dernière conduisit à 462,23. La moyenne de ces nombres, q58 environ, est plus grande que celle donnée par les expériences de frottement; M. Leroux attribue ce fait à ce qu’une partie du travail fourni à la machine est dépensée par les courants induits qui se produisent dans les conducteurs voisins.
- L’année suivante, Matteucci publiait (*) les résultats d’expériences effectuées par une méthode un peu différente, mais n’exigeant encore que la mesure d’un travail mécanique et celle dè la chaleur produite par des courants induits.
- L’appareil employé est un moteur électromagnétique dont les électro-aimants inducteurs sont recouverts d’un double enroulement de fil. Quand l’un de ces enroulements est parcouru
- (J Annales de Chimie et de Physique, 3* série, t LIV p. 3o5.
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- par le courant d’une pile constante, l’autre étant ouvert, le moteur est capable de soulever un certain poids P avec une certaine vitesse. Lorsqu’on ferme le second circuit des électro-aimants sur une résistance de platine la vitesse du moteur décroît immédiatement et pour qu’elle reprenne sa valeur primitive le poids soulevé ne doit plus être que p. La diminution de travail (P—p)h, correspondant à une élévation h des poids, se retrouve sous forme de chaleur dans le circuit fermé des électro-aimants. Pour évaluer cette chaleur on mesure celle qui est dégagée dans le fil de platine que l’on plonge dans un calorimètre ainsi que le rapport de la résistance de cette spirale à celle du circuit formé par la spirale et le fil entourant l’électro-aimapt.
- Une des expériences a donné 438,96 kilogram-mètres. Un grand nombre d’autres ont donné des valeurs très voisines, mais cependant assez différentes pour qu’on ne puisse considérer la méthode comme susceptible d’une très grande précision.
- Dans les belles expériences que M. Violle (x) a exécutées en 1870, la chaleur mesurée est celle qui résulte de la production de courants de Foucault dans un disque métallique tournant entre les pôles d’un puissant électro-aimant. Avant chaque expérience le disque est plongé dans l’eau d’un calorimètre pendant un temps suffisant pour qu’il prenne la température de cette eau; il est ensuite essuyé rapidement et fixé sur l’axe de rotation que l’on fait tourner avec une vitesse constante et connue pendant un temps déterminé à l’aide d’un compteur à secondes. Au moyen d’une disposition très simple, on le fait alors tomber sur un triangle de fil de soie et on le plonge dans le calorimètre. Les pertes de chaleur du calorimètre sont déterminées avec soin par l’étude de la variation de température de cet instrument avant et après l’expérience. Quant à la chaleur abandonnée par le disque à l’air ambiant pendant sa rotation, elle peut être déduite des quantités de chaleur mesurées pour des durées différentes de l’expérience, quantités qui seraient proportionnelles à ces durées s’il n’y avait pas refroidissement par Le contact de l’air.
- (') Annales de Chimie et de. Physique, 4" série, t. XXI, p. 64.
- La mesure du travail fourni à l’axe de rotation s’effectue comme dans les expériences de Joule et de M. Leroux. L’axe, séparé des engrenages qui le rendent solidaires de la manivelle, est mis en mouvement par un cordon soutenant un poids. On obtient ainsi le travail correspondant à une certaine vitesse de rotation. La fraction de ce travail employée à vaincre le frottement de l’axe et à échauffer celui-ci ainsi que la bague qui soutient le disque est obtenue en cherchant le poids nécessaire pour communiquer la même vitesse de rotation, le disque étant enlevé. L’expérience ayant montré que le travail transformé en chaleur dans le disque était proportionnel au carré de la vitesse de rotation il n’était pas nécessaire que cette vitesse fût exactement la même dans l’expérience définitive et dans celle de la mesure du travail, le travail dépensé pour une vitesse quelconque pouvant se déduire, d’après la loi de proportionnalité précédente, du travail dépensé pour une autre vitesse.
- La moyenne d’une série d’expériences faites avec un disque de cuivre donne 435,2 kilogram-mètres; en opérant avec un disque d’aluminium M. Violle a obtenu 434,9. Le nombre 435, compris entre les deux précédents, est celui que l’auteur a adopté.
- En 1891, M. d’Arsonval a repris cette méthode à l’aide d’un dispositif sur lequel nous 11e nous attarderons pas, la description en ayant été faite dans ce journal ('). Rappelons seulement que la chaleur dégagée par les courants produits par un champ magnétique tournant dans un cylindre de cuivre fixe plongé dans un calorimètre est mesurée par la méthode calorimétrique dite à température constante, laquelle évite toute correction. Le travail est évalué au moyen du couple de torsion exercé par un fil d’acier qui soutient le cylindre. Les nombres trouvés par l’équivalent mécanique de la calorie oscillent entre 421 et 427.
- Dans une communication à la Société de Physique M. d’Arsonval annonçait son projet de reprendre ces expériences en se servant d’un champ magnétique très puissant afin d’arriver â la valeur exacte de J, la sensibilité de la méthode croissant avec l’intensité du champ, mais
- (') La Lumière électrique, t. XXXIX, p. 534 (11 mars 1891).
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- jusqu’ici aucune publication n’a été faite à ce sujet.
- A ces méthodes directes se rattache celle que Fabre employa en 1854 ('). Un petit moteur électromagnétique était plongé dans le moufle du calorimètre à mercure de Favre et Silbermann. On mesurait la quantité de chaleur dégagée dans le circuit de ce moteur lorsqu’il était réuni aux pôles d’une pile constante, ce moteur étant en repos. Une nouvelle mesure de la chaleur dégagée était prise le moteur étant en mouvement. La différence est la quantité de chaleur transformée en travail mécanique par le moteur. En évaluant ce travail on peut donc en déduire J. Favre a trouvé ainsi 434 kilogrammètres.
- Méthodes électriques proprement dites.
- Ces méthodes sont au nombre de deux. L’une mesure l’énergie électrique d'une pile et la quantité de chaleur correspondante; l’autre s’appuie sur la loi de Joule relative à la chaleur dégagée dans un circuit résistant.
- La première a été peu employée à cause des nombreux phénomènes secondaires qui se produisent dans une pile et qui peuvent fausser la mesure. La pile de Daniell seule a été étudiée, dans le but de déterminer J, par Bosscha et par Joule. Le premier, dans une série de recherches effectuées en 1857, obtint le nombre 432,1. D’autres expériences, faites en i85g, lui fournirent lé nombre 419,5, qui est également celui qu’obtint Joule la même année.
- La méthode fondée sur la loi de Joule peut donner une grande précision et a été employée par de nombreux expérimentateurs. Le principe est simple : La chaleur dégagée par unité de temps dans un circuit de résistance R est
- Par suite, la détermination de J comprend une mesure calorimétrique et celle de deux des trois quantités: force électromotrice E, intensité I, résistance R.
- s Mais on conçoit que la précision de la méthode soit subordonnée à celle des étalons qui
- (*) Annales de Chimie et de Physique, 31 série, t. XI,, p. 293.
- servent à la mesure des quantités électriques. Les résultats ne pouvaient donc être satisfaisants qu’autant que les unités de comparaison seraient bien définies. Par conséquent, les recherches antérieures aux expériences récentes déterminant l’ohm avec exactitude sont nécessairement entachées d’erreur. Pour cette raison nous nous contenterons d’indiquer par un tableau les résultats de ces expériences :
- Années Auteurs Résultats
- 1857 Quinlus Julius (Pogg. Ann. t. CI, p. 691) 399,7
- » Weber (Phil. Mag4’ série, t. XXX)... .432,1
- 1859 Lenz-Weber.................. —.........396,4 — 478,2
- 1867 Joule................................ 429,5
- 1878 Weber................................ 428,15
- En 1889, M. Dieterici (*) reprit ces mesures. La résistance est constituée par un fil de maille-chort soudé par ses extrémités à de minces rubans de cuivre plongeant dans des coupelles à mercure. Cette résistance constitue l’une des branches d’un pont de Wheatstone qui sert à la mesurer.
- Une pile de deux ou trois éléments Bunsen fournit le courant traversait le fil de maille-chort. Un voltamètre à nitrate d’argent intercalé sur le circuit donne la valeur de l’intensité moyenne pendant la durée de l’expérience, 1,1183 millig. d’argent étant déposé en une seconde par un courant de 1 ampère, d’après M. Kohlrausch. Un galvanomètre placé en dérivation permet de constater les variations d’intensité. Ces variations n’ayant pas dépassé 2 0/0, il n’en a pas été tenu cojppte.
- Pour mesurer la quantité de chaleur dégagée dans le fil, celui ci est fixé par un bouchon au moufle d’un calorimètre de Bunsen contenant du pétrole. L’extrémité du tube de ce calorimètre plonge dans une coupelle contenant du mercure, lequel pénètre dans le tube à mesure que fond la glace qui entoure le rrioufle. Le poids du mercure aspiré permet de déterminer le poids de glace fondue, et par suite la chaleur dégagée.
- L’auteur a ainsi trouvé
- J 4,2436 x io1 C. G. S. ou 43q,5 kilog.
- La différence considérable entre cette valeur et celle donnée par M. Rowland peut être attribuée, comme le fait M. Dieterici, à la variation
- (*) Wiedemaiin’s Atlnalen, t. XXXIII, p, 417.
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- de la chaleur spécifique de l’eau. L’unité de chaleur, dans les expériences de M. Rowland, est la quantité qu’il faut fournir à l’unité de masse d’eau prise à i5° pour élever sa température de i° G., tandis que dans celles de M. Die-terici c’est la quantité qu’il faut fournir à l’unité de masse d’eau à o° pour produire uue élévation de température de r. La chaleur spécifique de l’eau allant en augmentant quand la température s’abaisse, il faudra nécessairement un travail plus grand pour obtenir cette dernière quantité de chaleur que pour obtenir la première.
- Cependant il est peu probable que ce soit là la seule cause de cette grande différence. L’intensité, à un instant donné, n’est pas convenablement déterminée, ainsi que nous l’avons dit plus haut. Comme cette quantité entre par son carré dans l’expression de la loi de Joule, l’erreur commise sur sa mesure influe considérablement sur la valeur de J. D’un autre côté, la température du fil de maillechort est mal déterminée. M. Dieterici la considère comme étant la même que celle du liquide qui le baigne, tandis qu’en réalité, comme l’a montré M. Griffiths, elle est un peu plus élevée; il en résulte une erreur sur la valeur de la résistance de ce fil.
- Les expériences de M. Griffiths (1), commencées en 1887 et terminées à la fin de 1892, sont remarquables par leur précision.
- Après avoir vainement essayé d’obtenir un alliage dont la résistance ne varie pas avec la température, M. Griffiths s'est décidé à prendre une bobine en fil de platine, la variation de la résistance de ce métal avec la température ayant été déterminée par lui avec beaucoup de soin. Cette bobine est plongée dans un calorimètre dont la température est 0t à un certain moment. Mais la bobine se trouvant toujours à une température un peu plus élevée que celle de l'eau qui l’entoure, sa température est, au même instant, Cfi-j-p, p étant inconnu. Par conséquent, si R est la résistance absolue de la bobine à la température 0, sa résistance à l’instant où le calorimètre est à la température 0j est R' = R [1 + k (0, + (3 - 0)],
- k étant le coefficient de variation de la résistance du platine.
- C) Proceedings of thc Royal Society, t. LUI, p. 0.
- Il s’agit de déterminer {3. Voici le principe de la méthode employée. Soient P, Q, R et S les branches d’un pont de Wheatstone, S étant la bobine de platine plongée dans le calorimètre, P et Q deux conducteurs identiques par leur nature, leur masse, leurs dimensions et ayant, par suite, même résistance, enfin R étant une résistance en argent allemand de très grande masse et de très grande surface. Modifions cette dernière résistance jusqu’à ce que le pont soit en équilibre, la résistance S étant dans le calorimètre depuis un temps suffisamment long pour qu’on puisse regarder sa température comme égale à la température 0t de l’eau au moment de l’équilibre. La résistance de S à la température 0t est alors égale à celle de R à la température ambiante.
- Si l’on fait passer un courant dans les branches du pont, les résistances P et Q s’échaufferont également et ne cesseront pas d’être égales : d’autre part, la résistance de R ne variera pas sensiblement, par suite de la grande masse de cette résistance, qui était de plusieurs livres, et de son énorme surface refroidissante. Le pont se trouvera donc déréglé si la résistance S plongée dans le calorimètre ne conserve pas la même température. C’est ce qui arrive en effet, et pour rétablir l’équilibre il faut refroidir l’eau du calorimètre jusqu’à ce que sa température ait une certaine valeur 02. Il est évident qu’au moment de l’équilibre la résistance S doit avoir repris sa température initiale 0,; par conséquent 0, — 02 est l’excès de température p de la bobine sur l’eau qui l’entoure, excès qui se trouve dès lors connu pour l’intensité du courant employé.
- Mais p dépend nécessairement de cette intensité et, par suite, de la différence de potentiel entre les deux extrémités de la bobine. En faisant varier cette différence de potentiel, il est possible de reconnaître la loi qui lie p à cette dernière quantité, et par conséquent de trouver ensuite la valeur de p qui correspond à une valeur quelconque de la différence de potentiel.
- En réalité, au lieu de chercher la variation de p avec la différence de potentiel, M. Griffiths a cherché la quantité S R dont il fallait augmenter la résistance R pour rétablir l’équilibre du pont pour diverses valeurs de la différence de potentiel. Il a constaté que ses résultats pouvaient être représentés par la formule SR = 0,01422 «*,
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- n étant le nombre d’éléments Latimer Clark équilibrant la différence de potentiel entre les extrémités de la bobine S. Comme la variation de résistance de cette bobine est égale à 8 R, on a ainsi les données nécessaires pour calculer la résistance de S. Celle-ci est alors donnée par la formule
- R' = R [i + k (0, — 6)1 + 8 R.
- La résistance de la bobine de platine pouvant être ainsi déterminée à chaque instant de l’expérience, il fallait encore déterminer soit l’intensité du courant qui la traverse, soit la différence de potentiel entre ses deux extrémités. C’est cette dernière quantité que mesure M. Griffiths. Pour cela, la bobine, dans les expériences définitives, est parcourue par le courant d’une forte pile qui traverse également un rhéostat. Les extrémités de la bobine sont en outre reliées aux deux pôles d’une série d’éléments Latimer Clark disposés en opposition avec le courant principal. Un galvanomètre est intercalé dans le circuit des Latimer Clark; quand sa déviation est nulle, la différence de potentiel entre les extrémités du fil de la bobine est égale à la force électromotrice des éléments étalons. En agissant sur le rhéostat, on parvient à maintenir cette égalité à i/iooooprès pendant toute la durée d’une expérience, malgré la variation de la résistance de la bobine et la variation de la force électromotrice de la pile principale. Il suffit donc de connaître la valeur de la force électromotrice des éléments Latimer Clark. Leur comparaison directe avec les étalons du laboratoire Cavendish et leur comparaison indirecte avec l’étalon de Berlin ont montré que leur force électromotrice est 1,4344 volt à la température de i5°.
- Le calcul de la quantité de chaleur dégagée 1 E2
- pendant un temps d l, -j^jdl, exige encore la
- mesure du temps. Cette mesure s’effectue avec une horloge électrique munie d’un pendule battant la '.seconde. La marche de cette horloge était comparée à celle d’un excellent chronomètre. Tout d’abord on observa des irrégularités, mais après quelque temps la marche de la pendule fut trouvée très régulière, la durée d’une oscillation différant d’une seconde de moins de 1 /s5 000, ce qui évite toute correction.
- Passons maintenant à la mesure calorimétrique. Le calorimètre est suspendu à l’intérieur
- d’une chambre en acier étanche et à doubles parois. On fait le vide dans la chambre de manière à éviter toute déperdition de chaleur par convection. L’espace compris entre les parois de la chambre est rempli de mercure dont la masse atteint 3o kilogrammes. La variation de volume qu’éprouve ce mercure sous l’influence d’une variation de température est utilisée pour faire fonctionner un régulateur permettant de chauffer l’eau dans laquelle cette chambre est entièrement plongée. Une variation de i° dans la température produisant une différence de niveau de 3oo millimètres dans les tubes du régulateur, il est facile de maintenir constante, à i/5oo près, une température comprise entre 3 et 5o°. On se trouve ainsi dans les meilleures conditions pour effectuer les corrections que nécessite toute mesure calorimétrique.
- Ces corrections sont, d’une part, l’élévation de température <j produite pendant l’unité de temps par le mouvement de l’agitateur; d’autre part, celle qui résulte des gains et pertes de chaleur par rayonnement et par conductibilité.
- L’agitateur a une forme telle que, par sa rotation, il renvoie constamment vers le fond du calorimètre l’eau des couches superficielles; sa vitesse de rotation peut être mesurée et maintenue constante pendant longtemps. Par des observations faites à des températures du calorimètre excessivement voisines de celle de l’enceinte, on détermine la vitesse de réchauffement due au mouvement de l’agitateur pour une certaine vitesse. On a trouvé que cette vitesse a est proportionnelle au cube de la vitesse de rotation quand cette dernière varie de 26 à 34 tours par seconde. La correction nécessitée par l’agitateur peut donc se faire avec une grande exactitude en maintenant la vitesse au voisinage de 3o tours dans les expériences définitives.
- En admettant la loi de Newton, la variation detempératuredue au rayonnement est p (0, — 0o), 0, étant la température du calorimètre et 0o celle de l’enceinte vers laquelle il rayonne. Par suite, la variation due au mouvement de l’agitategr et au rayonnement a pour expression tr-j-p^—0o). Cette variation totale peut être déterminée par des observations faites pour diverses valeurs de 0.t— quantité a étant connue, comme on
- vient de le dire, on aura donc p. Il a été constaté que p demeure constant, pour une valeur donnée de la pression à l’intérieur de la chambre,
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- quand la différence de température entre le calorimètre et l’enceinte ne dépasse pas 6°, nombre qui n’a pas été atteint dans les expériences définitives.
- La détermination des températures est basée sur l’emploi des thermomètres à résistance de platine qui ont été l’objet d’une étude soignée par M. Callendar (1), De cette étude il résulte que la différence l — T de la température t indiquée par un des thermomètres et la température T correspondante du thermomètre à air est donnée par
- t — T = 5 T (100 — T) io-\
- cette relation permettant de déterminer T à moins de un centième de degré dans l’intervalle o° — ioo°. En comparant un thermomètre à mercure à divers thermomètres à résistance de platine, M. Griffiths a pu déterminer indirectement la formule qui lie les indications de ce thermomètre à mercure à celles du thermomètre à air. C’est ce thermomètre à mercure qui a servi à la mesure des températures.
- On peut craindre que cet étalonnement indirect du thermomètre de mesure ne donne pas une précision suffisante. Aussi, M. Griffiths se propose-t-il de faire bientôt avec M. Callendar une comparaison directe de son thermomètre à air. Si les résultats indiquent une erreur dans la relation adoptée, les corrections requises seront faites dans les valeurs numériques, sans qu’il soit nécessaire de refaire les expériences. Mais il est peu probable que cette comparaison directe amène des corrections, car ayant tout récemment comparé son thermomètre à un thermomètre Tonnelot étalonné par M. Guillaume, M. Griffiths a constaté que les valeurs données par ces deux instruments pour la mesure d’un même intervalle de température différaient de moins d’un centième de degré.
- Nous pouvons maintenant écrire l'équation déterminant J. Soit dQ0 la variation de température du calorimètre pendant le temps dl quand un courant traverse la bobine. Cette variation de température est due en partie à l’agitateur et au rayonnement, en partie à réchauffement de bobine par le courant; nous avons donc
- et O0 = f <7 + p (O, — 0)] d t -f yy^r yy d t.
- (') La Lumière Electrique, t. XLVII, p.'aa.
- Dans cette relation entre les capacités calorifiques de l’eau du calorimètre, du calorimètre lui-même, de l’agitateur et de la bobine, si w est la masse de l’eau à la température 0 pour laquelle la chaleur spécifique de l’eau est prise pour unité et si w' est l’équivalent en eau du calorimètre à la même température, M a pour valeur w-\- w' à la température 0. A la température (fi cette capacité calorique est
- M' = 11- [i +/(0, - 6)] + 1)»' \ i + g (0o - 0)|,
- /et g étant les coefficients de variation des chaleurs spécifiques de l’eau et du platine.
- Si nous portons cette valeur de M' dans l’expression de d (fi, nous obtenons une relation contenant, outre J, les trois inconnues f,getw'. Une autre série de mesures faite avec un poids différent uy fournira une nouvelle relation, et en la retranchant de la précédente, g et iv' disparaîtront. Par conséquent, en effectuant au moins deux observations pour des valeurs différentes de (fi — 0, on pourra calculer/ sans connaître J.
- Le coefficient/étant ainsi déterminé, il sera facile de calculer 1 v' et g- a l’aide de deux autres expériences et l’on pourra enfin se servir de la formule exprimant dl.fi pour calculer J, puisque toutes les quantités qui y entrent sont connues.
- Un grand nombre d’expériences ont été faites avec des poids d’eau différents dans le calorimètre, des températures variant de i5 à 25°, et des intensités de courant correspondant à une différence de potentiel entre les extrémités des bobines égale à celle d’une pile de Latimer Clark dont le nombre d’éléments varie de 2 à 6. Ces expériences ont donné /== — 0,00026(6, la température désignée par 0 dans ce qui précède étant 15°. Par conséquent, la chaleur spécifique de l’eau à une température l est donnée par la formule
- C = I — O,OOO20G (/ — z5).
- Quant aux valeurs trouvées pour J, elles sont très concordantes entre elles, ainsi que le montre le tableau suivant où sont indiqués quelques-uns des résultats donnés par une des deux séries d’expériences faites par M. Griffiths. Les expériences exécutées avec un même poids d’eau dans le calorimètre forment un groupe qui comprend un très grand nombre d’expériences faites à des températures variant de 15 à 25° environ. Le tableau ne renferme que les moyennes d’ex-
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- périences effectuées au voisinage de 15, 20 et 25°.
- Groupes i5° 20* 25° Moyennes
- A 4,1940 X lo7 4,1940 x 107 4,1940 x io7 4,1940 X 107
- B 4,1930 » 4,1941 » 1,1949 » 4,1940 B
- C 4.1939 » 4,1938 » 4,1937 » 4,1938 »
- D 4,1940 » 4,1939 » 4,1940 » 4.1940 B
- E 4,1938 » 4,1940 » 4,1943 B 4,1940 B
- La concordance des valeurs d’un même groupe à différentes températures et celle des valeurs des divers groupes à la même température est une preuve de l’exactitude de la formule trouvée pour l’expérience de la chaleur spécifique de l’eau et de la grande précision de la méthode. Les résultats du groupe A sont les moins concordants entre eux, mais par suite de certaines circonstances qui se sont produites pendant les expériences de ce groupe, M. Griffiths n’y attache pas une grande valeur. La moyenne des autres expériences est 4,1940 X io7.
- Par conséquent si l’on prend :
- i° Pour unité de résistance celle qui a été définie dans le rapport de l’Association britannique de 1892;
- 20 Pour force électromotrice de l'étalon Lati-mer Clark du laboratoire Cavendish, le nombre 1,4342 volt à i5°;
- 3° Pour unité thermique la quantité de chaleur nécessaire pour élever de un degré centigrade de l’échelle du thermomètre à hydrogène la température d’une masse de 1 gramme d’eau à 15°,
- La valeur la plus probable de l’équivalent mécanique de la calorie est
- J = 4>I94° x 107 C. G. S.
- Cette valeur correspond à 427,45 kilogram-mètres sous la; latitude de Greenwich, latitude on g =981,17.
- Elle diffère de moins de 1/930 en plus de celle trouvée par M. Rowland, et d’environ i/5oo de celle obtenue par M. Miculescu. Si l’on prend la moyenne des résultats donnés par Joule en leur attribuant, comme l’a fait M. Rowland, des coefficients divers suivant leur précision probable, on obtient un nombre différant de celui de M. Griffiths de i/35ode sa valeur. Si on prend la moyenne brute de ces résultats, la-différence n’est que de 1/4280.
- Cette comparaison indique que l’approximation de la valeur de J trouvée par M. Griffiths est au moins de i/5oo de sa valeur, peut-être même de 1/1000.
- J. Blondin.
- DISTRIBUTION DE L’ÉNERGIE ÉLECTRIQUE
- PAR COURANTS POLYPHASÉS ET COURANTS CONTINUS A BOCKENHEIM
- On a généralement coutume de considérer l’éclairage comme la seule application sérieuse que puisse fournir une station centrale distribuant l’énergie électrique dans une ville. Pourtant bien des techniciens ont déjà montré .et démontré qu’une usine électrique qui n’a d’autre débouché que l’éclairage se trouve dans de très mauvaises conditions au point de vue de l’utilisation du matériel et qu'elle doit s’efforcer de s’adjoindre un autre élément de consommation plus rénumérateur en fournissant à ses abonnés, outre la lumière utilisée la nuit, la-force motrice engendrée par des moteurs électriques travaillant le jour.
- Ce sont là des conseils très sensés, mais qu’il a malheureusement été impossible jusqu’ici de mettre en pratique, tout au moins chez nous, par suite du peu d’empressement des industriels desservis par une canalisation à installer dans leurs ateliers des moteurs électriques. Ce fait tient à deux causes principales :
- Un industriel, qui possède depuis de longues années une installation de force motrice à vapeur ou autre, hésitera longtemps avant de la remplacer par des moteurs électriques, quand même il aurait intérêt à le faire, d’abord par suite de la force de l’habitude et ensuite parce qu'il lui sera difficile de tirer parti de ses anciennes machines productrices de force. La transformation se traduira donc pour lui par une dépense très appréciable et il ne se décidera à l’entreprendre que s’il juge que l’adoption des moteurs électriques lui procurera de grands avantages, soit au point de vue des commodités spéciales que ces appareils offrent dans beaucoup de cas, soit par suite de l’économie qu’il en retirera.
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- Or, actuellement les stations centrales livrent l’énergie électrique à un prix si élevé qu'il est souvent plus avantageùx, au point de vue pécuniaire, d’installer un petit moteur à gaz ou à pétrole, même pour des puissances très faibles, que de brancher un moteur électrique sur la canalisation de distribution ; pour des puissances supérieures à quelques chevaux, la différence dans les prix de revient est encore plus accentuée.
- Pour qu’une usine centrale puisse se procurer avec les moteurs électriques une consommation suffisante, elle doit se trouver dans des conditions spéciales. 11 faut d’abord qu’elle livre pendant le jour l'énergie électrique à un taux suffisamment bas pour que les petits moteurs aient avantage à employer l’électricité préférablement aux autres modes de production de force motrice.
- Même si la station vend bon marché le courant nécessaire aux moteurs, elle ne trouvera d’abonnés que pour les tout petits moteurs dont la puissance ne dépasse pas une dizaine de chevaux; pour les moteurs plus gros la vapeur et le gaz seront toujours plus économiques. L’usine ne doit donc pas s’établir dans une grande cité industrielle, mais au contraire dans une ville occupée par de petits ateliers demandant peu de force. Elle doit également chercher des villes dont le développement est récent et dans lesquelles l’on peutespérer voirde nouvelles usines s’installer par la suite.
- Si en Amérique, par exemple, les moteurs jouent un rôle important dans toutes les cités desservies par une station électrique, c’est qu'on se trouve en présence de pays neufs, de villes nées d’hier, où les usines qui se montent, ayant leur installation complète à faire, trouvent tout simple, au lieu de prendre un moteur à gaz ou à vapeur, d’utiliser des moteurs électriques, qui sont moins encombrants et se prêtent beaucoup mieux aux exigences diverses des machines-outils.
- En France, et sur le continent en général, il est plus rare de trouver des villes remplissant les conditions voulues; néanmoins, les circonstances locales peuvent dans certains cas se prêter assez bien à l’installation des moteurs électriques.
- C’est le cas pour Bockenheim, petite ville formant la banlieue nord de Francfort-sur-Mein.
- Les usines ne s’y sont développées que depuis quelques années et font toutes partie de la petite’ industrie. Ce sont des scieries, des menuiseries, des fabriques devis et d’appareillage électrique, c’est-à-dire des ateliers où l’on n’a besoin que d’une force motrice assez faible.
- D’autre, part, à Bockenheim les terrains ne sont pas chers. Une usine peut donc s|y établir sans beaucoup de frais et arriver à produire et à vendre l’énergie électrique à bon marché.
- Dans une telle ville, une station électrique de distribution était certaine d'avoir une consommation d’énergie correspondant non-seulement à l’éclairage, mais aussi à un grand nombre de moteurs électriques. - .
- Ces circonstances ont permis à M. Lahmeyer, de faire sur une grande échelle, à Bockenheim, l’application industrielle du système de distribution qu’il avait préconisé à l’Exposition de Francfort.'Nous avons fait connaître à ce moment (*) le principe de ce système, que nous rappellerons sommairement.
- Pour le transport du courant de l’usine génératrice au centre de la ville on emploie une différence de potentiel assez élevée afin de réduire dans de grandes proportions les dépenses de canalisation, sans pourtant atteindre une tension trop haute qui conviendrait mal au fonctionnement des moteurs. Avec 600 ou 1000 volts, par exemple, on pourra brancher directement les moteurs un peu puissants sur la canalisation à haute tension, qui s’étend sur les principales voies de la ville de façon à former un réseau fermé. On peut aussi utiliser directement le courant de haute tension pour alimenter des lampes à arc montées en série et servant à l’éclairage des rues.
- A côté du réseau à haute tension s’en trouve un second à basse tension relié au premier par des transformateurs spéciaux qui réduisent de 1000 ou 600 volts à 100 volts la tension du courant. Le réseau à 100 volts est également relié, en des points rapprochés de l’usine, avec les dynamos à basse tension qui servent à l’excitation des machines à haute tension. Les lampes à incandescence, les lampes à arc isolées et les petits moteurs sont mis en dérivation sur les câbles de distribution de ce réseau.
- Lorsque M. Lahmeyer a exposé son système
- (*) La Lumière Electrique, 19 septembre 1891, p. 566.’
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- pour, la première fois, il a songé tout d’abord à employer le courant .continu aüssi bien pour la haute tension que pour la basse tension. Il créa même dans.ce but plusieurs appareils nouveaux dont nous avons parlé (*), par exemple des dyna-moteurs ou transformateurs pour courants continus abaissant la tension de 1000 volts à 100 volts, et des transformateurs-moteurs fournissant un courant de .basse tension en même temps qu’ils fonctionnent comme moteurs avec le courant continu, de Jiaute tension.
- Vers cette époque, le courant polyphasé fit son apparition et prouva par ses brillants débuts, à Lauffen qu’il pouvait rendre de grands services dans plus d’un cas. Il a permis en . par-
- ticulier d’améliorer le système Lahmeyer en le rendant beaucoup plus simple et plus pratique, au point de vue du fonctionnement de ses organes. M. Lahmeyer était arrivé sans difficulté à construire des machines à courant continu marchant d’une façon régulière à la tension de 1000 volts, soit comme généra-, trices, soit comme réceptrices, en donnant très peu d’étincelles au collecteur. Malgré tout, les collecteurs à haute tension n’en restaient pas moins des parties délicates demandant une certaine surveillance et sujettes à se détériorer par suite d’une fausse manœuvre.
- M. Lahmeyer a supprimé cet inconvénient en remplaçant le courant continu à haute tension
- Fig. i. — Plan de la distribution.
- par le .courant polyphasé qui permet (S’employer, pour , la réceptrice, même avec les plus hautes tensions, au lieu d’un collecteur, un systèrne de bagues pleines et de balais qui ne donne naissance à aucune étincelle, qui n'a pas besoin de réglage ni de surveillance et qu’il est matériellement impossible de brûler. La simplification est poussée encore plus loin sur la dynamo primaire, qui ne comporte aucune pièce tournante pour prendre le courant de haute tension. De plus, afin d’augmenter encore la sécurité à l’usine, les dynamos génératrices à courants polyphasés ne produisent pas directement des courants de haute tension, mais des courants de çlo volts dont la tension est élevée à la valeur voulue par des transformateurs, suivant la méthode adoptée à Lauffen.
- (’) La Lumière Électrique, 19 septembre 1891, p. 506.
- La distribution a été établie à Bockenheim en suivant exactement les principes que nous venons d’indiquer, comme on le voit sur la figure 1. A la station primaire se trouve la dynamo génératrice A donnant un courant triphasé de 80 volts qui se rend dans le transformateur principal B d’où il sort à la tension de 600 volts; plusieurs feeders à haute tension M partent de la station pour se raccorder en divers points avec le réseau N à haute tension et à 3 fils. Cette canalisation dessert directement les moteurs un peu puissants C.
- En R se trouve une sous-station contenant un transformateur spécial recevant par 3 fils venant du réseau à haute tension des courants polyphasés à 600 volts et restituant des courants continus à la tension de 110 volts, qui viennent alimenter le réseau à basse tension et à 2 fils P, sur lequel sont branchés les différents appareils
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- d’utilisation : lampes à incandescence et à arc L, petits moteurs D, accumulateurs, etc.
- Comme il faut des dynamos à courant continu pour exciter les machines à courants polyphasés, on en profite pour les faire travailler en même temps sur le l'éseau de distribution, auquel elles sontrattachèes, aux environs de l’usine par des feeders T. Dans les moments de faible consommation elles peuvent fournir à elles seules le courant continu, et à pleine charge servent d’appoint au transformateur R.
- Passons à la description de l’installation, que nous avons eu l’occasion de visiter récemment, en commençant par la station primaire.
- L’usine a été établie dans un quartier éloigné de la ville de Bockenheim, dans des terrains où les rues sont à peine tracées. On a pu acquérir pour une somme relativement minime un lot de terrain ayant une superficie de 36oo mètres carrés, c’est-à-dire beaucoup plus qu’il n’était nécessaire. Cet excès de surface a permis d’installer tout le matériel sans mesurer l’espace, tout en conservant du terrain disponible pour le cas où les bâtiments construits à présent deviendraient insuffisants par suite d’un accroissement nécessaire de la capacité de l’usine. Au milieu du terrain rectangulaire de 72 mètres de long et 5o mètres de large a été construit un bâtiment en briques, également de forme rectangulaire, ayant 9 mètres de haut, 25 mètres de long et 20 mètres de large, et possédant un sous-sol. Le rez-de-chaussée comprend, outre les bureaux, deux grandes salles destinées l’une aux machines et l’autre aux chaudières.
- La chaufferie est une grande pièce bien aérée, de 7,5 m. de haut, 17,5 m. de long et 12,5 m. de large, où se trouvent côte à côte deux chaudières, avec la place réservée pour en installer une troisième lorsque le besoin s’en fera sentir. Un petit cheval alimentaire refoule l’eau dans les chaudières; l’eau d’alimentation est prise sur les conduites de la ville. L’encombrement n’étant pas à craindre, on a pris des chaudières possédant, outre un faisceau tubulaire, un large corps de chaudière qui remplace un réchauffeur, car les gaz chauds sont forcés de parcourir plusieurs fois les différents carneaux ménagés dans la maçonnerie, de façon à être presque refroidis lorsqu’ils pénètrent dans la cheminée qui se trouve au coin de la salle. Chaque chaudière.
- dont la surface de chauffe estde 90 m2, peut produire 35o kilogrammes de vapeur par heure, à la pression de 10 atmosphères, avec une consommation de charbon de 80 grammes par kilogramme de vapeur. Le charbon est remisé dans un hangar situé à l’extérieur du bâtiment et relié à la chaufferie par une porte placée vis-à-vis des chaudières. La vapeur se rend à la salle des machines par une tuyauterie double placée dans le sous-sol.
- La salle des machines, dont la figure 2 repré sente une vue d’ensemble, est une pièce très vaste avec des fenêtres sur deux de ses côtés; elle est de même dimension que la salle des chaudières, c’est-à-dire-a 17,5o m. de long, i2,5o m. de large et 7,5 m. de haut. Elle est située à gauche de la salle des chaudières, avec laquelle elle communique par une porte latérale, tandis qu’une autre porte donne accès dans les bureaux, situées à l’extrémité du bâtiment.
- Deux groupes indépendants de machines sont placés parallèlement dans le sens de la largeur de la salle, dont le fond est occupé par le tableau de distribution qui est surélevé à trois mètres du sol et auquel on accède par deux escaliers.
- Les deux moteurs à vapeur sont des machines horizontales compound genre Corliss, dé 25o chevaux chacune, dont les deux cylindres sont montés en tandem. La vapeur pénètre à la partie inférieure du petit cylindre par un tuyau émergeant du sous-sol. Le tuyau d’échappement de la vapeur qui se trouve à la partie inférieure du gros cylindre passe également par le sous-sol pour se rendre au condenseur.La tige commune des pistons est reliée à une 'bielle. La bielle est rattachée à une manivelle simple, montée en porte-à-faux à l’extrémité d’un gros arbre horizontal, qui n’est soutenu que par un se-ul palier monté sur le bâti de la machine du côté du volant. Celui-ci qui a 4 mètres de diamètre est monté à 1 mètre du moteur, sur l’axe, qui est supporté de chaque côté par un palier. Le disque inducteur de la dynamo à courants polyphasés qui prend environ 200 chevaux, et a 2,80 m. de diamètre, est calé directement sur l’arbre, très près du palier opposé au moteur, et se trouve entièrement en porte-à-faux. La partie inférieure est placée dans une sorte de fosse, afin que son centre se trouve à la hauteur de l’arbre. Le volant tourne également dans une fosse sur un tiers de sa hauteur. La circonférence du volant
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- est munie à sa partie interne d’une série de dents, au moyen desquelles on peut actionner, si on le désire, un système d'engrenages placé dans la fosse et permettant de déplacer parallèlement à l’axe la couronne extérieure ou induit de la dynamo, qui peut glisser sur deux crémaillères situées au niveau du sol.
- La surface périphérique et plane du volant 'reçoit une courroie qui transmet le mouvement
- de l’arbre principal à la poulie d’une dynamo à courant continu de 5o chevaux. Cette poulie.qui a o,65 m. de diamètre, et se trouve placée à 5,90 m. de l’arbre principal, tourne à la vitesse angulaire de 600 tours par minute. Cette petite dynamo est fixée sur un bâti qui se trouve à côté du grand cylindre du moteur. Un garde-fou placé des deux côtés de la courroie défend l’abord des parties en mouvement.
- Fig-, 2. — Salle des machines.
- L’arbre principal porte près du palier du moteur une roue d’angle qui donne le mouvement par engrenage conique à un arbre auxiliaire. Cet arbre, parallèle aux pistons, commande l’admission et la détente de la vapeur. Un régulateur centrifuge à boules agit sur la détente pour maintenir la vitesse constante. Cette vitesse angulaire est d’ailleurs très faible, 100 tours par minute seulement. La marche des machines est très régulière et peu bruyante. L’absence de toute tuyauterie visible donne à la salle un
- aspect très propre, on pourrait même dire coquet.
- Le choix des moteurs est tout à fait rationnel. Lorsque la place le permet, on a toujours avantage, surtout au point de vue de la simplicité et de la sécurité du fonctionnement, à employer des machines horizontales de préférence à des moteurs verticaux, lorsqu’il s’agit de machines atteignant des puissances un peu fortes. Ces moteurs étant compound et travaillant avec la condensation sont au moins aussi
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- économiques que des machines verticales, tout en étant beaucoup plus robustes; elles ne consomment que 9 kilogrammes de vapeur par cheval effectif.
- Dans le sous-sol se trouve un condenseur produisant, avec un vide de 65o millimètres, la condensation de la vapeur arrivant des moteurs par une conduite collectrice. Au lieu de prendre constamment des quantités nouvelles d’eau froide pour effectuer la condensation, l’eau chaude qui sort du condenseur sert de nouveau à la condensation après avoir été refroidie dans un bâtiment de graduation situé à l’extérieur
- des bâtisses. Ce bâtiment de graduation se compose simplement d’une centaine de planches minces, de 7,5 m. de haut, placées au-dessus d'un grand réservoir en maçonnerie. Les planches étant suffisamment rapprochées, à i centimètre de distance l’une de l’autre, l’eau chaude qui ar-rive-à la partie supérieure est forcée de se diviser en minces filets qui s’écoulent lentement le long des planches en se refroidissant au contact de l’air; l’eau,se rassemble ensuite dans le réservoir inférieur. Cette installation, quoique extrêmement simple et peu coûteuse, peut refroidir 40,000 litres d’eau par heure et permet d'effectuer
- Fig. 3. — Dynamo Lahmeyer.
- la condensation à un coût très bas. Une disposition semblable serait avantageuse à adopter dans bien des cas, surtout lorsque l’on est obligé de payer l’eau, puisqu’avec cet appareil c’est toujours la même eau qui entre en circulation, en effectuant le cycle suivant :
- L’eau chaude provenant du condenseur coule dans une citerne placée au sous-sol, sous la salle des chaudières. De là, une pompe, mue par un moteur électrique de 5 chevaux recevant son courant de la station, la monte à la partie supérieure du bâtiment de graduation; elle tombe refroidie dans le bassin situé au-dessous des planches et de là retourne au condenseur, après avoir passé par un réservoir placé à un niveau
- intermédiaire dans le sous-sol, à côte dés fondations des machines.
- Actuellement, toute l’eau d’alimentation est prise sur les conduites de la ville; mais d’ici peu un appareil purificateur sera aménagé de façon à envoyer directement dans les chaudières une partie de l’eau chaude provenant du condenseur au lieu de refroidir toute cette eau sur l’appareil de graduation.
- Les dynamos génératrices â courants polyphasés ont beaucoup d’analogie avec celles que nous avons décrites à propos de l’usine de Lauffen (1). Elles se composent d'un induit fixe
- (') La Lumière Électrique, t. XLVIII, p. 302.
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- et d’un inducteur mobile. L’induit est formé par une couronne de fer lamellé fixée au bâti et traversée de part en part par 144 tiges de cuivre, de 20 millimètres de diamètre et 314 millimètres carrés de section, isolées au moyen d’asbeste.
- Les extrémités de ces tiges sont réunies de chaque côté de la couronne, de 3 en 3, par des pièces de cuivre ou connecteurs, de façon à constituer trois circuils distincts, composés chacun de 48 bobines élémentaires, réunis en quantité à l’intérieur par l’une des extémités et se terminant à l’autre extrémité par trois bornes extérieures. Ces détails sont visibles sur la’figure 3, qui représente une dynamo Lahmeyer de même puissance que celles employées à Bockenheim, mais ayant seulement 8 pôles au lieu de 24. Le
- Fig. 4. — Schéma du système inducteur de la dynamo génératrice à courante polyphasés.
- système inducteur est constitué par un plateau en fonte, monté sur le prolongement de l’arbre du moteur, et sur lequel se trouve une bobine unique servant à l’excitation. Le courant inducteur venant de la dynamo à courant continu est amené par deux balais frottant sur deux bagues montées à l’extrémité de l’arbre et reliées à la bobine excitatrice. Sur chacune des faces du plateau sont vissées deux plaques en fer portant 24 dents latérales de même polarité disposées comme l’indique la figure 4. Les dents d’une plaque se trouvant en face des creux de l’autre on obtient une couronne extérieure composée de 48 plaques ou palettes ayant des aimantations alternativement positive et négative. Par la rotation de ces 48 pôles devant les 48 bobines appartenant aux 3 circuits induits, un courant alternatif ordinaire est engendré dans chacun des circuits de la couronne fixe. Trois tiges successives de l’induit occupant un intervalle équivalant à la distance qui sépare deux pôles inducteurs, il en résulte que les courants alternatifs
- seront décalés d’un tiers de période, c’est-à-dire de 1200, les uns par rapport aux autres, dans chacun des trois circuits.
- Ces dynamos, par leur extrême simplicité, sont d’une constitution très robuste et ne présentent aucune chance de détérioration ou d’accident, puisqu’elles n’ont pas de circuit à haute tension et que le courant de très grande intensité ne traverse pas de collecteur, ni mêrfle aucune pièce mobile. On voit le grand avantage qu’offrent ces machines comparées à des dynamos à courant continu de haute tension. Elles n’ont besoin d'aucune surveillance et nulle partiê ne peut s’encrasser ; néanmoins, comme le montre la figure3, la couronne induite de la dynamo peut être écartée de l’inducteur dans le cas où l’on veut nettoyer ou visiter toutes les parties de la machine.
- Chacune, des dynamos dont la puissance est de i5o kilowatts peut produire des courants polyphasés de i85o ampères à la tension de 80 volts.
- Les deux dynamos à courant continu sont du type ordinaire établi par la maison Lahmeyer. Leur induit en forme de tambour tourne entre quatre pôles inducteurs placés en croix. Elles peuvent débiter 3o ampères sous une tension de 120 volts, leur puissance étant de 36 kilowatts.
- (A suivre.)
- Ch. Jacquin.
- APPLICATIONS MÉCANIQUES
- DE L’ÉLECTRICITÉ Q)
- La haveuse électrique (* 2) dé Charlelon et Walker est (fig. 1 et 2) à deux outils i5 et 23, et portée par des galets 2 sur les rails 3.
- L’outil 15, qui exécute la sous-cave aussi près que possible du sol, est mené, de la dynamo 67,
- (') La Lumière Electrique, 22 juillet 1893, p. 312.
- (2) I-Iaveuses électriques Atkinson G février, 9 juillet 1892, 267, 59; Bower 23 août 1884, 291; Brain 3 octobre 1891, 24; Chenot 23 août 1884, 290; Golden 3 octobre 1891, 24; Jeffrey 2 novembre 1889, 216; Keil et Westerdall 9 juillet 1892, 60; Michaclis 24 mars 1890, 35g; New Arc
- 2 avril 1892, 10; Sperry 9 et 23 juillet 1892,.57, 63; Tennet 23 août 1884, 294.
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- par la vis sans fin 11, en prise avec le pignon hélicoïdal 12, calé sur l’arbre transversal 13, relié à i5 par un manchon 14.
- Fig-. 1 et 2. — Haveuse Charleton et Walker (1892).
- L’outil 23 peut soit percer un simple trou horizontal, sùit découper verticalement ou horizon-
- talement à une hauteur quelconque au-dessus du sol. A cet effet, son arbre 22 dont là rotation est commandée, de la même vis sàns fin n, par l’arbre transversal 17 et le train 25 25® 26 28 28®,
- Fig. 5 et 6. — Perforatrice Sperry (1888-1893).
- a ses coussinets 20 portés par deux barres radiales 19 19, pivotées aux extrémités de l’arbre 17, et auxquelles sont fixés les coussinets 27 27“ de l’arbre 26. De plus, ces barres sont pourvues de
- Fig. 3 et 4.- — Plaveuse Greenwood (189:
- coulisseaux guidés par les coulisses verticales 24, et les paliers 18 18 de l’arbre 17 ont un jeu suffisant pour racheter la flèche de l’arc correspondant à la corde 24, de sorte que l’outil 23 ne tourne pas autour de l’arbre 17, mais monte et descend dans le plan vertical 24. Quant à ce mouvement vertical, M est commandé, de l’arbre transvers'aLr3, parle train 29, 29®, 3o, 32,
- 3.2*, dont le tambour 36 porte une chaîne passant-, sous le galet guide 36®, au contrepoids 37, guidé verticalement en 38 38, et à la partie supérieure duquel les barres 19 sont rattachées par des cordes passant sur les poulies de renvoi 36*. Lorsqu’on marche horizontalement^ on.arrête la commande verticale en desserrant l’écrou 89,.qui embraye le pignon 32* avec son tambour 36;
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- . Quant, à la translation de la haveuse sur ses rails, elle est commandée, de cette même vis sans fin 3e, par le pignon 32", dont l’arbre 33 porte un tambour 34, autour duquel s’enroule la chaîne fixe de translation. Ce tambour est aussi pourvu d’un embrayage 44.
- La haveuse de Greenwood, représentée par les ' figures 3 et 4, a sa dynamo et son outil C montés dans un bâti enveloppe A, qui peut, à la fois, pivoter autour de l’axe vertical F, autour , de l’axe horizontal d, et dans l’anneau fixe D, de sorte que l’outil est comme attaché à un véritable joint universel.
- Le pivotement autour de l’axe vertical F s’opère au moyen du rochet H, dont le pignon/ engrène avec la denture intérieure g2 du socle
- G, fixé aux essieux porteurs. L’inclinaison autour de l’axe d se règle par le serrage de l’écrou J dans la coulisse c. Enfin, le pivotement dans l’anneau D se commande par la manette cu dont le pignon i engrène avec la denture I de cet anneau.
- Quant à la dynamo, son axe B B commande le porte-outil G directement par l’engrenage simple a c.
- Les figures 5 et 6 représentent une variété ingénieuse de la commande par déclenchement des haveuses SperryQ). La dynamo D commande par le train E ... E.t l’axe E5 (fig. 6) dont la came F entraîne dans le sens de la flèche, et par les galets d’arcboutement J, la manivelle K, laquelle entraîne à son tour, par K3 et la bielle K,
- Fig. 7 et 8. — Raboteuse Sutherland (1892).
- le fleuret T, malgré son ressort R. Mais, quand la manivelle K arrive au point Z, le ressort R, tendu au maximum, l’entraîne plus rapidement que sa came F, dont elle se déclenche aussitôt, de manière que le fleuret frappe librement, sous l’impulsion seule de son ressort.
- Les figures 7 et 8 représentent avec plus de détails la machine à raboter les paquets de M. Sutherland, décrite à la page 338 de notre numéro du 20 mai 1893.
- La dynamo A fait tourner, par le train E F G, le rabot I, dont les écrous K B permettent de régler exactement la hauteur; réglage qui peut àussi se faire en excentrant les coussinets cc du rouleau porteur C.
- La grue hydraulique à'Atwood a (lig. 9 à i5) sa pompe G commandée par une dynamo I, qui
- dispense de toute transmission. Quand on veut lever la grue, on tourne le robinet de manœuvre in dans la position (fig. i5) de sorte que la pompe G aspire par j l’eau de la colonne B, et la refoule, par kk' Imm’ 11, dans le cylindre D, qui monte sur le piston fixe b, en entraînant avec lui la grue par le cadre E, guidé en E'E2, de manière que la charge ne fasse jamais coincer le cylindre D sur son piston.
- Pour descendre, on tourne le robinet ni dans la position (fig. 14) de façon que l’eau revienne librement du cylindre à la colonne B par ni’m
- p'q'j- .
- Pour arrêter la grue en un point quelconque de sa course, on tourne le robinet m dans la posi-
- (’) La Lumière Electrique, 9 et a3 juillet 189a, p. 5? et i63.
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- tiôn (fig. i3), qui ferme le cylindre D, et laisse la sur la colonne B par k k' l'pp' q. Si la charge de circulation de la pompe continuer indéfiniment la grue est trop forte, la soupape de sûreté s
- code, et referme la circulation de l’eau sur la pompe par le tuyau q:
- Nous avons déjà eu l’occasion de décrire dans
- ces articles de nombreuses applications de l'é lectricité à la manœuvre, au pointage et à la mise en feu des canons, et démontré les avantages
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- généraux de ces applications (1 *). La manœuvre de M. Grimston consiste (fig. 16 et 17) en un commutateur inverseur II.
- Le bras de ce commutateur, pivoté en h, commande, par l’engrenage /q P, une paire de balais R Rj, diamétralement opposés et mobiles l’un sur la couronne A A5 A(, à touches A5 A4, du
- rhéostat O, et l’autre sur la couronne A, A2A2.
- Quand on abaisse II, les balais viennent, par exemple, en rru de sorte que le courant moteur de la dynamo la traverse suivant le circuit (-f- M L A R4 Aa L2 B G Bj L3 s L4 A3 R a A5, les résistances intercalées de O, Lt et Mj—) en faisant tourner la dynamo dans un certain sens. Quand
- Fig-, 16 et 17. — Manœuvre de canons Grimston (1892).
- on relève II, de manière à amener les balais en r‘-r3, le courant traverse la dynamo . suivant (+ M L A Ri A, L5 5 L3 B G Bt L2 A, R ax OL, M4
- Manœuvres Canet 3 janvier 1891, 20; Fiske id., 23; Maxim 6 février i88G, 249; 2 janvier 1892, 25; Vavasseur 16 avril 1892, 112.
- Pointeurs Anderson 5 décembre 1S91, 459; Bessemer Crompton, Oriole i3 avril 1889, Go; Liske 24 mai 1890, 36g; 8 octobre, 17 décembre 1892, 61, 5G5; Mac Evoy 8 oc-
- —) de sorte que sa rotation change de sens. A mesure que le bras II se déplace de part et d’autre de sa position moyenne, il supprime des résistances O, de sorte que la puissance du
- tobre 1892,60; Pola 17 janvier 1891, 127; Siemens 5 décembre 1891, 459; Von Markoff, 23 juillet 1892, i53.
- Mise en feu Canet 8 juillet 1893, 21 ; Mac Evoy i3 avril 1889, 63; Morris, 24 mai 1890, 370; Noble i3 avril 1889, 63,
- 3 janvier 1891, 23.
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- moteur G augmente à mesure que le bras H approche de ses positions extrêmes.
- Les fils L3 L, du circuit sont reliés à des contacts au charbpn s su dont l’un des bras : K, par
- Fig. 20. — Arrêt Wood.
- exemple, dès que la manœuvre de pointage ou de levée du boulet est terminée, est soulevé par un taquet quelconque, solidaire de cette manœuvre, de manière à tendre par F le ressort e, qui, dès
- Fig. 2i. — Balance automatique Gorringe.
- que F a pivoté d’un certain angle à droite de E, ramène brusquement E vers la droite, en le séparant de Sx : le moteur s’arrête alors, mais peut repartir en sens contraire quand on ferme, par
- H, le circuit du contact st. A la fin de cette seconde opération, un taquet de manœuvre ouvre
- Fig. 22. — Balance ensacheuse Gorringe.
- Fig. 23 et 24. — Gorringe. Détail de la porte N et de l’ensacheur H.
- 31 '37
- Fig. 25. — Indicateur Ayton (1893). Schéma des circuits.
- le contact s, par K,, pendant que le taquet précédent referme s, de sorte que la dynamo s’an-
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- rête, prête à repartir dans le sens de s, après une nouvelle manœuvre du commutateur H.
- Les canons jumelés et à affût fixe de Fletcher ont (fig. 18 et 19) leur pivotement commandé par une dynamo R', à commutateur inverseur R3, au moyen du train (r R Q'g Q P'p P) dont le dernier pignon P engrène avec la denture intérieure N du socle A. Le pignon hélicoïdal Q' de ce train attaque son arbre q par un embrayage à friction q' q', qui lui permet de céder un peu au recul des canons. Le pivotement se fait autour
- de l’axe xx, sur des galets de roulement C, dont la charge peut être réglée par la pression de la vis A., sur les ressorts A3 du pivot. Le pointage autour aes tourillons D' s’opère au moyen de deux manettes indépendantes K : une pour chaque canon.
- L’arrêt électrique (') de Wood fonctionne (fig. 20) comme il suit. Dès que l’on pousse le bouton r, l’électro-aimant n, attirant son armature laisse partir la sonnerie B, qui, en même temps, remonte par m le levier h", de manière
- qu’il lâche, en h', le levier h. Ce dernier levier s’abaisse alors par le poids e'" de manière à déclencher par e1 e', en e d" le levier d, et à laisser ainsi le poids c fermer la prise de vapeur b' de la machine.
- Le fonctionnement de la petite balance électrique de Gorringe (*) est (fig. 21) ingénieux et simple. La matière pulvérulente à peser tombe continuellement de b dans l’écope /j secouée par l’excentrique /t, et qui la déverse dans une seconde écope /, articulée sur le fléau n>.
- (’) Bascules et balances Avcry et Snelgrove, 10 janvier, 28 sept., 5 déc. 1891; p. 92, _p_|, 604. Page et Spear, 22 juillet 1893, 131.
- Quand la charge est acquise en /, le fléau bascule et rompt en p le circuit de l’électro l, lequel lâche l’écope j. Cette écope bascule alors comme l’indique le tracé pointillé, de manière â se décharger en S en même temps qu’elle relève / autour de i suffisamment pour éviter toute perte de matière: puis, une fois déchargée, l’écope j revient à sa position primitive, ainsi que le fléau, qui referme le circuit de /, de manière à maintenir/ horizontal pendant son nouveau chargement.
- La balance représentée par les figures 22 â 24
- C) Arrêts Til rell, Taylor et Crosby. Lumière Electrique, y juillet 1892, p. 63, 8 août 1898, p. 10.
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- effectue à la fois la pesée des charges et leur mise en paquets.
- Quand le fléau A2 se lève, par le poids B, il vient frapper en fia tige/, ce qui ferme le circuit de l’électro-aimant J, qui attire son armature N', fixée à la trappe N de la trémie J, en môme temps que l’électro lui-même, équilibré par le ressort S, est soulevé par A2. La porte N s'ouvre donc en grand, puis se ferme, à mesure que G descend et se remplit, d’abord lentement, par la descente corrélative de l’électro J, puis vivement et complètement, par la chute de l’armature N', lâchée aussitôt que Ag interrompt son contact i. Pendant cette dernière fermeture,
- il ne s’écoule de I en C, par la petite ouverture que laisse encore la porte, qu’une quantité de matière infinitésimale, trop,petite pour fausser les pesées, résultat qui ne s’obtiendrait pas si l’électro-aimant J était fixe et l’armature seule mobile.
- Vers la fin de sa descente, C ferme, par le contact à mercure d', le circuit de l’électro-ai-mant F, qui abaisse, par G, la trémie H, de manière à ouvrir, comme nous le verrons, l’un des sacs m; puis un second contact c' ferme le circuit de l’électro D, qui ouvre la porte c deC sur 11, de manière que le sac se remplit.
- Quant au remplisseur II, il fonctionne comme
- Fig-. 28, 29 et 3o. — Ayton. Plan et coupe horizontale; détail du double cliquet.
- il suit : à sa descente, sa lèvre A' (fig. 24) pénètre dans le premier des sacs dont la pile est poussée par le poids roulant L, et le contre-poids g’ de son fond mobile^ s’appuie sur la butée g5 de A, comme en figure 24, de manière que <§3 s’écarte et laisse librement passer la feuille p du sac. Une fois le sac rempli et les contacts c' d' rompus, H remonte, et la pointe g3 de g pique en A, le sac qu’elle entraîne avec II jusqu’à son arrêt par g2, arrêt qui fait basculer g de droite à gauche, et lâche le sac sur le plan incliné M.
- Le fonctionnement de Y indicateur Ayton est le suivant (fig. 25 à 3i): l’aiguille indicatrice 2 étant supposée au zéro.
- Chaque fois que le bras 49 (fig. 27), qui tourne par un mécanisme d’horlogerie, ferme (fig. 25),
- par le contact 5c, le circuit G de la pile A sur l’électro 5g, ce dernier le ferme par 60, 61, 62, puis le maintient fermé pendant un certain temps après le passage de 49 sur 52. A cet effet, le mouvement d’horlogerie (*) fait tourner beaucoup plus vite que 49 la double roue à touches 53, 54 (fig. 29) parcourues alternativement par le balai 56, de sorte que G reste fermé sur 59, tantôt par 56 et 55, tantôt, et avec un chevauchement ininterrompu, par 56 et 57, jusqu’à
- (‘) Voir les appareils de Cooper et Wigzell, 2 nov. 1889, p. 217; Gox, 3 janv. 1891, 26; Dibble, 28 juillet 1892, 157; 8 avril 1893, 15; liaigrlit, 9 juillet 1892,04; Mac Gregor. 3 janv. 1891 2G; Mordey, 24 mai 1890, 3G4; Richard, 25 lev. 1893, 308; Siemens, 12 janv. 1889, 27; 29 oct. 1892, 24; Walker, 8 oct. 1892, G2.
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- ce qu’il soit rompu pur l’aiguille b du transmetteur : thermomètre, manomètre, etc. Mais, si le circuit G reste, pendant tout ce temps, fermé sur 5g, parce qu’il se rétablit de 56 à 55 avant de s’ouvrir de à 56, il n’en est pas moins interrompu puis rétabli sur l’électro 18 à chaque passage de 56 sur une des touches isolées de 53, de sorte que cet électro fait vibrer son armature
- Fig. 3i. — Exemple d’un diagramme.
- 20-12 (fig. 3o) et tourner cran par cran le rochet 4, à cliquet de retenue ii, dont l’axe 3 porte l’aiguille indicatrice 2 du récepteur (fig. 27).
- Au transmetteur se trouve un électro 18' (fig. 25) semblable à 18, et qui imprime à l’aiguille b' un mouvement synchrone de celui de l’aiguille 2, et réciproquement, de sorte que 2 s’arrête en même temps que b’ dès que son contact A" fait, en touchant le contact A' de l’aiguille indicatrice b, attirer par o son armature e", qui rompt en s s' le circuit G et arrête l’électro 18.
- bras 49 (fig. 25) sur le contact 5o, par 44, 42, de sorte que le papier se trouve percé à chaque minute, par exemple, d’un trou dont la hauteur
- h ~jm.
- Fig. 33. — Remontoir électrique Aron (1892).
- indique la position correspondante des aiguilles 2 et b.
- Du contact 5o, le bras 49 passe aussitôt au contact 51, qui ferme le circuit de l’électro 17, dont l’armature 21 (fig. 3o), abaissant à la fois
- Fig. 34. — Horloges Ilowland (1893).
- L’arbre 3 (fig. 27) entraîne dans son mouvement, en même temps que l’aiguille 2, la poulie q dont la corde 29 remonte le long de ses guides 32 (fig. 29) l’électro-aimant 3o dont la fonction est de percer par sa pointe 70, à chaque fermeture de son circuit, un trou dans la bande de papier 38 (fig. 26) déroulée du tambour 40 au tambour 3g par le mouvement d’horlogerie. Cette fermeture a lieu à chaque passage du
- les deux rochets 11 et 12, lâche le rochet 4, de manière que le poids de l’électro 3o, tirant sur la corde 29, la ramène, ainsi que l’aiguille 2, à sa position primitive, c’est-à-dire, au zéro. Le contact 5i se termine en un arc qui lui assure, avec 49, la durée nécessaire pour l’exécution de ce rappel par la chute de 3o, convenablement ralentie, pour atténuer les chocs, par le rochet d’échappement i3 (fig. 27).
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- Le timbreur électro-pneumatique de Marlindale se distingue des autres appareils automatiques du même genre 0 en ce que le mécanisme des types A y est (fig. 32) actionné, de l’électro M, à circuit horaire, non pas directement, mais par l’intermédiaire d’une poche O,qui, à chaque attrac-
- tion de l’armature N, envoie, par le tuyau PP une pulsation d’air comprimé sur le piston B.
- Le remontoir électrique Aron (*) représenté par la figure 33 est des plus simples. A la retombée du poids h, qui meut l’horloge par sa chute, sa tige i, qui reçoit le courant de la
- Fig. 35 à 37. — Allumeur électrique Lane (i8g3).
- pile motrice par /, ferme le circuit de cette pile, par le contact élastique g, sur l’électro-aimant a, qui, attirant son armature, remonte le poids h
- Fig. 38 et 39. •— Allume-cigare Russell (1893).
- jusqu’à ce que le passage de l’isolant m devant le ressort l vienne rompre de nouveau le circuit de a, et lui faire lâcher son armature b. Les con-
- (*) American postal C°, 9 juillet 1892, p. 64; Glover,
- 2 avril 1892, 11; Rendait, 11 janv. 1891, 29.
- tacts / et n se décapent d’eux-mêmes, et l’étincelle de rupture se produit sur la tige i, dont l’oxydation s’enlève par le frottement de l.
- Les horloges secondaires sont, dans le système de M. Howland, actionnées (fig. 3q) par des pendules électromagnétiques P. A chaque passage de l’isolant i, commandé par l’horloge maîtresse, sous le contacts, les électros M lâchent leurs pendules, qu’ils reprennent au retour, prêts à une nouvelle course motrice, dès que i se représente sous s.
- Le fonctionnement de l'allumeur électrique Lane, adopté par l’Eiectric Gas Lighting C° de Portland est (fig. 35 à 38) des plus simples (* 2).
- Les pièces étant dans les positions indiquées en figure 35, quand on tire la corde K, le levier D fait, par le doigt/, pivoter le rochet B de la position figure 35 à celle figure 36, ce qui ouvre le
- (*) Horloges. Alteneclt, 17 juillet 1891, p. 122; Berry. 17 déc. 1892, 562; Ellis, 29 oct. 1892,210; Fairgreaves, 16 avril 1891, 115; Guncher, 10 janv. 1891, 71; 1-Iammer, 6 juin 1891, 466; Laney, 6 fév. 1892, 290; May, S oct. 1892,; 63; Ploeg, 6 fév. 1892, 268; Pope, 17 juillet 1S91, i22f Pou-cliard, 24 mai 1890, 361 ; Prentiss, 19 sept. 1891, 71 ; Proc-koroff, 6 juin 189r, 486; Reclus, 10 janv. 1891, 67. Schweitzer, 19 sept. 1891, 570; Scholler et Jahr, 5 déc 1891.463; Schubert, 19 sept. 1891,569; Weston, 29 oct 1892, 2i 1 ; Wuebeler, 22 juillet 1893, 123.
- (s) Allumeurs. Bancroft, Burr, i5 mai 1886, p. 290, 291 ; Clark et Coales Culp, 1" fév. 1890, 24; Hogan, 1" fév. 1890, 2.19; Hamilton, 29 oct. 189a, 214; Kleinkerfuss, i5 mai 1890, 290; Lenaerts, ior fév. 1890, 212; Longshaw i5 mai 1886, 290; Mollison, 1" fév. 1890, 21; Nee, 1" fév. 1890, 208; Orling, 27 oct. 1892, 214; Rousseau, Schiller et Meyer, 1" lév. 1890, 209.
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- gaz, en même temps que le contact c, passant devant j, fait jaillir l'étincelle d’allumage.
- Quand on lâche ensuite K, les ressorts II et G ramènent D et/dans les positions figure 35, de sorte que à la prochaine traction de K,/fera tourner B de la position figure 36 à celle figure 37 correspondant à la fermeture du gaz. Les mouvements de D et de B sont limités par les taquets d et 11.
- Pour faire fonctionner l’allume-cigares Russell, il suffit (fig. 38 et 39) d’appuyer sur le levier H de manière que le courant, amené par F et E I à D et à C, fasse jaillir l’étincelle en A au passage de D sur C. Lorsqu’on lâche ensuite H, le capuchon M éteint la flamme. L’appareil porte en outre un coupe-cigares en O P P, avec encoche R pour enclencher H s’il y a lieu, et maintenir A allumé.
- Gustave Richard.
- LES ILLUMINATIONS A L’ÉLECTRICITÉ
- A PARIS
- Lorsque nous avons rendu compte de l’installation de la croix lumineuse du Sacré-Cœur, nous avons attiré l’attention sur les services que l’électricité est appelée à rendre dans les illuminations. Nous avons exprimé notre étonnement du peu d’attention que les autorités d’une ville célèbre à juste titre par son élégance et son bon goût prêtaient à l’introduction dans les fêtes d’un élément nouveau.
- Depuis lors, ni l’État, ni l’administration municipale ne se sont mis en frais pour montrer dans les places de Paris un spectacle autre que celui donné chaque année depuis le remplacement des lampions par des rampes de gaz. Mais nous n’avons pas prêché dans le désert, car les illuminations électriques ont été en i8g3, le grand succès de la fête du 14 juillet.
- Parmi les plus belles nous avons à citer en prerpier lieu celle de la façade du restaurant Marguery et du Gymnase, façade qui s’étend sur le boulevard Poissonnière, sur un front de 47 mètres de long. Cette illumination a été combinée par les soins de M. Ilaté.
- Il aurait été difficile de réaliser le problème d’éclairer a giorno une façade aussi longue, si M. Llaté n’avait été secondé par l’administration du secteur de la Société d’Éclairage et de Force par l’électricité, et s’il n’avait trouvé un concours empressé auprès de M. Trouvé, l’auteur des fontaines lumineuses à changement automatique, que nous avons décrites il y a plusieurs années.
- La partie principale de la décoration consistait dans une rampe qui s’élevait à la hauteur de plusieurs mètres et courait le long des deux terrasses en se recourbant de manière à former plusieurs cintres du plus gracieux effet. Ces cintres, décorés en lampes de 12 bougies étaient surmontés de motifs construits en lampes de 27 volts, montées en tension, d’un moindre pouvoir éclairant, mais très pressées les unes contre les autres.
- Cette partie de la décoration employait environ 400 lampes de la Compagnie des Lampes rationnelles disposées sur deux circuits différents.
- La ligne de feu se développait avec une splendeur sans pareille, et faisait pâlir les rampes de gaz qu’on voyait de l’autre côté du boulevard.
- Au-dessus du cintre principal, on avait disposé un bouquet de i5o lampes agencées dans un plan perpendiculaire à l’alignement général et constituant un troisième circuit.
- Les lampes de la rampe étaient garnies de fleurs aux couleurs nationales, et celles dq troisième circuit brillaient à travers des enveloppes d’une belle nuance jaune d’or tirant sur le rouge; on n’avait pas éteint les 36 lampes de 3o. à 40 bougies qui décorent la terrasse dans les jours ordinaires, de sorte que le public avait devant les yeux une masse prodigieuse de feu, que les illuminations au gaz n’auraient certes pu accumuler.
- Mais cette partie remarquable de la décoration ne fut pas le seul attrait qui amena devant l’établissement Marguery une telle foule que la circulation a été interrompue plusieurs fois sur la chaussée.
- M. Hâté avait établi sous le grand cintre, au moyen de rochers artificiels et d’un réservoir de 2000 litres construit ad hoc dans l’établissement, une cascade dont le débit était de 9 mètres cubes à l'heure. Elle était éclairée par derrière
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
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- à l’aide d’un transparent et de projections lumineuses du plus grand effet. En avant de la cascade se trouvait dans un grand bassin une fontaine lumineuse à changements de couleurs, dont les jets lancés à cinq mètres de hauteur se teignaient des tons les plus variés. A droite et à gauche, M. Hâté avait encore disposé six autres fontaines d’une dimension moindre.
- Toute l’eau nécessaire au jeu des fontaines venait du réservoir qui alimentait la cascade. Elle était reprise par une pompe électrique assez puissante pour remplir le réservoir en quelques minutes.
- Le robinet de commande du système hydraulique se trouvait sous la main de M. Hâté, au centre de la décoration, et caché par des motifs figurant des plantes grimpantes.
- Lorsqu’il faisait jouer les fontaines, M. Hâté éteignait rapidement les rampes, qui auraient empêché d’apprécier la délicatesse des changements de teinte dus au système Trouvé.
- Le plus souvent l’apparition de la lumière était saluée par de vifs applaudissements.
- La répétition générale a eu lieu le i3 juillet et les représentations se sont succédé le 14, le i5 et le 16 depuis le crépuscule jusqu’à deux heures du matin.
- Il est impossible d’évaluer le nombre de spectateurs qui ont été appelés à contempler ce spectacle grandiose et nouveau.
- D’après ce que nous rapporte le Western Elec-Irician, on a peut-être réalisé dans les palais de Chicago des illuminations donnant une plus grande masse de lumière, quoique la façade du boulevard et les perrons présentassent certainement un effectif de plus de 10000 bougies. Mais ce qui distingue le résultat auquel est arrivé M. Hâté, c’est l’heureux mélange des fleurs, de la lumière, des jets d’eau et de la verdure. En effet les terrasses avaient été décorées de feuillages sortant d’un gazon artificiel rapporté par plaques sur l’asphalte du boulevard. C’est parla réunion de ces divers moyens d’action et par leur combinaison intelligente que l’on est arrivé à produire pour le 14 juillet une illumination ne craignant pas la comparaison avec ce qui s’est fait de mieux à Chicago.
- Si l’on veut en 1900 éclipser les splendeurs de Hudson Parle, il faudra changer tout à la fois et le cadre du décor et les principes auxquels on
- a obéi en 1889, où l’électricité n’a joué certainement qu’un rôle subalterne, et où l’on ne s’est point adonné à en tirer tout le parti possible, à produire la quintessence des merveilles qu’elle permet de réaliser.
- Les fontaines lumineuses et les lampes à incandescence du boulevard Poissonnière ne sont point la seule application scientifique intéressante que l’on ait réalisée le 14 juillet. Un ingénieur dont nous regrettons d’ignorer le nom a imaginé d’utiliser la vapeur d’eau à la production d’effets analogues à ceux qu’on obtient au Champ-de-Mars. . Ce dernier spectacle a été donné sur la place de l’Hôtel de Ville et comme le précédent il a obtenu auprès de la population parisienne un franc succès.
- Les jets de vapeur étaient lancés par des loco-mobiles ayant une pression de 12 kilog. qui produisaient des panaches plus élevés, plus volumineux et plus mobiles que les gerbes du Champ-de-Mars. Ces gerbes s’illuminent de la même manière. Exactement au-dessous du tuyau et cachée aux yeux du public, se trouve une chambre de manœuvre constituée d’une façon analogue à celle du Champ-de-Mars. Le rayon électrique est 'intercepté par un jeu de miroirs que l’on fait passer dans des rainures et qui produisent les changements de couleurs. Sous ce miroir est placée la lampe électrique au-dessous de laquelle est disposé un réflecteur semblable à ceux que nous avons décrits.
- Dans la représentation fort intéressante d’ailleurs du 14juillet, on a signalé plusieurs inconvénients auxquels il ne sera pas sans doute fort difficile de porter remède et qu’on pourra même utiliser jusqu’à un certain point. Car l’effet principal est obtenu. A la première expérience la foule a constaté la richesse et la pureté des teintes que l’on recherche dans ce genre d’électrisation.
- L’émission de la vàpeur produisait des sons déchirants sans aucun caractère artistique, mais rien n’empêchera à l’avenir de régler l'émission de manière à produire au contraire des sons musicaux combinés avec art.
- En second lieu, la vapeur ne possède qu’une masse très faible; en conséquence elle obéit à l’action du vent qui la condense et la disperse de mille manières différentes, mais ces ondulations offriraient un avantage incontestable, si on plaçait l’embouchure, des jets à une hauteur con-
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- 22Ô
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- venable, comme il serait facile de le faire en se servant à cet effet des plates-formes supérieures de la Tour Eiffel.
- W. de Fonvielle.
- CHRONIQUE ET REVUE
- DE LA PRESSE INDUSTRIELLE
- Ampèremètres à aimants permanents de la maison Siemens et Halske, par A. Kcepsel (*).
- La nécessité de pouvoir déterminer le sens du courant dans les installations d’accumulateurs exige l’emploi d’instruments à déviation dans les deux sens.
- Les deux principales méthodes employées dans ce but sont basées sur l’emploi soit de bobines spéciales en dérivation avec conducteurs d’amenée flexibles, soit d’aimants permanents.
- La première méthode présente le désavantage d’être coûteuse, parce qu’on est obligé de construire des bobines pour 100 volts, et l’emploi de conducteurs flexibles diminue la mobilité du système, qui ne possède qu’un faible couple de torsion.
- La deuxième méthode basée sur l’emploi d’aimants permanents possède quelques désavantages que l’on n’a pas su supprimer jusqu’ici. Les aimants sont variables; leur aimantation se modifie avec le temps sous diverses influences extérieures, mais surtout sous l’action du courant.
- La variation avec le temps a pu être'atténuée considérablement depuis les recherches approfondies de Strouhal et de Barus. Il semble à première vue paradoxal de vouloir supprimer l’influence du courant à mesurer sur l’aimant, puisque c’est sur cette action qu’est basé le fonctionnement de l’instrument; mais nous montrerons plus loin comment il est possible de supprimer complètement cette action dans des ampèremètres à aimants permanents, tout en obtenant un instrument sensible.
- En ce qui concerne les appareils construits d’après la première méthode, les conducteurs flexibles peuvent être évités, en rendant la bo-
- (’) Communication faite à l’Association électrotechnique de Berlin.
- bine en dérivation fixe, avec son axe magnétique normal à celui de la bobine traversée par le courant à mesurer; â l’intérieur de la bobine des volts se trouve une aiguille de fer mobile dont l’axe coïncide avec l’axe magnétique de la bobine. Cette aiguille peut être facilement aimantée jusqu’à saturation à l’aide de la bobine à ioo volts, et une variation considérable du voltage n’occasionne alors qu’une faible variation de l’aimantation, et par suite de la déviation produite par le courant. Un appareil ainsi construit, qui a été essayé au laboratoire de la maison Siemens et Halske n’a modifié sa déviation que de 2 o/o, sous l’influence d’une variation de voltage de 10 o/o; les déviations étaient proportionnelles à l’intensité du courant jusqu’à des angles de6o°, et l’influence de l’hystérésis était sans importance.
- Mais comme la bobine des volts rend l’appareil coûteux, on a essayé delà remplacer par des aimants permanents en acier. Si l’on dispose le champ perpendiculairement à l’axe magnétique du circuit du courant, l’influence de ce dernier sur l’aimant n’est pas complètement éliminée, mais elle est considérablement réduite, parce que le courant peut tout au plus déterminer une aimantation transversale.
- Ce cas est représenté par la figure i. L’aimant N S agit par induction sur une aiguille mobile en fer ns, qui est déviée par l’action du courant normalement au plan du papier. On reconnut, toutefois, qu’après le passage d’un courant quelque peu intense, l’aiguille ne revenait pas au zéro. C’est une conséquence de l’aimantation transversale de l’aimant permanent. Les pôles déplacés de l’aimant ne reviennent pas à leur position primitive, à cause de la force excitatrice de l’acier.
- Soit, dans la ligure 2, a b le conducteur traversé par le courant, N S un aimant permanent normal à ce conducteur, et n s une aiguille en fer mobile autour de z. Lorsque le pôle s est dévié à gauche par le courant, N est déplacé à droite (N1) par ce même courant, ce qui amène le pôle s à droite du zéro, après le passage du courant. En rendant le système astatiqueon ne supprime évidemment pas cet inconvénient ; au contraire, on l’aggrave. L’emploi de pièces polaires en fer doux diminue l’écart, mais ne l’annule pas. Le moyen le plus efficace pour la distribution que représente la figure 2, est de placer les faces po-
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- JOURNAL UNIVERSEL D'ÉLECTRICITÉ
- 227
- laires de l’aimant dans le plan normal au circuit contenant l’axe géométrique de l’aiguille ns dans sa position de repos.
- Comme l’action du courant sur l’aimant subsiste quand même, on n’est pas sûr qu’un courant un peu intense ne puisse en changer l’aimantation et rendre l’instrument inexact. Il fallait donc chercher un moyen pour placer l’aimant dans le voisinage immédiat du circuit, tout en le soustrayant à l’action du courant même le plus intense. L’absence d’un déplacement des pôles serait le meilleur indice de l’efficacité de la solution cherchée.
- Un conducteur linéaire étant entouré de lignes de force circulaires, son action d’un côté
- nulle est un plan et que l’aimant permanent, qui a une certaine épaisseur, sort de ce plan, on pouvait se demander si de ce fait l’aimantation ne serait pas, à la longue, modifiée. Pour examiner ce point, on a fait passer dans l’instrument un courant alternatif de 80 ampères et 10000 alternances par minute. Au bout de 20 minutes, c’est-à-dire après 200000 alternances, les indications de l’instrument n’étaient aucunement altérées.
- Ces ampèremètres présentent, toutefois, l’inconvénient d’être influencés par des courants voisins des instruments. Mais comme il s’agit dans ce cas d’employer trois conducteurs, le plan neutre se trouve déplacé. Il faut donc pouvoir déterminer l’emplacement de cé plan dans
- Fig. 4
- est de sens contraire à celle du côté opposé. Entre deux conducteurs parallèles traversés par des courants de même sens il doit donc y avoir une place neutre où l’action sur un pôle d’aimant est nulle. L’aimant permanent placé dans ce plan n’est donc pas affecté par le courant.
- Un ampèremètre basé sur ce principe est formé de deux barres de cuivre parallèles et couplées en dérivation, B B (fig. 3), entre lesquelles était serré un aimant permanent en fer à cheval N S, agissant sur une aiguille ns. Les courants même les plus intenses (jusqu’à 3ooo ampères) n’ont pu produire un déplacement des pôles et du zéro, et des courts circuits à 110 volts avec plombs fusibles de 20 mm2 de section n’ont affecté en aucune façon les indications de l’instrument.
- Mais comme le lieu géométrique de l’action
- le cas général d’un nombre quelconque de conducteurs.
- Commençons avec le cas le plus simple de deux conducteurs Aj et A2 A2 (fig. 4) représentés par les traces de deux plans perpendiculaires au plan du dessin. L’action magnétique k du courant i à la distance r est
- Cette relation est représentée graphiquement par une hyperbole, dont les assymptotes sont le conducteur, et une normale B B. Soit 2 a la distance entre les deux conducteurs, et choisissons comme axe des ordonnées une droite parallèle à égale distance des conducteurs. La force magnétique au point r est alors représentée par
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- celle qu’exerce l’autre conducteur par
- La force résultante au point r est donc k, + h, = c
- Cette force est nulle pour
- r = o, (0
- c’est-à-dire que le plan neutre se trouve à égale distance des deux conducteurs, quand les intensités de courant dans A! A, et A2 A2sont égales, et ne dépend pas de ces intensités.
- Considérons maintenant trois conducteurs identiques, séparés entre eux par des distances a.
- Il est facile de voir que la force résultante exercée sur un point r est donnée par
- Le plan neutre est défini par K = O, d’où
- r-±a\j\f (2)
- On obtient donc dans ce cas deux plans, l’un à droite, l’autre à gauche du conducteur du milieu. La figure 5 représente les valeurs de la force.
- En faisant varier la conductibilité des divers conducteurs, on peut déplacer les plans neutres, et amener les aimants permanents dans les positions les plus favorables au but que l’on se
- propose. Si l’on donne au conducteur du milieu une conductibilité p fois plus grande qu’aux autres, la force résultante devient :
- K =
- r*(p + 2) — pa* r (r! — as)
- La position du plan neutre est donnée par la condition
- ou
- r5 (p + 2) — p a3 = o
- -~±« tÆ.
- V P + 2
- (3)
- La possibilité de déplacer le plan neutre est importante pour la construction d’instruments astatiques. Les aimants permanents, qui ne sont pas complètement shuntés par les aiguilles de fer minces, ne peuvent, en effet, être très rapprochés, s’ils ne doivent pas se neutraliser réciproquement.
- Gomme dans la pratique on a affaire à des conducteurs d’une certaine épaisseur, le plan neutre n’est pas simplement déterminé par les formules ci-dessus.
- Supposons qu’un conducteur d’épaisseur 2 a soit divisé en un nombre infini de lames d’épaisseur e infiniment petite.
- La force exercée sur le point r par la «,èn10 lame à partir de l’axe des ordonnées qui est l’axe du conducteur sera donnée par
- km = C i
- r — {n — i) e'
- La somme de toutes les forces exercées est représentée par l’expression
- + a
- y (k, + h% +...4 ftj = K = C J / -5-L = i J i — e
- K = C J log. L+~2.
- f — a
- Au lieu d’une hyperbole équilatèrenous obtenons une courbe logarithmique, et nous pouvons écrire immédiatement l’équation de condition pour les plans neutres d’un système de trois conducteurs équidistants (distance a) ; cette équation est
- log
- r + # 4- « r 4- ci — a
- + log
- r 4- a
- r — a
- + log
- r — a + a r — a — a
- = o
- qui donne
- (4)
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 229
- Par comparaison avec la formule (2), nous voyons que l’épaisseur des conducteurs influe très peu sur la position du plan neutre. On pourra donc appliquer dans la plupart des cas les formules simples obtenues pour des conducteurs infiniment minces.
- L’expérience a montré qu’un ampèremètre ainsi construit avec des conducteurs parallèles, comme celui représenté par la figure 6, est influencé par des courants circulant dans le voisinage. Cela tient à ce que l’action magnétique totale entre deux conducteurs dépend ici de leur action différentielle, de sorte qu’un quatrième
- Fig. 8
- conducteur détruit facilement l’équilibre. Pour obtenir que les actions s’ajoutent au lieu de se retrancher, il faudrait que le courant eût dans le conducteur du milieu un sens opposé à celui circulant dans les deux conducteurs extérieurs. Mais dans ce cas il n’existe pas de plan neutre.
- Dans la figure 7, les lignes pointillées représentent les actions qui ont lieu dans le premier cas, la figure 8 se rapporte au dernier cas. Le couple de torsion du système est dans ce cas beaucoup plus grand que dans l’autre, et moins facilement affecté par les influences extérieures. Mais nous n’avons pas de plan neutre, et pour en obtenir un, nous devons employer le système
- un peu plus compliqué représenté par la figure 9.
- Prenons le conducteur A3 pour axe des ordonnées et comptons les distances sur l’axe des abscisses à droite comme positives, à gauche comme négatives, de sorte que
- A3 A„ = + b, A3 A, =— b,
- A3 A„ ± + c, A3 A, = — c.
- Admettons de plus que la conductibilité des conducteurs A2 et A4 est p fois, celle de A, et A5 q fois celle de A3. On obtient alors comme force résultante exercée sur un point r
- L’équation de condition pour la distance du
- J 1 1
- Fig. 7
- plan neutre, est très compliquée. Pour p -f- q = 1, c’est-à-dire pour une égale densité de courant dans tous les conducteurs elle devient :
- r =±y (b*—cï)(i—W>) ± I — 2p)t + 4bicî (5)
- en faisant
- p = q = 7*
- on obtient simplement :
- r = ± Jb c\ (6)
- c'est-à-dire dans un système de ce genre chacun des deux plans neutres est à une distance du conducteur intermédiaire égale à la moyenne proportionnelle des distances des deux autres conducteurs.
- Si l’on se donne la position du plan neutre, on peut calculer la conductibilité [du conduc*
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- 2 3o
- teur A2 ou A4 qui lui correspond. Il suffit de i Dans l’ampèremètre schématisé par la figure tirer de l'équation (5), la valeur de jc>, soit : u, les constantes sont les suivantes :
- b* c* — rl 2 r* (b* — c*
- +
- (7)
- 11 resterait à envisager le cas de conducteurs
- Fig. 8
- ayant une certaine épaisseur. Le calcul montre que cette épaisseur n’influe que très peu, comme nous l’avons vu dans les cas précédents.
- La figure io est le schéma d’un appareil con-
- P = q = ~
- 2 a = 6 mm. b — 9,5 » c = 17,5 » r — i3 »
- Pour être strict, il ne faudrait pas bissecter l’aimant exactement par le plan neutre, car la courbe de la force exercée entre les deux con-
- Fig. 10 et u.
- ducteurs à courants de même sens n’est pas symétrique au plan neutre. Il faudrait, au contraire, que la section de l’aimant fût partagée dans le rapport vt à v2, si vt et v2 sont déterminés par l’équation :
- struit sur ces bases, en prenant les constantes suivantes :
- p — 0,625, q = 0,375,
- 2 a = 6 mm, b — 10 » c — 18 » r — m>3 ».
- J^v' log A dr = Jlog A dr,
- dans laquelle A représente un terme très compliqué, fonction de r, et résultant de l’équation de condition pour le plan neutre dans le cas des cinq conducteurs d’épaisseur donnée.
- L’expérience a montré que la dissymétrie en question est si peu importante qu’il n’est pas
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 23 i
- nécessaire de s’en préoccuper dans la pratique, et que l’on peut toujours faire passer le 'plan neutre au milieu de la section de l’aimant.
- A. H.
- REVUE DES TRAVAUX
- RÉCENTS EN ÉLECTRICITÉ
- Démonstration géométrique de la méthode des trois voltmètres et des trois ampèremètres pour la mesure de la puissance, par MM. Bedell et Crehore.
- Les méthodes, très connues maintenant, pour mesurer la puissance à l’aide de trois voltmètres ou de trois ampèremètres et imaginées par A1M. Ayrton et Sumpner sont comme on le sait appliquables à la mesure de la puissance quelle
- Ri Rs Lj
- Fig. 1
- que soit la nature de la force électromotrice, et leurs démonstrations dans ce cas général ont. été données par les auteurs 0.
- Dans le cas d’une force électromotrice harmo-
- nique ces méthodes peuvent être établies géométriquement.
- Les auteurs ont donné la démonstration de la formule des trois voltmètres dans leur traité A llcrnaling currents.
- On mesure les différences de potentiel E aux bornes d’une résistance sans induction, E2 aux
- bornes d’une résistance inductive, qui peut être le primaire d’un transformateur et enfin E aux bornes du circuit total (fig. i).
- Construisons alors le triangle O A B ayant ces trois différences de potentiel efficaces pour côté; nous avons (fig. 2)
- ob=e, + r,i
- BA = ES=I \Zr7+LV,
- Ri étant la résistance sans induction, R2 la résistance de la portion inductive et L2 son coefficient de self-induction (dans le cas d’un transformateur R2 et L2 sont la résistance et le coefficient de self-induction apparents).
- Le triangle O A B donne la relation
- E~ — E,® + EJ — 2 E, E2 cos O B A.
- D’autre part l’angle de retard 0 de la force électromotrice dans la portion inductive sur
- Fig. 3
- celle de la portion sans induction est le supplément de l’angle O B A ; on a dç>nc ;
- T?2 __ 17 2 __ T? 2
- cos 0 = — cos U B A = ---=L=----.
- 2 E, E2
- Or, la puissance dépensée dans la portion inductive du circuit est :
- W, = E, I cos 0
- OU
- W= aie; (E*—E^-E,*),
- - ~ (E»-E,*-E,»).
- Celle dépensée dans la résistance sans induction est
- w, = E, i,
- et enfin la puissance totale dépensée dans l’ensemble est
- w = w, +w, = -L- (E2 + e,* - EJ).
- Passons maintenant à la démonstration de la formule des trois ampèremètres.
- Désignons encore par R2 et L2 la résistance
- (') Procecclings oj Ihe Payai Society, vol. XL1X, p, 424.
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- 232
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- et le coefficient de self-induction du circuit dont on a à déterminer la puissance et par Rx une résistance sans induction placée en dérivation aux bornes de la première (fig. 3). Appelons I2 et Ix les intensités efficaces respectives du courant traversant ces deux circuits et I celle du courant total ; elles peuvent être représentées graphiquement comme le montre la figure 4. Le courant I est en coïncidence de phase avec la différence de potentiel totale E; le courant 1 est retardé sur IX d’un angle 0X et I2 d’un angle 02.
- La tangente de l’angle 02 est et celle de
- R2
- y} ffi
- l’angle 0 , L' et R' étant la self-induction et
- R
- Fig. 4
- la résistance réduite de l’ensemble des deux
- branches dérivées et m la quantité
- La puissance dépensée dans la résistance inductive et encore
- W := El, cos 0.
- Comme précédemment, on trouvera que
- • M Aï
- d’où
- WÎ=^(P-I,2-L2),
- La puissance dépensée dans la résistance non inductive est
- W, =EI, =R, L,2,
- et la puissance totale dans les deux branches
- w = w, + w, = [i* * +1,* - l,s].
- La méthode de MM. Ayrton et Sumpner est ainsi établie géométriquement pour le cas des
- courants sinusoïdaux. Dans le cas d’un courant alternatif non harmonique, cette démonstration ne convient plus, à moins que l’on définisse, si possible, un courant harmonique équivalent au courant périodique quelconque ; la question se trouverait alors ramenée à ce courant équivalent. Il doit être tel qu’il soit égal à la racine carrée de la demi-somme des carrés et que la dépense d’énergie dans le circuit soit la même que dans le cas du courant périodique complexe donné.
- F. G.
- Sur l’amplitude de vibration du diaphragme de
- téléphone, par Charles R. Cross et A.-N. Mans-
- fleld 0).
- 11 résulte d’expériences faites par MM. C.-R. Cross et H.-E. -Hayes que l’amplitude de vibration d’un diaphragme de récepteur téléphonique passe par un maximum quand on augmente constamment l’aimantation du noyau et que dans les limites adoptées par la pratique un diaphragme mince est préférable à un diaphragme épais.
- Le sujet a également été étudié par M. Merca-dier (2), en déterminant la distance à laquelle les battements d’un métromone transmis par le téléphone cessaient d’être audibles. Dans les expériences de Mercadier on a fait varier l’épaisseur du diaphragme entre des limites plus étendues que dans celles de Cross et Hayes, mais les résultats de ces auteurs sont concordants.
- MM. Cross et Mansfield ont voulu vérifier ces résultats pour l’observation directe du mouvement du diaphragme; ils ont étudié l’influence des variations d’aimantation, à l’aide d’une méthode stroboscopique.
- Le téléphone employé avait un noyau de fer doux de 1,9 cm. de diamètre et 20 centimètres de longueur; ce noyau était entouré de deux bobines, l’une formée de 2750 tours pour l’aimantation, l’autre recevant les couriants variables de la ligne. Dans toutes les expériences la distance entre l’extrémité du noyau et le diaphragme était de 1,2 mm. On faisait varier l’aimantation en changeant l’intensité du courant d’excitation à l’aide d’un rhéostat.
- A la place du courant téléphonique, trop faible
- 0) Proc, of Ihe American Academy oj Arts aiid Sciences.
- (*) La Lumière Électrique, (. XXXIX, p. 189, 386.
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-
- JOURNAL UNIVERSEL D’ELÉCTRICITÉ
- 233
- pour produire des effets facilement observables, les auteurs ont employé un courant alternatif emprunté à un transformateur alimenté par un alternateur donnant 128 périodes par seconde. L’intensité de ce courant était déterminée à l’aide d’un électrodynamomètre spécial.
- La source de lumière à éclats intermittents nécessaire aux expériences était fournie par les
- étincelles que produisait un diapason interrupteur faisant 128 vibrations par seconde. A chaque vibration correspondait une étincelle, qui éclairait le champ d’un microscope et dont les rayons étaient concentrés sur la pointe d’un style fixé sur le diaphragme du téléphone récepteur. L’éclairage était suffisant pour que l’on vît le profil noir du style sur un champ éclairé. Le
- illièmes cle tstil/imèfre
- du ciia/i7i rctgnve
- Fig.
- téléphone était placé de façon que le style vibrât dans le sens horizontal.
- Quand il ne passait pas de courant dans le téléphone, le style se voyait d’une façon continue, par suite de la succession rapide des étincelles. Lorsque la fréquence du courant alternatif est exactement de 128, coïncidant avec la fréquence des étincelles, le diaphragme vibre avec la même fréquence, et l’on voit le style comme s’il était au repos. Mais dès qu’il y a une légère différence entre les deux fréquences, l’effet stroboscopique bien connu se produit, et le style semble vibrer très lentement, de sorte que l’amplitude de vibration peut être facilement déterminée à l’aide d’un micromètre à réticule. Ce dispositif a permis aux auteurs de mesurer le déplacement produit par un courant d’une intensité de 5 milliampères seulement.
- Lorsqu’on fait passer un courant dans la bobine magnétisante seulement, le diaphragmeest immédiatement attiré jusqu’à un certain point dépendant de l’intensité de ce courant. Quelques mesures ont été faites pour déterminer la valeur de ce déplacement en fonction du courant d’ai-
- mantation. Les résultats sont donnés dans le tableau I ci-dessous.
- TABLEAU I.
- Courant en milliampères Déviation en millièmes de millimètre
- 14 O
- 46 1,7
- 85 6,7
- 123 16,7
- i55 29,2
- 195 45,9
- 246 80,8
- 3oo loO, I
- 367 200,0
- 431 272,8
- 473 297,0
- 402 33o,o
- 604 335,0
- Ces résultats indiquent que la déviation augmente d’abord très rapidement avec l’aimantation du noyau, pour devenir ensuite presque proportionnelle à partir de o,3 amp. environ.
- Pour étudier l’effet de différents degrés d’aimantation du. noyau sur l’amplitude des vibrais
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-
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- 234
- tions,les auteurs procèdent ainsi. Ils font passer un courant continu d’intensité connue dans la bobine magnétisante, puis ils envoient dans la bobine téléphonique des courants alternatifs de différentes intensités. Ce procédé a été employé pour différentes valeurs du courant d’aimantation. Le tableau II indique les résulatsobtenus; les valeurs des déviations représentent chacune la moyenne de cinq lectures.
- TABLEAU II
- Numéros Courant magnétisant milliampères Courant alternatif, milliampères
- IV» 21 2U,5
- Excursion du diaphragme en millièmes de millimètre
- I 77 4 7 IO 14
- 2 123 8 14 21 27
- 3 i8o 12 23 34 43
- 4 235 17 28 39 47
- 5 287 23 47 63 Si
- 6 322 37 76 102 127
- 7 352 44 86 106 i3o
- 8 376 3i 71 IOO 120
- 9 394 26 68 88 n3
- JO 416 3o 60 87 107
- I [ 459 22 40 56 69
- 12 5o3 16 3o 39 5o
- i3 5f-4 8 17 28 36
- 14 63g 8 12 16 t 21
- Les résultats sont représentés graphiquement dans la figure 1 pour les séries 1, 3, 5, 6, 7, 11, i3 et 14. Les abscisses donnent les excursions du diaphragme en millièmes de millimètre; les ordonnées, le courant téléphonique (courant alternatif) en milliampères.
- On voit que l’amplitude dé vibration augmente d’abord avec l’aimantation et qu’elle diminue ensuite. Le maximum est atteint avant que le noyau soit à moitié saturé, comme on a pu s’en assurer par une mesure au galvanomètre balistique.
- Dans les expériences précédentes, l’aimantation restait constante et l’on faisait varier le courant de la bobine téléphonique. Une autre série de mesures a été faite dans laquelle on a maintenu constant le courant de la ligne, en
- faisant varier le courant d’aimantation.
- \
- La figure 2 donne graphiquement les résultats obtenus; les amplitudes y sont représentées en fonction des intensités de champ déterminées d’après la courbe d’aimantation. Les nombres de l’axe des abscisses sont en unités arbitraires,
- ceux de l’axe des ordonnées donnent les amplitudes en centièmes de millimètre.
- On voit que l’amplitude maxima se produit bien avant la saturation du noyau; il n’est donc pas désirable d’employer un noyau très fortement aimanté dans un récepteur téléphonique.
- Les nombres donnés par les divers observateurs pour la valeur absolue de l’amplitude de vibration du diaphragme sous l’influence des courants téléphoniques diffèrent beaucoup.
- M. C.-J. Blake (4), en inscrivant la vibration sur une plaque de verre enfumé, obtint 0,02 mm., et par l’emploi d’un micromètre à contact électrique, o,oi35 mm. Salet (2) employait une méthode optique analogue à celle de Fizeau pour
- ./ntensitcs du cham/t-
- Fig. 2
- la mesure de la dilatation, basée sur le déplacement des anneaux de Newton. L’excursion ains mesurée était de 0,0002 à o,ooo3 mm. Frœlich (3) mesurait l’amplitude à l’aide d’un rayon de lumière réfléchi par un miroir que portait le diaphragme. Il donne o,o35 mm. comme valeur de l’amplitude. Franke (4) employait une méthode optique analogue à celle dont se servait Salet, en admettant que l’amplitude est proportionnelle à l’intensité du courant, ce qui ne concorde pas avec les résultats donnés plus haut; il conclut que l’excursion du diaphragme pour
- (') Journ. Soc. Tel. JSng. t. VII, p. 247, 1878.
- (s) Comptes Rendus, t. XCX, p. 178, 1882.
- (’) La Lumière Électrique, t. XXV, p. 180, 1887.
- (*) Elektrotechnische Zeitschrift, t. XI, p. 288, i8go.
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- un son qui est juste encore perceptible est inférieure à i,2X io~° mm.
- Quelques-unes de ces différences sont certainement dues au transmetteur employé. Il est également possible que le diaphragme a pu être plus ou moins libre dans ses mouvements selon les dispositions employées. Les considérations suivantes peuvent donc présenter quelque intérêt.
- Dans toutes les expériences décrites dans ce mémoire, le courant de la ligne avait une intensité de beaucoup supérieure à celle d’un courant téléphonique, même intense. Le plus faible courant employé était de 5 milliampères, tandis qu’une intensité de 2 milliampères est déjà une forte valeur pour un puissant microphone Hunning. Les amplitudes mesurées sont donc plus grandes que celles des vibrations produites par un courant téléphonique pratique. On peut, toutefois, calculer celles-ci approximativement à l’aide des données acquises.
- Les courbes comprises dans la figure i sont toutes approximativement des paraboles de la forme y2 = mx’\ n étant plus grand que 2; mais les valeurs de m et de n diffèrent pour les diverses courbes. Il était donc nécessaire de déterminer par l’expérience l’intensité du champ employé dans les récepteurs à aimant permanent. On y parvient par le procédé suivant.
- Un téléphone à aimant fut placé de façon qu’il produisît sur un magnétomètre une déviation de 45°. Puis ce téléphone fut remplacé par l’électro-aimant employé dans les expériences, dans la bobine duquel on fit passer un courant tel que la déviation au magnétomètre fut de nouveau de 45°. Cet effet était produit par un courant de 52 milliampères. Une autre expérience faite avec un second téléphone donna 62 milliampères. On a adopté cette valeur parce qu’elle se rapproche le plus d’une autre, 77 milliampères, courant le plus faible employé par les auteurs.
- A l’aide de la méthode logarithmique on trouve pour cette courbe : y2 = o,3o5 jv3>2(5, équation dans laquelle y est le courant et x l’amplitude de vibration correspondante. En posant j = 2 milliampères, intensité d’un courant téléphonique, nous obtenons pour .v la valeur de 2,2 millièmes de millimètre. L’excursion vraie est probablement légèrement inférieure à cette valeur, puisque l’intensité de
- champ pour cette équation est un peu supérieure à celle qui existe dans le téléphone à aimant permanent.
- ___________ A. H.
- Sur le bolomètre, par M. Crova.
- M. Crova vient de publier (*) une nouvelle méthode pour l’emploi du bolomètre. Commençons par rappeler le principe de cet instrument ainsi que la méthode jusqu'ici employée.
- On sait que le bolomètre est destiné, comme la pile de Melloni, à la mesure des faibles variations de température. Il se compose (2) de deux conducteurs formés chacun d’un ruban de fer ou de platine excessivement mince de 0,004 mm. d’épaisseur et o,5 mm. de largeur, replié une quinzaine de fois en zig-zag de manière à donner une surface de quelques millimètres carrés. Ces deux conducteurs forment les deux branches a et a! d’un pont de Wheatstone (fig. 1) ; les deux autres branches sont constituées par des résistances b et b' variables à volonté que l’on ajuste de façon que l'aiguille du galvanomètre reste au zéro lorsque le circuit de la pile est fermé et que les quatres branches sont rigoureusement à la même température. Quand l’un des conducteurs a! du bolomètre est soumis à l’effet d’une radiation calorifique, sa résistance augmente, le pont est déséquilibré et l'aiguille du galvanomètre est déviée.
- Cherchons quelle variation de température i est possible de décéler.
- On arrive facilement par l’application des lois d Ohm et de Kirchhoff et par des calculs un peu longs à trouver l’expression de l’intensité I du courant qni traverse legalvanomètre’en fonction des résistances a, n', bi b\ celle du galvanomètre g, celle de la pile -k et la force électromotrice E de cette pile. Dans la disposition généralement adoptée pour l’usage du bolomètre cette expression se simplifie. En effet, les deux résistances du bolomètre sont égales quand leur température a la même valeur; par suite, on a b=b' quand le pont est en équilibre. Lorsque l’une des résistances du bolomètre s’échauffe de 0 sa résistance a devient a (1 -f Æû), k étant le coefficient de variation de la résistance pour une élévation de température de i°. En négligeant, au
- (*) Annales de Chimie et de Physique, 6'série, t. X1XX, p. 137-144; mai 1893.
- O La Lumière Electrique, t. IV, p. 143.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- dénominateur ko devant l’unité, ce qui est permis, puisque k est très petit et que 0 est égal à quelques centièmes de degré, il vient
- _ ci b h Q(M (0
- I=E + + au) v '
- et dans le cas particulier où a — b,
- 1=E4|»+aV+«) *’ (s)
- Les galvanomètres Thomson à grande résistance construits par la maison Carpentier donnent, sur l’échelle divisée placée devant l’instrument, une déviation de i millimètres pour un milliardième d’ampère environ. Si nous prenons ioooo ohms pour la résistance du galvanomètre, b ohms pour celle du bolomètre, i volt pour la force électromotrice de la pile dont nous négligerons la résistance t. et enfin si nous adoptons pour k la valeur o,oo3 (ce coefficient est de Tordu coefficient de dilatation des gaz) la relation précédente donne approximativement
- d’où
- x io—5 = I
- 5 x o,oo3 ,
- -----------0,
- 4 x ioooo
- 4 x 10* i5 X io*
- o,oo3.
- Une variation de 3 millièmes de degré centigrade serait donc accusée nettement avec le galvanomètre que nous avons pris pour exemple.
- Mais on voit par les formules (i) et (2) que l’intensité du courant correspondant à une même variation de température croît en même temps que la résistance g du galvanomètre diminue. Il y a donc intérêt a avoir un galvanomètre de faible résistance. Malheureusement les galvanomètres à faible résistance de construction courante ne permettent guère d’apprécier et de mesurer que des courants dont l’intensité est supérieure à un millionième d’ampère; par suite ce que Ton gagne d’un côté, on le perd de l’autre, et la limite de la variation de température mesurable reste la même. Pour reculer cette limite il faut un gal-
- C) Dans son mémoire M. Crova donne la formule
- ___________a b k____________.
- x I = E [icib + g (a + b)] (a + b + ix) ’
- qui diffère de la précédente par la suppression du coefficient 2 devant la résistance u de la pile. Une soigneuse révision de nos calculs ne nous ayant fait relever aucune erreur, nous adoptons la formule (1).
- vanomètre de construction spéciale. M.Langley en possède un à faible résistance qui donne, sur une échelle divisée placée à un mètre, une déviation de 1 millimètre pour une intensité de o,ooooooooo5 amp. et qui permet d’apprécier une différence de température de moins d’un cent-millième de degré entre les branches du bolomètre.
- Une autre difficulté des mesures résulte de la variation de zéro qui se produit sous la plus petite influence dans des galvanomètres aussi sensibles. Une précaution toujours bonne à prendre est de placer le galvanomètre à l’intérieur d’enveloppes concentriques en tôle douce, le champ directeur intérieur à ces enveloppes étant constitué par deux aiguilles faiblement aimantées, que Ton peut manœuvrer de l’extérieur. Mais l’inconvénient n’est qu’atténué et le zéro du galvanomètre varie encore très lentement. Pour
- C
- Fig. 1
- ramener l’aiguille au zéro, M. Langley place à une certaine distance en avant du système asta-tique, un système de deux aiguilles aimantées faiblement, parallèles et horizontales, que l’observateur peut manœuvrer à distance.
- La.méthode imaginée par M. Crova permet, ou bien de ramener facilement l'aiguille au zéro, ou bien de rendre les mesures indépendantes de la résistance du galvanomètre. Exposons cette méthode.
- Soient a et a' les deux résistances du bolomètre; le pont est en équilibre quand les deux résistances extérieures b et b' satisfont à la relation
- Si la température de la résistance a varie de 0 cette résistance devient a (1 -f- ko) et l’équilibre du pont est rompu. Pour le rétablir on peut augmenter de s la résistance b et diminuer de la
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- même quantité la résistance £>'; la condition d'équilibre devient alors
- a (1 + ftfl) _ b + £
- . : a' ~ b' — e '
- On en déduit
- _ab'(i+M) — ba' _ab'—ba'+ab'/t<j ab'M E—. a'+ap + Æ’i) — a+a'+aM — a+a'+a/sü’ ^
- puisque, d’après (3), on a
- a b' — b a' = o.
- Dans le cas particulier où les deux branches du bolomètre ont la même résistance pour une même valeur de la température on a b = b'; si nous supposons en outre que l’on ait a — b, la relation (4) donne
- Mais k étant de l’ordre des millièmes et 0 d’un ordre au plus égal à ce dernier, on peut prendre simplement
- D’ailleurs il est facile de voir géométriquement que cette approximation est légitime. En effet la relation (5) entre £ et 0 représente une hyperbole équilatère dont les asymptotes, parallèles aux axes des S et des 0 sont respectivement
- 2
- à des distances 0 = a et £ = — - de ces axes.
- k
- Cette dernière distance est grande par rapport à l’autre; par suite l’origine des coordonnées est très éloignée de l’une des asymptotes et voisine de l’autre, et il est évident que dans le voisinage de l’origine on peut confondre la courbe avec sa tangente. Or il est facile de s’assurer que la relation (6) est précisément l’équation de cette tangente.
- Cette relation permet de calculer 0 si on peut évaluer e. La résistance g du galvanomètre n’y entre pas; toutefois la sehsibilité de la méthode n’est pas indépendante de cette résistance puisque l’intensité du courant qui traverse le galvanomètre avant que l’équilibre ne soit atteint dépend de cette quantité. Mais la méthode étant une méthode de réduction à zéro, le galvanomètre ne sert plus que comme galvano-scope, et on peut lui donner, sans inconvénient, une sensibilité beaucoup plus grande que celle qu’on ne saurait dépasser lorsque la déviation sert à la mesure.
- D’ailleurs rien n’empêche de conserver la
- méthode de mesure de M. Langley, l’introduo-tion de la résistance s dans la branche b. et sa suppression dans la branche b' servant alors uniquement à compenser les faibles variations de résistance qui se produisent dans ces branches et à ramener le galvanomètre au zéro.
- La disposition adoptée par M. Crova est représentée par la figure 2. Les deux résistances du bolomètre sont représentées en a et a; elles sont reliées en D et E par des conducteurs sans résistance, aux deux bornes du galvanomètre G et aux résistances av et av\ celles-ci sont réunies par un fil rectiligne nu A B sur lequel appuie un contact glissant C. Les résistances a2et celle du fil sont telles que la résistance de chaque
- branche extérieure est égale à a quand le contact est au milieu de A B.
- Les bolomètres à fil de platine construits par M. Brunow ayant ordinairement une résistance de 5 ohms et le coefficient k du platine étant sensiblement 0,00247 la formule (6) donne pour la valeur de e correspondant à une différence de température de i° est
- Si le fil A B a une résistance de o^oi par mètre, un déplacement de 1 mm. de contact G
- correspondra a une différence de ———
- 0,00012
- = o°ooi6; en employant une vis micrométrique donnant le centième de millimètre on pourra donc évaluer une différence de o°ooooi6. D’ailleurs on peut encore augmenter cette sensibilité
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- en rendant les branches extérieures du pont plus résistantes que les branches intérieures et en augmentant dans un rapport convenable la force électromotrice de la pile.
- J. B.
- NÉCROLOGIE
- Marié-Davy.
- M. E.-H. Marié-Davy vient de s’éteindre à Dornecy, dans le département de la Nièvre. Né à Clamecy, le 2 avril 1820, Marié-Davy fit ses études comme boursier au lycée de Moulins, puis entra à l’École normale supérieure, le premier de la promotion de 1840. Il en sortit en 1843 et fut nommé successivement professeur de physique au collège de Saint-Étienne, puis à celui de Rouen. Reçu le premier au concours d’agrégation pour les sciences physiques de 1844, il fut nommé l’année suivante, professeur titulaire de la chaire de physique à la Faculté des sciences de Montpellier avec dispense d’âge, et professeur à l’école de médecine de la même ville.
- En 1862, il fut nommé astronome titulaire de l’Observatoire de Paris. D’abord chargé de l’étude du magnétisme terrestre, il devint bientôt chef du service météorologique international,* qu’il organisa en France, au mois d’août i863. Jusqu’en 1866, il dirigea seul le service des avertissements aux ports, et entreprit, en même temps, l’étude des orages à la surface de la France et celle des tempêtes à 'la surface de l’Atlantique. En 1872, il prit de nouveau la direction du service des avertissements, poursuivit la publication de Y Atlas des mouvements généraux de l'atmosphère et celle de Y Allas des orages. C’est à cette époque encore que furent publiés, sous sa direction, le Bulletin météorologique mensuel et le premier volume de Y Annuaire météorologique de l'Observatoire de Paris, qui devint, en 1874, Y Annuaire météorologique de l’Observatoire de Montsouris.
- Cet établissement, créé sous l’influence de J.-B. Dumas, alors président du Conseil municipal de Paris, avait tout d’abord été dirigé par M. Sainte-Claire Deville. En 1873, celui-ci ayant été nommé inspecteur général des stations mé-
- téorologiques, M. Marié-Davy fut nommé à la direction de cet établissement. Ses travaux et ceux de ses collaborateurs se trouvent consignés dans les Annuaires publiés de 1874 à 1889.
- M. Marié-Davy avait inventé, en 1857, une pile au bisulfate de mercure qu’il offrit gracieusement à l’administration des télégraphes, qu l’adopta, ainsi que plusieurs administrations .étrangères.
- M. Marié-Davy a publié nombre d’ouvrages et de notice remarquables, parmi lesquels il faut citer son Traité des mouvements de l’atmosphère et des mers, considérés au point de vue de la prévision du temps; un Traité de météorologie agricole ; un Précis de physique ; une Note sur la vision et une autre sur Y Action de V électricité sur le système nerveux; une Étude sur l’origine de la chaleur dégagée dans les actions chimiques ; plusieurs mémoires relatifs à Y électricité statique cl dynamique, etc., etc. Il collabore, en outre, à diverses publications, bulletins ou journaux scientifiques, tels que : le Bulletin de la Société météorologique, le Dictionnaire général des sciences, le Génie civil, La Lumière Électrique, etc.
- Il était docteur en médecine, docteur-ès-scien-ces physiques et mathématiques, membre correspondant du Bureau des longitudes, président honoraire de la Société française d’hygiène et chevalier de la Légion d’honneur.
- VARIÉTÉS
- SUR LES PHÉNOMÈNES DE VIBRATION A HAUTE FRÉQUENCE C)
- Une autre forme d’excitateur, qui peut être employée avec avantage dans quelque cas, est représenté par la figure 1. Dans ce dispositif, les tiges de décharges ddt passent à travers des ouvertures pratiquées dans une boîte en bois B, couverte à l’intérieur d’une épaisse couche de mica, comme l’indiquent les traits de force. Les ouvertures sont elles-mêmes garnies de tubes de mica assez épais mmu qui, de préférence, ne sont pas en contact avec les tiges ddx. La boîte
- (*) La Lumière Électrique1 28 juillet 1893, p. 192.
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- 23g
- est pourvue d’un couvercle G un peu large, qui descend à l’extérieur de la boîte. La couche d’air entre les électrodes est chauffée par une petite lampe l. Une plaque p au-dessus de la lampe ne permet au courant d’air que de passer à travers la cheminée c de la lampe, l’air entrant par les ouvertures oo dans le fond de la boîte et suivant le chemin indiqué par les flèches.
- Quand l'excitateur fonctionne, on ferme la porte de la boîte, de façon que la lumière de l’arc ne soit pas visible extérieurement, ce qui est utile dans certaines expériences. Cette forme d’excitateur est simple et très efficace quand elle est bien disposée. L'air étant chauffé perd de son pouvoir isolant, devient diélectriquement
- S
- Fig-, i. — Excitateur avec tirage à air chaud.
- faible, et comme conséquence l’arc peut être allongé considérablement. L’air doit naturellement être encore suffisamment isolant pour que la décharge soit disruptive.
- L’arc formé dans ces conditions peut être rendu extrêmement sensible, et le faible tirage à travers la cheminée c suffit à produire des interruptions rapides. Le réglage est effectué en agissant sur la température et la vitesse du tirage. Au lieu d’employer une lampe, on peut établir un courant d’air chaud par d’autres moyens. Un procédé très simple, dont on s’est servi, est d’enfermer l’arc dans un long tube vertical partiellement obturé à ses extrémités par des disques qui permettent de régler la température et la vitesse du courant d’air. Il a été trouvé nécessaire d’étouffer le son qui se produit,
- L’air peut être rendu diélectriquement faible par la raréfaction. J’ai employé des excitateurs basés sur ce fait, en combinaison avec l’aimant. On munit un grand tube d’épaisses électrodes en charbon ou en métal, entre lesquelles on fait passer la décharge, le tube étant placé dans un champ magnétique puissant. L’épuisement du tube est amené à un point où la décharge se produit facilement, mais la pression doit être supérieure à 75 millimètres, pression à laquelle se produit la décharge continue ordinaire. Dans une autre forme d’excitateur, combinant les moyens mentionnés ci-dessus, la décharge passait entre deux pièces polaires, à distance réglable, entre lesquelles l’air était porté à une température élevée.
- Il faut remarquer ici que lorsqu’on emploie des interrupteurs de ce genre et que les courants traversent le primaire d’une bobine à décharge disruptive, il n’est, en général, pas avantageux de produire un nombre d’interruptions par seconde plus grand que la fréquence naturelle du circuit d’alimentation, fréquence qui est ordinairement peu élevée. Il est aussi à noter que tandis que les dispositifs mentionnés relatifs à la décharge disruptive sont avantageux dans certaines conditions, ils peuvent devenir quelquefois des sources de perturbation, parce qu’ils produisent des intermittences et d’autres irrégularités dans la vibration, qu’il serait désirable d’éviter.
- Il y a, j’ai le regret de le dire, un défaut dans cette belle méthode de transformation, défaut qui n’est heureusement pas vital et que j’ai réussi à vaincre graduellement. La meilleure manière d’appeler l’attention sur ce défaut et d’indiquer la voie à suivre pour arriver à l’éliminer sera de comparer le procédé électrique avec son analogue mécanique.
- Imaginez un réservoir avec, au fond, une grande ouverture maintenue fermée par la pression d’un ressort disposé de telle sorte que l’ouverture soit démasquée brusquement quand le liquide atteint un certain niveau dans le réservoir. Alimentons ce réservoir au moyen d’un tuyau donnant un débit déterminé. Lorsque le niveau suffisant sera atteint, le ressort cessera d’agir et le fond du réservoir s’ouvrira. Instantanément le liquide coulera par l’ouverture, puis le ressort, reprenant son action, viendra fermer de nouveau et, l’alimentation se continuant, le
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- même phénomène se reproduira après un certain temps. Il est clair, d’ailleurs, que si le tuyau d’alimentation fournit plus que l’orifice du fond ne peut laisser passer, cet orifice restera toujours ouvert, et que néanmoins le réservoir finira par déborder. A égalité exacte de débit, la soupape du fond restera partiellement ouverte, et elle ne subira, en général, aucune vibration pas plus que la colonne liquide, quoiqu’il puisse s’en produire si elles sont provoquées par quelque artifice. Mais si le tuyau d’alimentation ne débite pas assez pour la décharge, il y aura toujours vibration. Dans ce cas, chaque fois que la soupape accomplira son mouvement, le ressort et la colonne liquide, si l’élasticité du premier et l’inertie des parties de la seconde sont convenablement choisies, accompliront des vibrations indépendantes.
- Dans cette comparaison, le liquide peut être considéré comme l’électricité ou l’énergie électrique, le réservoir cdmme le condensateur, le ressort comme le diélectrique, le tuyau d’alimentation comme le conducteur à travers lequel l’électricité est fournie au condensateur. Pour rendre l’analogie plus complète, il est nécessaire d’admettre que chaque fois qu’il cède, le fond vient heurterviolemment un arrêt non élastique, ce qui entraîne quelque perte d’énergie et que, en outre, il y a d'autres pertes dues au frottement. Le liquide a été supposé maintenu à une pression constante, mais on peut supposer que cette pression varie d’une façon rythmique, ce qui correspond au cas d’un courant alternatif. Le phénomène n’est plus alors tout à fait aussi simple à considérer, mais l’action reste la même en principe.
- Il est désirable, afin d’entretenir la vibration économiquement, de réduire autant que possible le choc et les frottements. Il est impossible d’éviter complètement ces derniers, qui, dans l’analogue électrique, correspondent aux pertes dues à la résistance des circuits, mais elles peuvent être réduites au minimum en choisissant convenablement les dimensions des circuits et en employant des conducteurs minces en forme de torons. Mais la perte d’énergie causée par la rupture du diélectrique — qui dans l'exemple éi-dessus correspond au choc violent du fond contre l’arrêt non élastique — serait plus importante à vaincre. Au moment de la rupture, la couche d’air présente une très haute
- résistance, qui est probablement réduite à une valeur très faible quand le courant à atteint une certaine intensité, et l’air est porte à une haute température. La perte d’énergie serait beaucoup réduite si l’air était toujours maintenu à une température extrêmement élevée, mais il n’y aurait alors pas de décharge disruptive. En chauffant la couche d’air modérément à l’aide d’une lampe, par exemple, l’économie en ce qui concerne l’arc est très sensible. Mais l’aimant ou tout autre dispositif interrupteur ne diminue pas la perte dans l’arc. De même un jet d’air ne fait que faciliter la dissipation de l’énergie.
- L’air ou un gaz, en général, se comporte d’une façon curieuse à cet égard. Lorsque deux corps chargés à un très haut potentiel se déchargent disruptivement à travers une couche d’air, une quantité quelconque d’énergie peut être enlevée par l’air. Cette énergie est évidemment dissipée dans les chocs et les collisions des molécules. Les échanges des molécules se produisent, dans l’espace, avec une rapidité inconcevable. Dans une décharge puissante entre deux électrodes, celles-ci restent tout à fait froides, et pourtant la perte dans l’air peut représenter une quantité d’énergie quelconque. Il est parfaitement possible de dissiper, avec des différences de potentiel très grandes, plusieurs chevaux dans l’arc de la décharge, sans remarquer même une faible élévation de température dans l’air ambiant. Si l’on empêche l’échange des molécules d’air, par exemple, en enfermant l’air hermétiquement, le gaz à l’intérieur du vase est porté rapidement à une haute température, même avec une très petite décharge.
- Il est difficile d’évaluer la quantité d’énergie qui est perdue dans les ondes sonores, perceptibles ou non, créées par une décharge puissante. Quand le courant de décharge est intense, les électrodes peuvent s’échauffer rapidement, mais cet échauffemeut ne donne pas une mesure de l’énergie perdue, parce que la perte dans le chemin même suivi par l’étincelle peut être comparativement minime.
- L’air ou un gaz, en général, n’est évidemment pas, à la pression atmosphérique du moins, le meilleur milieu à travers lequel une décharge disruptive devrait être produite. Un gaz, sous une forte pression, est, naturellement, un milieu bien plus convenable. J’ai fait de longues expériences à ce sujet; elles sont malheureusement
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- moins praticables par suite des difficultés et de la dépense qu’occasionne la compression de l’air.
- Mais même quand le milieu offert à la décharge est un solide ou un liquide, les mêmes pertes ont lieu, quoiqu’elles soient généralement moins importantes, car dès que l’arc est établi le solide ou le liquide est volatilisé. En effet, on ne connaît aucun corps qui ne soit pas désagrégé par l’arc, et les savants ne sont pas fixés sur la question de savoir si l’arc pourrait se produire dans l’air sans que les particules fussent arrachées des électrodes. Quand le courant est très faible et l’arc très long, je crois qu’une quantité considérable d’énergie est absorbée dans la désagrégation des électrodes qui, par ce fait, peuvent rester froides.
- Le milieu idéal pour la décharge ne devrait que se rompre et l’électrode idéale serait formée d’une substance qui ne puisse être désagrégée. Avec de faibles courants, le mieux est d’employer l’aluminium, mais non avec des courants intenses. La disruption de l’air, et plus ou moins de tout milieu ordinaire, est de la nature d’une brisure, mais elle est plutôt comparable au percement d’innombrables boulets à travers une masse offrant une grande résistance au mouvement des boulets, impliquant une perte d’énergie considérable.
- Un milieu qui ne ferait que se fendre sous l’effort électrostatique — et ce pourrait être le cas du vide parfait, c’est-à-dire de l’éther pur — donnerait lieu à une très faible perte d’énergie, assez faible pour être entièrement négligeable, a u moins théoriquement, parce qu’une fente peut être produite par un déplacement - infiniment petit. En épuisant avec le plus grand soin une ampoule oblongue pourvue de deux électrodes en aluminium, j’ai réussi à produire un vide tel que la décharge secondaire d’une bobine à décharge disruptive traversait disruptivement l’avn-noule sous la forme de minces filets d’étincelles. Le point curieux était que la décharge ignorait complètement les électrodes et commençait loin derrière les deux plaques d’aluminium qui servaient d’électrodes. Ce vide extraordinairement élevé ne pouvait être maintenu que pendant un temps très court.
- Pour en revenir au milieu idéal, imaginez un morceau de verre ou d’une substance analogue pris dans un étau que l’on serre de plus en plus.
- A un certain point, la moindre augmentation de pression fera craquer le verre. L’énergie dépensée dans l’action de fendre le verre peut être pratiquement nulle, car, quoique la force soit grande, le déplacement peut n’être qu’extrême-ment petit. Maintenant supposez que le verre ait la propriété de refermer parfaitement la fente sous l’effet d’une petite diminution de pression. C’est de cette façon que le diélectrique devrait se comporter sous la décharge. Dans l’exemple précédent la compacité parfaite du verre signifie que le diélectrique possède un grand pouvoir isolant ; le verre fendu signifierait que le milieu entre les pointes de décharge est un bon conducteur.
- Le diélectrique devrait varier énormément de résistance sous l’effet de variation du potentiel de la décharge. Cette condition est réalisée, mais d’une manière tout à fait imparfaite, par réchauffement de la couche d’air jusqu’à une certaine température critique, dépendant du potentiel, ou en affaiblissant par un autre moyen le pouvoir isolant de l’air. En fait, l’air n’est jamais percé disruptivement, si l’on prend ce terme dans sa signification propre, car l’afflux brusque du courant est toujours précédé par un courant faible, qui augmente d’abord graduellement et ensuite avec une brusquerie relative. C’est là la raison du changement plus rapide qui se produit quand le verre est percé que dans le cas d’une couche d’air d’égale résistance diélectrique.
- Comme milieu pour la décharge, un solide, ou même un liquide, serait donc préférable. Il est quelque peu difficile de concevoir qu’un.corps solide puisse avoir la propriété de refermer instantanément une brèche qui vient d’y être produite. Mais un liquide, surtout sous une forte pression, se comporte pratiquement comme un solide, tandis qu’il possède la propriété de refermer la fente. On a donc pensé qu’un isolant liquide conviendrait mieux comme diélectrique que l’air. Suivant cette idée, un certain nombre déformés d’excitateurs avec divers isolants de ce genre, quelquefois sous haute pression, ont été expérimentés. Il sera suffisant de dire quelques mots sur l’un deux, l’excitateur représenté dans les figures 2 et 3.
- Une poulie métallique creuse P (fig. 2) était fixée sur un arbre a, que l’on pouvait faire tourner à une vitesse considérable. A l’intérieur de
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- 2^2
- la poulie, mais sans contact avec elle, est supporté un disque mince h (dessiné épais pour plus de clarté) en ébonite, dans lequel sont fixés deux segments métalliques s s avec des prolongements métalliques tt couverts d’épais tubes tty en ébonite. Le disque en ébonite h avec ses segments métalliques ss était fini au tour et sa surface était soigneusement polie de façon à offrir la plus petite résistance possible au mouvement dans un liquide. Dans la partie creuse de la poulie on versait un liquide isolant, tel qu’une huile légère, jusqu’à la hauteur de l’ouverture ménagée dans la joue /, vissée sur la poulie. Les terminaux It étaient reliés aux armatures opposées d’une batterie de condensateurs de façon que la décharge se produisit dans le liquide.
- La rotation de la poulie projetait le liquide contre la jante de la poulie et il en résulte une pression considérable du fluide. De cette façon
- Fig-. 2 et 3. — Excitateur à interrupteur liquide.
- simple l’espace de décharge était occupé par un milieu se comportant pratiquement comme un solide, possédant la propriété de se refermer instantanément après une rupture de la couche, et qui de plus circulait entre les électrodes avec une vitesse considérable.
- Des effets très puissants ont été produits à l’aide d’excitateurs de ce genre avec interrupteurs liquides. On trouva, comme on s’y atten. dait, qu’on pouvait obtenir de cette façon une longueur d’étincelle plus grande pour une longueur donnée de fil qu’en employant l’air comme interrupteur. Généralement la vitesse, et par suite la pression du fluide, était limitée à cause du frottement dans le liquide, mais la vitesse qu’il était possible d’atteindre pratiquement était plus que suffisante pour produire un nombre d’interruptions convenant aux circuits ordinaires. Dans quelques cas, la poulie métallique P était munie de saillies intérieures, et l’on produisait alors un nombre d’interruptions qui pou-
- vait être évalué d’après la vitesse de rotation.
- Des expériences ont été faites également avec des liquides de différents pouvoirs isolants, dans le but de réduire la perte dans l’arc. Quand on chauffe un liquide isolant modérément on diminue la perte dans l’arc.
- Un point de quelque importance a été noté dans les expériences avec des excitateurs de ce genre. On a trouvé, par exemple, que lorsque les conditions étaient favorables à la production d’une grande longueur d’étincelle, le courant ainsi obtenu n’était pas le plus avantageux pour la production d’effets lumineux. L’expérience a montré nettement que pour ces effets une variation harmonique du potentiel est préférable. Que ce soit parce qu’un solide est rendu incandescent ou phosphorescent, ou que l’énergie est transmise par l’armature du condensateur à travers le verre, il est bien certain qu’une variation harmonique du potentiel exerce une action moins destructive et que le vide se maintient plus longuement. Gela s’expliquerait aisément s’il était établi que le phénomène qui se produit dans un récipient à air raréfié est de nature électrolytique.
- Dans le diagramme figure 4, auquel il a déjà été fait allusion, sont réunis les cas que l’on rencontre le plus fréquemment dans la pratique. On a à sa disposition soit du courant continu, soit du courant alternatif provenant d’une station centrale. Il est préférable pour un expérimentateur opérant dans un laboratoire isolé d’employer une machine G pouvant donner les deux sortes de courants. En pareil cas, il est également avantageux de se servir d’une machine à circuits multipliés, car dans beaucoup d’expériences il est utile de disposer de courants à des phases différentes.
- Dans la figure, D représente le circuit à courant continu, G A celui à courants alternatifs. Sur chacun d’eux sont établis trois branchements pourvus de commutateurs bipolaires sss.
- Considérons d’abord la transformation des courants continus; I a représente le cas le plus simple. Si la force électromotrice du générateur est suffisante pour produire la décharge à travers une petite distance explosive, au moins quand le diélectrique est chauffé ou rendu peu isolant par un moyen quelconque, il n’y a pas de difficulté à maintenir économiquement une vibration, par le réglage de la capacité, de la
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- self-induction et de la résistance du circuit L, •contenant les dispositifs 11 m. L’aimant N S peut être employé avec avantage dans ce cas. L’excitateur dd avec l’aimant peut être placé en série ou en dérivation, comme il est indiqué sur la ligure. Le circuit I a avec ses connexions et les divers dispositifs est supposé posséder les dimensions voulues pour l’entretien des vibrations.
- Ordinairement la force électromotrice disponible sera d’une centaine de volts et ne suffira
- pas à produire la décharge. Beaucoup de moyens peuvent y remédier en élevant la différence de potentiel. Le plus simple est d’insérer une grande bobine à self-induction en série avec le circuit L. Quand l’arc est établi par un excitateur comme celui de la figure ,1, l’aimant le souffle aussitôt. L’extra-courant de rupture étant de grande force électromotrice saute d’une électrode à l’autre, et une colonne de faible résistance s’offrant au courant de la dynamo, celui-ci afflue brusquement lorsque l’extra-courant
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- Fig\ 4. — Diagramme des connexions pour la transformation à l’aide de la décharge en arc disruplif.
- diminue ou cesse. Ces effets se répètent en succession rapide, et de cette façon j’ai entretenu l’oscillation avec 5o volts seulement, ou même moins, entre les électrodes.
- Mais ce procédé de transformation ne se recommande pas à cause des courants de décharge trop intenses et de réchauffement subséquent des électrodes; d’autre part, les fréquences ainsi obtenues sont faibles, par suite de la grande self-induction nécessairement associé avec le circuit. Il est très désirable d’avoir une force électromotrice -aussi élevée que possible. La différence de potentiel dans cette oscillation
- électrique est, naturellement, l’équivalent de la force de tension dans la vibration du ressort. Pour obtenir des vibrations très rapides dans un circuit de quelque inertie une grande force de tension ou différence de potentiel est nécessaire. Le condensateur employé avec le circuit peut avoir une faible capacité, avec une grande force électromotrice, et l’on gagnera bien d’autres avantages.
- Dans le but d’élever la force électromotrice à une valeur beaucoup plus considérable que celle que donnent les circuits de distribution ordinaire, on se sert d’un transformateur rotatif g,
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- indiqué dans la branche II a du diagramme, ou bien on actionne une machine à haute tension à l’aide d’un moteur alimenté par le générateur G. Les connexions avec l’enroulement à haute tension sont disposées comme dans la branche la, à cette exception près qu’un condensateur réglable C est relié au circuit à haute tension. Ordinairement, une bobine de self-induction est placée en série dans le circuit.
- Lorsque la tension des courants est très élevée l’aimant peut être assez faible, car il est alors facile de régler les dimensions du circuit de manière à entretenir l’oscillation. L’emploi d’une force électromotrice constante dans la transformation en haute fréquence présente quelques avantages sur l’emploi d une force électromotrice alternative, le réglage étant plus simple et le fonctionnement plus facile à contrôler. Malheureusement on est limité par la différence de potentiel possible. Les enroulements sont facilement détruites par suite des étincelles qui se forment entre les sections de l’armature ou du commutateur, quand il se produit une vigoureuse oscillation. De plus, ces transformateurs sont coûteux.
- On a trouvé par l’expérience que le meilleur dispositif à adopter est celui représenté dans la partie III a. Un transformateur rotatif g est employé pour transformer les courants continus à basse tension en courants alternatifs à basse fréquence, et de préférence aussi à basse tension. La tension des courants est alors élevée dans un transformateur fixe T. Le secondaire S de ce transformateur est relié à un condensateur réglable C, qui se décharge à travers l’excitateur d d, disposé de l’une des façons indiquées dans le primaire P d’une bobine a décharge dis-ruptive. Les courants de haute fréquence sont fournis par le secondaire S de cette bobine.
- Les trois branches du circuit A représentent les cas ordinaires de la pratique quand on transforme des courants alternatifs. Dans la figure I b, un condensateur C, généralement de grande capacité, est relié au circuit L contensant les dispositifs II, mm. Les appareils mm sont supposés de forte self-induction, de sorte que la fréquence dp circuit se rapproche plus ou moins de celle de la dynamo. Dans cet exemple, l’excitateur dd devrait avoir un nombre d’interruptions par seconde égal à deux fois la fréquence de la dynamo.
- Il faut observer, en se reportant à I b, que l’élévation du potentiel est également effectuée lorsqu’on supprime l’excitateur dd. Mais les effets produits par des courants qui s’élèvent instantanément à des intensités élevées, comme dans la décharge disruptive, sont entièrement différents de ceux produits par des courants de dynamo variant harmoniquement. Ainsi, par exemple, on peut avoir dans un cas donné un nombre d’interruptions et de rétablissements exactement égal au double de la fréquence de la dynamo, ou, en d’autres termes, il peut y avoir le même nombre d’oscillations fondamentales que dans l'absence de l'excitateur, et il peut même ne pas y avoir une vibration superposée plus rapide; pourtant, les différences de potentiel aux divers points du circuit, l’impédance et les autres phénomènes dépendent de la vitesse de variation seront tout à fait dissemblables dans les deux cas. Ainsi, dans les expériences avec des courants à décharge disruptive, l’élément principal n’est pas la fréquence, comme on pourrait le croire, mais la variation par unité de temps.
- Avec de basses fréquences on'peut jusqu’à un certain point obtenir les mêmes effets qu avec les hautes fréquences, si la vitesse de variation est suffisamment élevée. Ainsi, si un courant de basse fréquence est élevé à un potentiel de 75,000 volts et si on le fait passer à travers une série de filaments de lampes à grande résistance, on remarque nettement l’importance de la raréfaction du gaz autour des filaments, comme on le verra plus loin; ou, si un courant de basse fréquence de plusieurs milliers d ampères est envoyé à travers une barre de métal, on observe de remarquables phénomènes d’impédance, exactement comme avec des courants à haute fréquence. Mais, il est évident qu’avec des basses fréquences il est impossible d’obtenir des vitesses de variation aussi grandes qu’avec les hautes fréquences, et les effets de ces dernières sont prépondérants. Le terme fréquence ne signifie pas grand chose, excepté quand il s’agit d’oscillations harmoniques parfaites.
- Dans la branche III b est représentée une disposition analogue à I b, avec la différence que les courants de décharge à travers dd servent à induire des courants dans le secondaire S d’un transformateur T. Dans ce cas, le secondaire devrait être pourvu d’un condensateur réglable
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- pour le mettre en résonance avec le primaire.
- La figure II b représente un dispositif de transformation de courants alternatifs très employé. Il en a été parlé à d’autres occasions et nous n’insisterons pas.
- Quelques résultats ont été obtenus avec un alternateur à haute fréquence. On trouvera une description de cette machine dans mon mémoire original communiqué à l’American Institute of Electrical Engineers.
- J’arrive maintenant aux expériences.
- Phénomènes produits par la force électrostatique.
- La première catégorie d’effets que je me propose de montrer sont ceux produits par la force électrostatique. C’est la force qui gouverne le mouvement des atomes qui les fait se choquer et développe l’énergie de la chaleur et de la lumière, et qui les oblige à se grouper en combinaisons infiniment variées, selon les fantaisies de la nature, et à former toutes les curieuses structures que nous observons autour de nous; c’est, en fait, si nos vues actuelles sont exactes, la force la plus importante que nous puissions considérer dans la nature.
- Comme le terme électrostatique pourrait impliquer une condition électrique constante, il faut remarquer que dans ces expériences la force n'est pas constante, mais varie à une allure qui peut être considérée comme modérée, environ un million de fois par seconde. Cela me permet de produire beaucoup d’effets qu’il est impossible d’obtenir avec une force invariable.
- Quand deux corps conducteurs sont isolés et électrisés, nous disons qu’une force électrostatique s’exerce entre eux. Cette force se manifeste par des attractions, des répulsions et des tensions dans les corps et dans l’espace ou le milieu extérieur. Tel peut être l’effort exercé dans l’air, ou dans ce qui sépare les deux corps, que le milieu peut être percé et que nous observons des étincelles ou des faisceaux de lumière, autrement dit, des llammes, comme on les désigne. Ces flammes se forment abondamment lorsque la force à travers l’air varie rapidement.
- Je démontrerai cette action de la force électrostatique dans une nouvelle expérience en employant la bobine d’induction dont j’ai parlé. La bobine est contenue dans une auge remplie d’huile et se trouve sous la table. Les deux ex-
- trémités du fil secondaire passent dans les colonnes en ébonite qui s’élèvent au-dessus de la table. Il est nécessaire d'isoler ces fils à leurs eutrémités avec une épaisse couche d’ébonite, parce que même le bois scc est un trop mauvais isolant pour ces courants d’énorme différence de potentiel.
- Sur l'une des bornes de la bobine, j’ai placé une grande sphère creuse en laiton, reliée à une grande plaque isolée. Je fais maintenant fonctionner la bobine et j’approche de la borne libre un objet métallique que je tiens dans la main simplement pour éviter les brûlures. Comme j’approche l’objet métallique à une dislance de vingt à vingt-cinq centimètres, un torrent d’étincelles se précipite de l’extrémité du fil secondaire qui passe dans la colonne d’ébonite. Les étincelles cessent quand le métal que je tiens à la main touche le fil. Mon bras est maintenant traversé par un courant électrique puissant, vibrant avec une fréquence d’environ un million de lois par seconde. Tout autour de moi la force électrostatique se fait sentir, et les molécules d’air et des particules de poussière sont soumises à son influence et bombardent violemment mon corps. Si grande est l’agitation des poussières que dans l’obscurité on peut voir de faibles lueurs sur quelques parties de mon corps.
- Quand une flamme de ce genre se fait jour sur une partie quelconque du corps, elle produit une sensation comme de piqûres d’aiguille. Si les potentiels étaient suffisamment élevés et si la fréquence de vibration était plus basse, la peau serait probablement percée sous cet effort et le sang jaillirait avec force sous la forme d’un jet si mince qu’il serait invisible, tout comme le fait de l’huile placée sur le pôle positif d’une machine de Holtz. Quoique cette rupture de la peau puisse sembler impossible à première vue, elle se produit peut-être parce que les tissus sous l’épiderme sont de bons conducteurs. Gela semble au moins plausible d’après certaines observations.
- Je puis rendre ces flammes visibles à tous en touchant avec l’objet métallique une des bornes, comme précédemment, et en approchant ma main libre de la sphère, qui est reliée à l’autre borne de la bobine. A mesure que la main s’approche, l’air entre elle et la sphère est de plus en plus violemment agité et l’on voit des traînées lumineuses s’échapper du bout de mes
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- doigts et de la main entière (fig. 5). Si j’approchais la main encore pins, de puissantes étincelles sauteraient de la sphère à la main, et pourraient être dangereuses. Les flammes ne présentent pas d’inconvénient, si ce n’est qu’au bout des doigts il se produit une sensation de brûlure. Il ne faut pas les confondre avec celles produites par une machine à influence, dont elles diffèrent sous plusieurs rapports. J’ai attaché la sphère et la plaque à l’une des bornes afin d’éviter la formation de flammes visibles sur cette borne et pour empêcher que des étincelles jaillissent à des distances considérables. D’autre part, cette combinaison est favorable au fonctionnement de la bobine.
- Les flammes qui ont émané de ma main sont dues à un potentiel d’environ 200000 volts, alternant à des intervalles réguliers, quelque chose comme un million de fois par seconde. Une vibra-
- Eig. 5.— Effet d’une force électrostatique variable produite par un transformateur de 200000 volts.
- tion de la même amplitude, mais quatre Ibis aussi rapide, nécessitant, pouf être entretenue, plus de 3oooooo de volts, serait plus que suffisante pour envelopper mon corps dans un manteau ininterrompu de flamme. Mais cette flamme ne me brûlerait pas, bien au contraire, il est probable qu’elle ne m’incommoderait en aucune façon. Pourtant la centième partie de cette énergie, dirigée autrement, suffirait amplement à tuer une personne.
- La quantité d’énergie qui peut ainsi traverser le corps d’une personne dépend de la fréquence et du potentiel des courants ; avec ces deux éléments très grands, une quantité considérable d’énergie peut traverser le corps humain sans causer aucune douleur, sauf pour le bras qui est traversé .par un vrai courant de conduction. La raison qui fait qu’aucune douleur n’est ressentie ni aucun accident fâcheux provoqué, c’est que partout la direction du courant est normale à la surface, de sorte que le corps de l’expérimentateur
- offre une section énorme au courant, ce qui réduit notablement la densité de celui-ci, sauf peut-être dans le bras, où la densité peut être considérable.
- Mais si une petite fraction seulement de cette énergie était appliquée de telle manière qu’un courant traversât le corps à la façon d’un coü-rant de basse fréquence, elle donnerait lieu à un choc qui pourrait être fatal. Un courant continu ou un courant alternatif à faible fréquence est fatal, je crois, principalement parce que sa distribution à travers le corps n’est pas uniforme, car il doit se diviser lui-même en petits courants de grande densité qui peuvent atteindre gravement quelque organe vital. Je n’ai pas le moindre doute à cet égard. Le courant continu tue plus sûrement, mais le courant alternatif à basse fréquence est le plus pénible dans ses effets.
- L’expression de ces idées, qui sont le résultat d’expériences et d’observations longtemps poursuivies, sur les courants constants comme sur courants variables est justifiée par l’intérêt que présente actuellement ce sujet et par les idées énoncées, qui sont journellement exposées dans les journaux.
- Je puis démontrer un effet de la force électrostatique par une autre expérience frappante, mais auparavant je dois appeler votre attention sur quelques faits. J’ai dit que lorsque le milieu entre deux corps électrisés en sens opposés est soumis à un effort dépassant une certaine limite, ce milieu cède et, en langage populaire, les charges électriques opposées s’unissent et se neutralisent. Cette rupture du milieu a lieu principalement lorsque la force agissant entre les corps est constante ou varie à une fréquence modérée. Si la variation était suffisamment rapide, cet effet de destruction ne se produirait pas, quelque grande que fût la force, parce que toute l’énergie serait dépensée en rayonnement, en convection et en actions mécaniques et chimiques. Ainsi la longueur de Y étincelle (distance explosive), ou la plus grande distance à travers laquelle une étincelle saute d’un corps à l’autre est d’autant plus petite que la variation est plus rapide. Mais cette règle ne peut être considérée comme vraie que d’une façon générale, quand on compare des fréquences très différentes.
- N. Tesla.
- (A suivre).
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- FAITS DIVERS
- Il est question de canaliser la Moselle et Une partie de la Saar, pour obtenir ainsi une communication entre les canaux de France et d’Allemagne, qui pourra rendre de grands services pour le transport du fer et du charbon. Le trafic annuel sur la distance de 400 kilomètres, a été estimé porter sur près de 2000000 de tonnes.
- Entre Metz et Goblentz la chute totale est de 100 mètres, ce qui en quarante écluses donne une chute de 2,5 m. par écluse Des turbines pourraient servir à utiliser les forces motrices produites par ces chutes, et l’on obiiendraitainsi pour le canal entier environ 80000 chevaux, qui seraient /distribués aux usines par des lignes de transmissions électriques.
- On estime que l’exécution de ce vaste projet nécessiterait une dépense de 5o millions de francs. Il est proposé d’étudier sur des bases analogues les cours de la Saar, la Latin, la Lippe, la Ruhr, le Mein, et d’autres rivières ou fleuves.
- La Compagnie centrale d’électricité vient d’inaugurer à Renaison (Loire) sa deuxième station d’éclairage e tde transport de force par l’électricité.
- L’usine se trouve dans une gorge à mi-chemin du barrage de la Tache, à 2,5 km. de la ville; une turbine de 40 chevaux et une machine à vapeur de môme puissance assurent la production d’énergie électrique en tout temps. Cette machine à vapeur est prévue piincipalement pour faire face aux sécheresses assez rares dans la rivière de Renaison et aussi en cas d’avarie à la turbine.
- Deux dynamos Lavo de 11000 watts fournissent l’énergie nécessaire à l’éclairage et à la distribution de force motrice; deux emplacements sont prévus pour installer en cas de besoin deux machines semblables, cette usine devant sous peu alimenter deux petites villes voisines.
- La canalisation est à trois fils.
- La Compagnie Pullmann, de Chicago, a commandé dernièrement à l’American Storage Battery Company, 38o accumulateurs pour une voiture dont M. Pullmann fera usage dans ses voyages à New-York. Cette voiture, mue par moteurs électriques, pourra faire, à en croire VElectrical Revient9 96 kilomètres à l’heure, et le voyage de Chicago à New-York se ferait en 16 heures. L’énergie accumulée pourra durer 20 heures. Les accumulateurs sont du type Planté; ils peuvent être rechargés dans l’espace de 8 heures.
- Lorsque des essais auront été faits, nous serions très curieux de savoir si cette voiture à accumulateurs aura réalisé les espérances [que l’on base sur elle; 96 kilomètres à l’heure, ce serait une très belle vitesse pour une Voiture de ce genre.
- MM. Meyrueis et Mongin ont breveté un procédé au moyen duquel on peut :
- i° Fabriquer l’eau de Javel concentrée par la décomposition électrolytique du chlorure du sodium en soude caustique et chlore gazeux, et en recombinant ensuite à nouveau les deux corps sous forme d’hypochlorites à titres variables ; „
- 20 Appliquer les hypochlorites au traitement des pâtes â papier et des étoffes, aussi bien que la dissolution électrolytique, de soude caustique et du chlore séparément;
- 3* Obtenir simultanément de la céruse, du carbonate de soude et du chlore par l’emploi continu de la dissolution ôlectrolytique de soude caustique et de sel marin pour dissoudre la litharge, quelle qu’en soit la provenance;
- 4° Séparer successivement la céruse de la soude ou la soude seule d’avec le sel marin, par simple carbonatation.
- L’appareil dont on se sert se distingue des autres en ce qu’il est un électrodyaliseur caractérisé par le fait d’un électrolyte alcalin circulant dans une série de cellules négatives, et d’un électrolyte acidulé par l’acide chlorhydrique restant toujours le même dans les cellules positives.
- La Société pour le travail électrique des métau signale dans son nouveau prix-courant des.accumulateurs qu’elle construit les perfectionnements qu’elle a apportés à ses appareils.
- Parmi ces perfectionnements notons celui qui consiste à suspendre les plaques par leur partie supérieure. Ce système de suspension laisse le corps de la plaque libre de se dilater dans tous les sens pendant les réactions chimiques qui se produisent tant à la charge qu’à la décharge.
- On ménage également entre le bas des plaques et le fond du bac un intervalle suffisant pour que la matière active puisse se déposer lentement, sans mettre l’accumulateur en court circuit.
- Avec ce dernier dispositif l’appareil fonctionnerait plus d’un an sans qu’il soit nécessaire de le visiter.
- Un des plus riches industriels de Chicago, M. Ph. D. Armour, a fait don à cette ville de huit millions de francs pour la création d’une Ecole technique. Le bâtiment où l’école sera logée est édifié sur l’Armour-Avenue et aura cinq étages. Le donateur a ajouté 7 millions de francs pour l’entretien du bâtiment.
- Dans le sous-sol largement éclairé seront installés les étudiants s’occupant de la forge et du travail du fer, ainsi que l’annexe pour la production de l’électricité et de la force motrice.
- • Le rez-de-chaussée contiendra une salle de bibliothèque ainsi que les ateliers pour le travail du bois, les salles de
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- réception et celles occupées par la direction de l’Institut.
- Àu premier étage on a placé le laboratoire et l’amphithéâtre de chimie; le laboratoire et l’amphithéâtre de physique, la salle des appareils de physique et celle des appareils électriques.
- Le deuxième étage sertf occupé par les étudiants en dessin à main levée, dessin mécanique'; architectural, ainsi que par ceux suivant les cours commerciaux.
- Le troisième étage sera consacré aux arts domestiques.
- Le quatrième, ehfin, sera occupé par un hall de gymnastique et un musée technologique.
- Le niveau des éludes devra être de tout premier ordre et toutes les facilités pour les expériences et les recherches scientifiques seront aussi largement assurées que possible.
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- La municipalité de la ville de Kieff (Russie) a mis en service en juin dernier un tramway électrique. La longueur de cette ligne est de i,5 kilomètre environ, la rampe maxima de 6 0/0.
- La station centrale de production d’énergie électrique comprend deux moteurs à gaz Otto à deux cylindres et de 60 chevaux effectifs chacun, et un petit moteur a un seul cylindre qui est destiné uniquement à la mise en marche des deux grands moteurs.
- La machine dynamo est du type Edison de 60 ampères â 5oo volts. Les moteurs à gaz font 1000 tours et la dynamo 840 à la minute. Le mouvement est transmis par courroie.
- Quant aux conducteurs, ils sont aériens et n’ont donné jusqu’ici lieu â aucune plainte de la part des habitants.
- Les visiteurs de l’Exposition de Chicago peuvent se servir de voitures électriques. On annonce en effet, qu’un grand nombre de voitures de ce genre sont mises à la disposition du public.
- Ces voitures comportent deux places, plus celle du conducteur, qui sert en môme temps de cicérone; elles sont pourvues d’un moteur électrique d’un demi-cheval placé sous le siège et pouvant fournir une vitesse de 5 kilomètres à l’heure.
- Eclairage électrique.
- Les compagnies d’assurances allemandes défendent l’emploi d'un autre mode d’éclairage que par les lampes à incandescence dans les locaux renfermant des accumula-eurs. Aucun corps en combustion ou en ignition n’est toléré dans ces locaux pendant la charge.
- Les moulures en bois doivent Ôtre imprégnées d’un ignifuge quelconque et employées exclusivement aux en-droits secs. Les plombs de sûreté doivent ôtre disposés de façon qu*ll ne puissent ôtre remplacés paf de plus
- forts, et calculés pour fondre sous l’action d’un courant d’intensité double de la normale.
- Les installations normales seront ôtre mises en service par des experts, et toute installation sera inspectée annuellement.
- Le nouveau théâtre de Verdun, où l’usine à gaz va faire l’installation électrique, présentera cette particularité que la scène, les couloirs, loges, lustres, etc., seront alimentés par deux canalisations distinctes, l’une par courant direct et l’autre par accumulateurs (pour les lustres), ce qui fait que, dans aucun cas, il ne pourrait y avoir extinction complète.
- Les tissages et filatures de MM. Desgenétais frères Westhalen-Lemaître frères, à Lisbonne, sont installés à l’électricité, les deux premiers depuis trois ans, et le dernier depuis un an environ. C’est M. Sée, ingénieur â Lille, qui a fait ces trois installations; d’autre part, la maison Sautter-IIarlé a fait, en 1890, l’installation de l’usine de MM. Fouquet-Lemaître, enlevant ainsi a l’usine à gaz ses plus gros clients.
- L’éclairage électrique est adopté par nombre de villes du Midi. Des demandes de concession ont été faites dans les localités suivantes : Saint-Marlin-sur-Vésubie, Menton, Saint-Raphael-sur-Fréjus.
- L’éclairage électrique de Cannes se développe rapidement. Il y a actuellement 7000 lampes installées. On prévoit que d’ici deux ans le nombre en sera de 18 à 20000.
- Une des plus, anciennes installations d’éclairage électrique est celle qui fut mise en service en 1882 par la Soeiété électrique Edison de Paris, au théâtre deBrunn. Après une marche continue de onze ans, pendant laquelle la machine semble avoir parfaitement fonctionné et n’avoir subi que peu de dépréciation, cette installation va prochainement ôtre prise en mains par la municipalité.
- Ce théâtre réclame l’honneur de n’avoir jamais allumé un bec de gaz dans ses murs, et c’est probablement l’un des premiers, sinon le premier théâtre qui ait été éclairé à l’électricité; quelques détails relatifs â son agencement, communiqués par M. F. Jehl à YElectrician, présenferont donc quelque in.érôt.
- Les dynamos sont de l’ancien type Edison « K », ayant trois électros parallèles, chaque machine développant 20 kilowatts. 11 y a quatre de ces machines, et une d’elles seulement a eu son commutateur renouvelé depuis l’époque de leur mise en service. Les autres commutateurs n’ont donné lieu qu’une seconde fois â un accident, et encore était-ce un défaut d’isolement produit par l’explosion d’un tuyau d’eau. Il est bon d’ajouter que la
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- compagnie Edison était passible d’une amende de 3oo florins pour chaque accident de ce genre.
- La machina à vapeur développe 110 chevaux.
- Le théâtre contient 1446 lampes â incandescence de 16 bougies, 5 lampes à arc â régulateurs, et 1 lampe à arc réglée à main. En outre, il existe uu certain nombre de lampes de divers modèles pour les effets de scène et un moteur électrique de 4 chevaux.
- La consommation journalière moyenne est d’environ 46,5 Kilowatts et l’énergie annuellement consommée est de 100800 chevaux-heures.
- En 1892 le coût total de production a été de 24100 francs? soit 25 centimes par cheval-heure.
- On annonce que la ville de Meaux va bientôt être éclairée à l’électricité. Des pourparlers seraient engagés depuis quelque temps dans ce but entre la municipalité et un ingénieur qui se propose d’utiliser les chutes de la Marne comme force motrice.
- Télégraphie et Téléphonie.
- L’enquête faite par l’Electric Power Committee sur les relations entre les tramways électriques et les troubles signalés sur certaines lignes téléphoniques se termine en faveur de ïa traction électrique. Les tramways peuvent avoir des conducteurs de retour mis à la terre, mais ils devront les installer avec assez de soin pour éviter la corrosion des tuyaux de gaz ou d’eau. Le Board of Trade pourra réglementer le mode d’installation. Dans deux ans les compagnies télégraphiques ou téléphoniques ne pourront déposer des plaintes contre les tramways électriques que si elles ont elles-mêmes pris la précaution d'isoler leurs circuits de retour. D’un autre côté, on leur accordera toutes les facilités possibles pour qu’elles puissent poser leurs lignes souterrainement.
- Depuis quelques années on cherche à réduire les frais d’exploitation des bureaux télégraphiques en substituant aux piles des dynamos, des accumulateurs. C’est surtout dans les grands centres qui utilisent d’immenses batteries de piles, qui, d’autre part, dans leur installation locale font usage de machines dynamo-électriques, soit pour remonter les poids de l’appareil Hughes, soit pour assurer l’éclairage des bureaux, que cette substitution peut présenter des avantages.
- Dans la Revue universelle, M. Montillot rappelle qu’en 1887 un premier dispositif» imaginé par M. Picard, fut mis à l’essai à la station centrale de Paris. Pendant quinze mois ce dispositif a fourni le courant à 43 lignes desservies par des appareils télégraphiques de différents systèmes. Pendant cette période, 35 Morse, 7 Hughes et 1 Baudot sextuple entre Paris et Marseille ont fonctionné régulièrement; On reproehu cependant au système de
- M. Picard d’absorber en pure perte une somme d’énergie bien supérieure à colle utilisée sur les lignes. En rendant disponible cette énergie perdue, il était possible de réduire encore les dépenses d’exploitation qui, déjà, sont des trois quarts moindres de celles qu’entraîne l’emploi des piles.
- Des essais entrepris en 188G avec des batteries d’accumulateurs ne donnèrent pas les résultats qu’on en attendait en raison même des imperfections de ces appareils. Les procédés de construction des accumulateurs ont subi, depuis 1886, bien des transformations qui permettent d’employer actuellement ces appareils plus utilement que par le passé; aussi n’est-il pas étonnant de voir reprendre aujourd’hui des essais abandonnés antérieurement pour n’avoir pas été assez concluants.
- Presque toutes les administrations télégraphiques de l’Europe qui, dans leurs postes centraux possèdent des machines dynamo pour l’éclairage ou pour tout autre usage tendent à utiliser également ces machines pour charger des accumulateurs remplaçant les piles.
- Une seule méthode a été jusqu’ici employée; elle consiste à relier les accumulateurs en série, à mettre à la terre un des pôles de la batterie et à établir des prises de courant sur des éléments de rang convenable pour fournir la force électromotrice voulue. A cette méthode M. Picard voit plusieurs inconvénients.
- En premier lieu, dans une même batterie, le travail des éléments n’est pas uniforme, parce que ceux du commencement débiteront beaucoup plus que les autres.
- D’autre part, pendant la charge, les éléments de la fin de la batterie sont déjà sursaturés, alors que ceux du commencement ne sont pas encore complètement rechargés.
- Enfin, les nombreuses prises de courant réparties le long de la batterie en rendent l’entretien difficile et occasionnent des retards dans la substitution d’une batterie à une autre.
- Le système proposé par M. Picard diffère peu, en apparence, de la méthode que nous venons d’indiquer ; il n’en a pas cependant les inconvénients. De plus, on peut l’appliquer indifféremment, soit en utilisant directement le courant d’une dynamo, soit en employant la décharge d’une batterie d’accumulateurs.
- Quel que soit le générateur employé, le système consiste à intercaler entre la source d’électricité et les appareils télégraphiques ce que M. Picard appelle une batterie de distribution. Cette batterie est composée de voltamètres ou d’accumulateurs quelconques. Mais ces organes ne devant jamais fonctionner comme générateurs on peut les constituer avec des plaques pleines dont la durée est presque indéfinie et qui ne nécessitent aucun entretien.
- La batterie de distribution est montée en opposition avec la source; son extrémité libre est isolée. Ainsi, le premier élément est en relation avec la dynamo; le dernier élément reste isolé; les prises de courant sont con-
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- venablement réparties et aboutissent aux appareils télégraphiques en traversant des résistances.
- La dynamo peut être remplacée par une batterie d’accumulateurs chargée. 11 n’existe alors qu’une prise de courant sur la batterie active, et la substitution d’une batterie à une autre s’opère avec la plus grande facilité. En outre, tous les éléments travaillent d’une manière uniforme et sont, par suite, dans les meilleures conditions de conservation.
- Quant a la batterie de distribution elle n’est traversée que par le courant utile. La force électromotrice disponible est maxima au point de jonction de la batterie active avec la batterie de distribution; cette force électromotrice va en décroissant jusqu’à l’extrémité isolée; on peut donc choisir les points convenables pour installer les prises de courant. Sur chaque dérivation la résistance à intercaler est de 4 ohms par volt.
- Le système de M. Picard permet : d’utiliser la dynamo seule, d’employer la batterie active d’accumulateurs seule, de recharger cette batterie en plein service, de substituer automatiquement les accumulateurs à la dynamo, lorsque celle-ci vient à se déranger. Enfin l’économie réalisée sur l’emploi des piles est de 92 0/0 en faisant usage d’une dynamo, de 94 0/0 en se servant d’accumulateurs.
- Le jeudi i3 juillet M. de Selves, directeur général des postes et télégraphes, a inauguré comme nous l’avons déjà rapporté la statue de Claude Chappe, construite, par souscription publique, au point d’intersection du boulevard Saint-Germain et de la rue du Bac. Il n’est pas sans intérêt de rappeler que cette invention, qui a excité avec raison tant d’enthousiasme n'a pas duré plus d’un demi-siècle. On doit faire remarquer que les habitudes administratives prises pendant le règne de la télégraphie aérienne ont failli arrêter pendant bien longtemps en France l’essor de la télégraphie électrique.
- Chacun sait en effet que pour ne point obliger les télégraphistes à apprendre un nouvel alphabet, le directeur des postes et télégraphes avait fait inventer par Bréguet un système à deux fils permettant de faire magnétiquement tous les signes du télégraphe à bras. Ce que l’on ignore généralement, c’est que le gouvernement n’avait jamais mis en vigueur le système des dépêches payantes quoique le ministre pût autoriser dans certains cas la transmission des dépêches privées.
- C’est ce système que l’on voulut enfin faire prévaloir en France et en faveur duquel Arago fut des premiers à se prononcer. Quoique appartenant à imparti opposé, Le Verrier soutint sous ce point de vue l’opinion d’Àrago; et la télégraphievfrançaise put librement se développer quoiqu’elle ait cté longtemps entravée par de gênantes et inutiles formalités.
- Les tours Saint-Sulpice étaient une des stations télégraphiques les plus en vue ainsi que celle des buttes
- Montmartre. Beaucoup de personnes s’arrêtaient à contempler le télégraphe lorsque ses grands bras s’agitaient. Généralement, le public s’inquiétait de ces marques d’activité, qu’il attribuait à des causes funestes, telles que des catastrophes imprévues. Cet instinct naïf s’est retrouvé longtemps à l’origine de la télégraphie. Beaucoup de destinataires redoutaient d’ouvrir les télégrammes, car ils supposaient qu’il ne pouvait s’agir que de quelque événement lugubre, pour que l’on fût si empressé à le communiquer. Aujourd’hui cette impression n’a pas si complètement disparu, qu’au fond des campagnes on ne la retrouvât facilement.
- La ligne télégraphique du Kashmir, de Srinagar à Gilgit se trouve à l’altitude de 366o mètres, au sommet du passage de Tragbal. D’après le Journal télégraphique, c’est probablement la ligne télégraphique la plus élevée du monde.
- La ligne téléphonique de New-York à Chicago ne gardera pas sans doute longtemps le record de la longueur. En effet, on nous annonce la très prochaine terminaison de la ligne suédoise Malmœ-Xaparanda, dont le développement sera de près de 1600 kilomètres. Malmœ est un grand port situé sur les bords du Sund au sud de la Suède. Haparanda est une bourgade de pêcheurs construite au fond du golfe de Bothnie.
- La ligne passe par un grand nombre de villes du pays qu’elle traverse du nord au sud. Ce sera en quelque sorte le grand central téléphonique de cette vaste contrée.
- Nécrologie.
- On annonce la mort de M. Samuel E. Phillips, de la maison Johnson et Phillips.
- Dès sa jeunesse, M. Phillips avait été occupé en télégraphie, son père ayant collaboré à la pose du premier câble à travers l’Atlantique. C’est dans cette branche de l’électricité qu’il commença sa carrière.
- Comme inventeur ou lui doit l’isolateur télégraphique à liquide qui, accueilli avec faveur en télégraphie, rend également des services dans la construction des lignes à haute tension pour transmission de force et éclairage électrique.
- En 1875, M. Phillips s’associa avec M. Johnson, et construisit une petite usine à Charlton; on sait quelle extension a pris aujourd’hui cette maison.
- Imprimeur-Gérant ; V. Nory.
- Imprimerie de la Lumière Électrique. — Paris. 3t, boulevard des Italiens.
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- La Lumière Electrique
- Journal universel d’Electricité
- 31, Boulevard des Italiens. Paris
- Directeur : Dr CORNÉLIUS HERZ
- XV- ANNÉE (TOME XLIX) SAMEDI 12 AOUT 1893 N" 32
- SOMMAIRE. — L’analyse des courbes périodiques; Paul Boucherot.— Chemins de fer et tramways électriques; Gustave Richard. — Recherches récentes sur la théorie électromagnétique de la lumière; C. Raveau. — Distribution de l’énergie électrique par courants polyphasés et courants continus, à Bockenheim; Ch. Jacquin. — Chronique et revue de la presse industrielle : Accumulateurs Lehmann. — Coupe-circuit automatique Rotten.
- — Galvanomètre Weston. — Coupe-circuit automatique Cuno. — Conducteur tubulaire Payne. — Auge électrolytique Craney. — Accouplement électrique Sargent. — Alternomoteur Stanley et Kelly. — Chauffoir Schindler.
- — Pile dépolarisée Federman. — Revue des travaux récents en électricité : Action de l’arc électrique sur les carbures d’hydrogène, obtention du diamant, par M. G. Rousseau. — Influence des déformations mécaniques sur la résistance électrique des métaux, par J.-H. Gray et J.-B. Henderson. — Influence d’une atmosphère gazeuse sur la résistance des contacts, par G. Vicentini.— Variétés: Sur les phénomènes de vibration à haute fréquence; N. Tesla. — Faits divers.
- L’ANALYSE DES COURBES PÉRIODIQUES
- Ayant appris que MM. Sharp et Henrici devaient présenter prochainement à la Société de Physique de Londres un appareil pouvant servir à analyser les courbes périodiques, nous avons cru utile, pour éviter toute confusion dans le cas où les solutions employées seraient les mêmes, de donner connaissance du procédé dont nous nous sommes servi et des appareils que nous avons imaginés, et dont l’un est en construction pour des besoins personnels, avant que le dispositif employé par ces messieurs soit connu et bien que notre intention ait été d’abord de réserver cette publication pour une époque ultérieure.
- De cette' façon, si les procédés employés par MM. Sharp et llenrici et par nous sont les mêmes, l’on aura à.enregistrer une fois de plus le fait d’une solution à un problème donnée en même temps en deux endroits différents.
- L’utilité d’une méthode d’analyse simple des courbes périodiques est incontestable en électricité surtout pour l’étude des machines à courants alternatifs.
- Depuis l’époque déjà lointaine où M. Joubert a fait connaître son élégante méthode de détermination par points des courbes des machines
- à courants alternatifs, bon nombre de méthodes identiques par le fond ont surgi, n’en différant que par quelques perfectionnements de détail, et un très grand nombre de courbes ont été publiées, souvent très intéressantes et montrant que l’on s’écarte assez souvent de la forme sinusoïdale. Mais ces courbes n’étaient malheureusement pas accompagnées dans chaque cas d’une analyse spéciale permettant de tirer des conclusions d’un avantage pratique et par ce fait n’ont pas toujours établi des faits précis.
- Ce manque de conclusions utiles est certainement dû à ce que les différents auteurs ne possédant pas de procédé d’analyse simple des courbes périodiques n’ont pu faire la décomposition nécessaire.
- Fourier a montré que toute fonction périodique peut se mettre sous la forme :
- A0 R A, sin {x -[- cpi) + As sin (2V+Ç5) + A3 sin —f-qp3) —J— ....
- Le problème qui se pose est donc le suivant : Etant donnée une courbe périodique, trouver les
- différents coefficients A0, Ax, A2, A3,... et les
- différents arcs <fia2<p3. de la série de Fourier
- au moyen de laquelle on peut représenter cette courbe.
- Dans le cas qui nousoccupe, c'est-à-dire l’étude des courants alternatifs, le premier terme A0est toujours nul ; nous supprimerons donc momen •
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- an à ment ce terme pour n’étudier que les fonctions dont les ordonnéesUnoyerines sont nulles et nous examinerons ultérieurement ce qu’entraîne l’addition de ce terme A0.
- La méthode que nous employons, et qui n’est en somme qu’une conséquence de la forme classique sous laquelle Fourier a donné son développement, repose sur cette propriété que si l’on multiplie la série par sin nx ou par cos nx, seul le terme en nx donnera un résultat lorsque l’on fera l’intégration pendant une période, de l’une des nouvelles courbes obtenues par cette multiplication.
- Cette intégration permettra donc de déterminer les valeurs de A;J et cp,t et par conséquent le terme A„ sin (nx -f- cp„).
- En effet, en multipliant la série par sin nx par :exemple, un ternie quelconque de cette série dévient :
- on a :
- et
- J x' A„ sin. (ma + ?„) sin nx dx = -/ cos
- /* v A
- / ' 1 A„sin(«A F o„) cos nx dx — —ï sin J O ‘ 2
- Si j’appelle alors/(x) la série dont il faut déterminer les paramètres :
- f X'f (-v) Sin x dx A, COS ç, = <r(
- / A|y (a) cos x dx — - A, sin-?, ^ o-,,
- O 2
- j'X' f {x) sin 2 x dx — ~ A, cos = <yt
- / ”V 1 / (.v) cos 2.V dx — - A, sin ~2 = a’,.. .
- J a 2
- etc.
- Am sin (m x F <pj sin n x.
- Or, ce produit de sinus de périodes différentes est équivalent à la somme de deux cosinus, l’un de période (m -f- n) a, l’autre de période (m — n) x, car d’après les formules de la somme et de la différence d’arcs
- siri(»;t.vFpJsinrt.v= -i cos |(i;iF»i.ïFf,j Fcos ((/»—»).vF?m) •
- Bi donc w et n sont différents, comme ils sont entiers, l’intégrale pendant une période est nulle, car la période de (m — n) x est toujours plus petite ou au plus égale à la période principale.
- Il en sera de même dans la multiplication par cos «a, et seul le terme en nx donnera un résultat dans les deux opérations.
- Quelles sont alors les valeurs des intégrales obtenues avec les termes en nx?
- On sait que, si A[ est la période, l’intégrale pendant cette période de sin2 a et de cos2 A est :
- ; i
- A,
- :2
- et c^u’ïl en . est de même pour l’intégrale de o à Aj de sin2 nx ou de cos2 nx.
- On sait aussi que l’intégrale de o à xt de sin nxi cos n x est nulle.
- Donc, puisque
- La marche à suivre est donc simple : on tracera pour une période principale des courbes que l’on obtiendra en multipliant la courbe donnée par les sinus et cosinus des différentes périodicités, puis on mesurera les surfaces comprises entre ces courbes et l’axe des a en comptant comme positives les parties situées au-dessus de l’axe des a et négatives les parties au dessous. Un calcul très simple permettra alors de déterminer les coefficients, on a en effet :
- f ---------- <7|'
- A, = 2 + a « tang <ç, ^ —
- O"*
- A, — 2 v/<r2a F FF tang- *, = —
- etc.
- Dans quelques cas simples, les surfaces <r1} u„ <7.,, c'2... peuvent être déterminées par le calcul, mais il faudra le plus souvent avoir recours au planimètre ou à tout autre procédé permettant d’obtenir la surface d’une courbe.
- LJn cas très simple qui peut être traité par le calcul sans le secours d’un planimètre est celui d’un courant alternatif de forme rectangulaire ; l’application de cette méthode montre immédiatement, presque sans calculs, que l’équation d’une pareille courbe est :
- 8 - f siii u>/'F r. sin 3 &>/ F ' siri 5 i,>t F -.^
- (o \ 3 5 7 /
- A„ sin (ma F •?„) = A„ sin nx cos F A„ cos/iAsin
- A étant l’ordonnéei
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- *2 53
- Mais nous n’insisterons pas sur le côté théorique et passerons immédiatement à la réalisation d’un appareil qui permet en suivant simplement la courbe donnée avec une pointe de déterminer les surfaces <t1}
- On conçoit de suite comment on pourrait réaliser un appareil de ce genre : il suffirait qu’il multiplie chaque valeur def(x) par la valeur de sin nx ou cos «x correspondante et l’addition d’un planimètre donnerait, quand on suivrait la courbe pendant une période, les valeurs de <7^ et <j'„.
- Mais ce système serait assez difficile à réaliser, et nous avons cru préférable d’avoir recours à
- Fig. i
- l’artifice suivant. Le planimètre devant effectuer à chaque instant la surface élémentaire :
- f (.v) sin nx dx,
- il est indifférent que cette surface soit obtenue en prenant/(x) sin nx pour hauteur et dx pour base ou f(x) pour hauteur et dx sin nx pour base; c’est ce second moyen qui nous a paru de beaucoup le plus simple et que nous employons ainsi que suit.
- Pour une valeur quelconque de/(A"), traçons (fig. i) à partir .du pointy=f(x) une droite de longueur a faisant avec l’axe des x un angle *x, puis de l’extrémité de cette droite, une autre droite de longueur égale, mais faisant avec l’axe des x un angle —zx. L’extrémité de cette deuxième droite a évidemment pour ordonnée f (x), et son abscisse u est
- u = .v -f 2 a cos a .v,
- du = dX —'la-j. sin r..V dx.
- Si par conséquent l’on fixe la pointe d’un planimètre à l’extrémité de la seconde droite a, il effectuera la mesure de la surface élémentaire
- f{x) (i — a a a sin a x) dx,
- qui ne diffère de celle qiie nous désirons que par
- f(x) dx, i
- quantité dont l’intégrale pendant une période
- est nulle, nécessairement.
- 1 )
- Un planimètre dont la pointe serait fixée à l’extrémité de a donnerait donc ^ en faisant x= i, en suivant la courbe pendant une période et revenant au point de départ par l’axe des ;v. Cependant, il y a lieu de faire une'remarque et d’en tenir compte. Le planimètre ne fait pas de distinction entre les surfaces négatives et les surfaces positives; au lieu de retrancher les unes des autres, il les ajoute; ce qui fausserait singulièrement les résultats.
- Pour éviter cela, on évite les surfaces négatives, et dans ce but on ajoute à f (x) une constante A connueet assez grande pour que /(.v) -f- A ne soif jamais négatif (’). L’intégrale pendant une période donne alors :
- / A| (/(.v) + A) (i — 2a«sin nx) dx — A.v, — A„a/z cos J o
- Si au lieu de faire l’angle a.x égal à nx, on le fait égal à jjj, l’intégrale obtenue est :
- V| (/ (-v) + A) (i - 2.an cos nx) dx = Ax, - A„ci»sin
- d’où l’on peut tirer A„ et o.,, A étant connu.
- L’appareil est donc relativement simple comme construction (fig. 2). Sur une règle métallique parallèle à l’axe des y glisse un chariot A solidaire d’une règle métallique à section en T sur laquelle peuvent glisser les deux chariots B et C. Cette règle est sur l’une de ses faces taillée en crémaillère et un pignon D tournant dans le chariot B engrène avec cette crémaillère et communique son mouvement de rotation, quand on se déplace le long de la crémaillère, à une manivelle DE par l’intermédiaire d’engrenages dont on peut faire varier les rapports pour obtenir les diverses périodicités. La manivelle D E est articulée en E avec une bielle E P” dont l’autre extrémité E pivote sur le chariot G.
- f) Ce qui revient à descendre l’axe des x de la quai A tité.A. . ’> , i
- d’où
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- On fixe la pointe du planimètre sur le chariot C, en un point quelconque, et il suffit de suivre la courbe avec une pointe fixée en un point quelconque du chariot B. Le planimètre (fig. 2) est figuré en P avec sa pointe fixe o et sa roulette R.
- Une autre disposition présente sur la précédente l’avantage d'une plus grande simplicité. Dans celle-ci le chariot G est supprimé. Le pignon D tournant dans le chariot B engrène d’une part avec la crémaillère parallèle à l’axe des x, d’autre part avec une roue à. dents presque elliptique dont l’axe peut glisser entre des brides, parallèlement à l’axe des x, et est constamment
- tendu vers le pignon D par des ressorts. On conçoit que si la courbe de la roue est convenablement calculée, son axe peut subir absolument les mêmes déplacements relatifs que le chariot C de la figure 2 et que sa distance à l’axe de D peut varier suivant une loi sinusoïdale, quand on déplace l’ensemble le long de la crémaillère.
- Ce mouvement alternatif peut encore être obtenu par tout autre procédé parmi ceux connus qui transforment un mouvement circulaire en mouvement alternatif : excentriques de machines à vapeur ou de machines à coudre (fig. 3), etc.
- Le planimètre peut aussi être remplacé par un intégraphe Abdank-Abakanowicz.
- Quel que soit le procédé employé, la marche à suivre est la même pour traiter une courbe périodique. Cette courbe doit d’abord être reportée sur une feuille de papier en changeant l’échelle des abscisses, de manière que la période soit bien celle de l’appareil. On tire alors en dessous de l’axe des x à une distance A une droite parallèle à cet axe, de manière que toute la courbe soit au-dessus de cette droite. On place sur le chariot la paire d’engrenages qui donne la période xt et la pointe du planimètre sur la pièce à mçuvement alternatif. Après avoir constaté le parallélisme de la règle verticale avec l’axe des y, on place la pointe du chariot à la
- nouvelle origine (intersection de l’axe des jet de la droite parallèle à l’axe des x) et la manivelle bien parallèle à l’axe des x; on lit la division du planimètre; on remonte le long de Taxe des j jusqu’à la rencontre de la courbe, on suit la courbe et à l’extrémité on redescend parallèlement à l'axe des y jusqu’à la droite horizontale que l’on suit alors en revenant jusqu’à l’origine. La différence des lectures donne alors
- Ax, —A, a cos 9,,
- on effectue la même opération, mais en plaçant la manivelle au point de départ perpendiculairement à la première position; on a ainsi
- Aa-, — A, a sm cpp
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- En changeant ensuite la paire d’engrenages,
- de manière à avoir les périodes ........
- on pourra avoir les valeurs suivantes :
- A x, — As 2 a cos <ps,
- A xt — A, a a sin
- elc.
- Il est évident que si l’appareil est bien construit, la manivelle doit toujours revenir à la même position lorsque l’on revient à l’origine. Lorsque l’on revient à cette origine en suivant la droite horizontale, on peut éviter de laisser la pointe du planimètre en solidarité avec la pièce à mouvement alternatif et se contenter de faire suivre à cette pointe la droite horizontale. Les différentes opérations à exécuter pour analyser une courbe périodique à ordonnée moyenne nulle sont donc d’une simplicité évidente.
- Lorsque l’ordonnée moyenne de la courbe n’est pas nulle, une première opération plani-
- B
- Fig. 3
- métrique effectuée sur cette courbe donne la valeur de cette ordonnée A0.
- Si nous descendons alors l’axe de a* de là quantité A, les formules précédemment établies, ou, autrement dit, les résultats fournis par l’appareil seront :
- (A ± A„) xt — A, a cos <f„
- (A ± A0) x, — A, a sin ç,,
- etc.
- formules dont il est encore facile de tirer les valeurs de A„ et <j>„, puisque l’on y connaît A et A„.
- Les divers appareils que nous venons de décrire peuvent être sujets à de nombreuses applications en électricité, principalement pour l’étude des machines à courant alternatif, des transformateurs, etc., où l’on doit rechercher, pour un grand nombre de raisons, à se rapprocher de la sinusoïde parfaite.
- Lorsqu’on se trouvera en présence de courbes provenant de machines à courants alternatifs
- ces appareils permettront la séparation des si-nuoïdes de fréquences différentes, et cette sépa-tion aura pour résultat de montrer quelles sont les diverses influences qui agissent pour déformer la sinusoïde principale de la machine en observation.
- Nous avons, dans quelques pages sur la déformation des sinusoïdes et l’influence du fer, montré quelques-unes des causes principales qui ajoutent des termes en 2w/, 3 m/, etc. à celui en w/ de la sinusoïde principale. Il y en a d’autres, et ces appareils peuvent justement aider à les rechercher. Mais dès maintenant, ils peuvent servir à compléter les résultats expérimentaux fournis par la méthode de M. Jouberl, et à reconnaître certains défauts des machines (coefficient d’induction mutuelle non sinusoïdal, action mutuelle des deux circuits, self-induction non constante, saturation trop grande de l’induit, inertie trop faible, etc...etc......), des
- transformateurs, condensateurs, etc. Ils ont donc de ce chef une certaine utilité industrielle et droit à quelque considération.
- Paul Boucherot.
- CHEMINS DE FER ET TRAMWAYS
- ÉLECTRIQUES (’).
- La structure du galet de trolly de MM. Adams et Thorp est (fig. i à 3) à la fois simple et robuste. L’axe creux du galet est pourvu de joncs ou de mèches f. qui opèrent par capillarité le graissage dont le débit est réglé par l’ouverture capillaire k2 du bouchon par lequel on renouvelle la provision d’huile : cet axe se visse par sa tête en bronze brasée h dans le chapeau fileté e, où il s’assujettit à fond de course par le bouchon k.
- Le courant passe du galet au bras B par le contact des deux ressorts DD.
- Enfin, le contre-écrou d permet de rectifier facilement l’orientation du galet en cas de torsion on de courbure du bras B.
- Le contact du trolly de Hooper est (fig. 4) pris par les touches ii, appuyées sur l’axe H par des ressorts J : solution fort simple, mais à laquelle
- j (*) La Lumière Électrique du io juin 1893, p. 4581
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- LA . LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- 2 5C
- on peut peut-être reprocher le voisinage trop immédiat de la graisse ou de l'huile fournie par
- Fig-, i à 3. — Trolly Adams et Thorp](i893).
- Fig. 4. — Trolly Ilooper (1893).
- les trous L L du support creux K, que l’on remplit par l’ouverture à bouchon fileté M.-
- Le galet de MM. Tyner et Irvmg est (fig. 5 à 7) î pourvu d’un guide E, qui glisse derrière lui sur;
- le câble P’, et dont les deux bras 13 13 s’écartent automatiquement, malgré leurs ressorts de rappel 11, au passage des supports H.
- La chappe C du trolly est suspendue au mât
- Fig. 5 à 7. — Trolly Tyner et Irving (1891-1893).
- Fig. 8 et 9. — Disjoncteur Kimball (1891-1893).
- R par d-es vis 2 2, situées au-dessus du centre de gravité du système, qui se trouve ainsi maintenu avec une grande stabilité. Quand on veut dégager le trolly, on tire la corde 28, qui, faisant basculer, la chappe, redresse verticalement le guide E, de manière qu’il s’ouvre automatiquement
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- pour laisser passer le câble quand on abaisse le bras.
- On opère de même pour renclencher le guide quand on laisse remonter le bras B.
- Fig. io à 13. — Support Hamlin (1893).
- Fig. 14 et i5. — Disjoncteur Peterson (1893).
- Le dispositif de M. Kimball représenté par les figures 8 et 9 a pour objet d’empêcher que le galet du trolly, une fois séparé accidentellement du câble, nevienne s’y rabattre et s’y embrouiller. A cet effet, la corde d du bras c passe par l’œillet I d’un levier A, articulé en,/, et qui, appuyé au
- bas m de la rainure r, empêche de tomber le poids c, suspendu en g à droite de l’axe j. Dès que le galet du trolly échappe le câble, le ressort du bras le redresse, de manière qu’il tire la corde d, qui fait basculer le levier A autour de j dans la position pointillée. Ce levier lâche ainsi le poids e, qui tombe et abaisse définitivement le
- Fig 16 et 17 — Peterson. Détail du contact.
- bras dans la position pointillée, de manière à dégager complètement le galet du câble, et â empêcher tout enchevêtrement.
- Le support de Hamlin saisit (fig. ioà i3) le câble entre une plaque fixe 3 et deux plaques mobiles i5 15, coincées par les rivets i6; serrées par les vis 18, et fixées définitivement par le coin 22 au
- Fig. 18 et 19. — Passe-courbes Siemens et Halske (1891).
- rivet 23, qu’il faut faire sauter pour dégager le câble. Ainsi qu’on le voit en figure 10, ce support ne présente aucun obstacle au passage du trolly, et maintient le câble à une grande distance de l’isolateur 6,5.
- Le disjoncteur de Peterson représenté par les figures 14 à 17 a pour objet de couper le courant d’un bout de câble aussitôt qu’il se rompt, de manière à éviter les accidents de contact.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- A chaque croisement d’un support P, suspendu à un fd d’amarrage transversal C, le câble M est rompu, et ses deux sections sont réunies par les mâchoires G2 G', à pinces K, articulées sur les boulons isolés E, et reliées par l’embrè-vement G3 (fig. 16) à fourrure de platine G1, de manière à ne présenter aucune solution de continuité électrique. Quand le câble se rompt, à droite par exemple (fig. 15), la pince correspondante, entraînée par le moment du brin rompu autour de son axe E, tombe dans la position pointillée en rompant le circuit en G3, malgré le serrage de la tuile en caoutchouc P, suffisant pour maintenir en temps ordinaire l’accouplement G' G'.
- Dans le passage des courbes les galets G des trollysont (fig. i8et 19) tendance à s’appuyer sur les attaches qui relient les conducteurs A au poteau : pour éviter toute perte d’électricité de ce fait, la maison Siemens et Ilalske double, au passage des courbes, ses conducteurs A de cordes ss, attachées aux conducteurs de part et d’autre des poinçons isolants z, fixés aux poteaux par les tirants Q Q.
- L’armature de la dynamo est, dans le locomoteur Dahl (fig. 20) calée sur une douille e, qui entraîne avec elle un certain nombre de disques y y, rainurés sur elle, et ces disques sont pressés par des ressorts Q sur des disques intermédiaires xxx, rainurés en xtx2 sur le tambour W, qu’ils
- Fig. 20 et 21. — Accouplement Dahl (1893).
- entraînent par conséquent avec une force réglée par la tension des ressorts Q. Enfin, l’essieu moteur A est entraîné par le tambour W au moyen du ressort spiral M.
- La pression des ressorts Q peut être réglée, augmentée ou annulée au moyen du levier P, de sorte que la commande de l’essieu A est toute à la main du mécanicien, et que les démarrages peuvent s’effectuer avec une grande douceur; enfin, le ressort M atténue considérablement les chocs de transmission.
- Dans le locomoteur Schmid (fig. 22 à 26), de la corhpagnie Westinghouse, la dynamo, entièrement abritée, attaque l’essieu moteur par un simple train d’engrenages r R', aussi abrité par une enveloppe R. Le bâti A de chaque dynamo est suspendu au châssis a2 du locomoteur, et autour, de l’essieu moteur, par des ressorts A2, et les in-
- ducteurs lui sont articulés par deux charnières e d, qui leur permettent de s’ouvrir comme l’indique la figure 23, en dégageant complètement l’armature. Les enroulements de ces inducteurs, bobinés d'avance, sont enfilés sur leurs pôles, puis maintenus par des boulons K.
- La dynamo 8 (fig. 27 à 29) du locomoteur Henry transmet son mouvement tantôt aux deux essieux 2 et 3, tantôt à l’essieu 2 .seulement, par l’intermédiaire des engrenages 16, r8, 23 et du train différentiel i5, 17. Ce train se compose (fig. 28 et 29) d’un pignon n, calé sur l'arbre de la dynamo, et en prise avec trois pignons 12, fous sur leurs axes i3, solidaires de la roue i5. Ces trois pignons engrènent aussi avec la denture intérieure du pignon 17. 11 en résulte que, si l’on cale ce pignon 17, le pignon 16 tournera, en sens contraire de la dynamo; à une
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- JOJJRNAL UNIVERSEL D'ÉLECTRICITÉ
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- vitesse réduite dans le rapport des diamètres
- Fig. 22 à 24. — Locomoteur Schmid (1891-1893). Détail de la dynamo.
- des pignons 11 et 17, et que cette vitesse sera
- d’autant plus diminuée que le pignon 17 sera plus libre de tourner. Elle sera, par exemple, réduite de moitié quand on laissera ce pignon transmettre librement son mouvement au second essieu 3 par le train 18 et 23, à embrayage de friction 40, cas où les deux essieux tourneront avec des vitesses égales et moitié moindres que celle à laquelle l'essieu 2 tourne seul lorsqu’on cale le pignon 17 en serrant le frein 20, après avoir desserré l’embrayage 40. Ce système donne donc un moyen très simple de marcher, tantôt pour le démarrage, à petite vitesse,
- Fig. 27 A 29. — Locomobile Henry (1893) à. vitesses variables. Ensemble du truck et détail du train différentiel.
- en utilisant l’adhérence totale des deux essieux, et tantôt à grande vitesse, avec un seul essieu moteur.
- La canalisation souterraine deM. G. Westinghouse, représentée par les figures 3o et3i, est remarquable par sa simplicité. Le conducteur tubulaire F repose sur des tasseaux de verre /, dans une auge en fonte ou en acier coulé B, divisée en tronçons d’environ 4 mètres de long, et fixés aux traverses A avec une séparation d’une auge à l’autre suffisante pour en assurer l’isolement.
- Ces auges sont drainées en P, et peuvent être balayées par des chasses d’eau envoyées de
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- 260 LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- la conduite Q. Le conducteur F est (fig. 3i) dérivé sur les secondaires des transformateurs I I, dont les primaires sont enfilés en série sur la ligne. L’installation de ce système est relativement peu coûteuse, et les caniveaux peuvent se nettoyer très rapidement; la séparation seule des sections F, ou le jeu laissé entre elles, suffit pour leur assurer un isolement pratique.
- Le tramway à boîtes de contact de M. Westinghouse fonctionne (fig. 3è à 36) de la manière suivante :
- Le locomoteur porte deux galets Ct et C2, engagés respectivement dans les rainures £>, et b2 durait moteur sectionné Bj B2. A l'entrée dans une section, le galet d’avant passant dans la rainure bl de la première boîte E de la section, abaisse, par sa tête ku la tige L, dont le plateau N, appuyant sur le bras/îj du balancier hx h h,, abaisse le bras F sur les contacts/i/2, qui le maintiennent par leur frottement, pendant que le ressort S relève la tige L.
- Le courant passe alors dans la section, puis au
- Fig. 2? et 26 — Schmid. Ensemble du truck.
- locomoteur par Gu jusqu’à ce que, en même temps que Gt entre dans la section suivante en y effectuant la même opération sur la seconde boîte E., le galet d’arrière G2, s’engageant dans la rainure b2 de la première boîte, abaisse par k., la tige L de droite (fig. 3q) dont le plateau N, appuyant sur le bras /z2 du balancier h ht h.,, relève le levier F, et rompt le circuit de la première section. C’est un mécanisme de contact simple et robûste, mais on peut, craindre l’obstruction des rainures b{ b2 par les boues et les poussières.
- On a tout naturellement proposé souvent d’utiliser une partie du courant moteur des tramways
- à l’accomplissement de fonctions auxiliaires telles que l’éclairage, le chauffage, l’intercom-munication ou le block automatique des trains.
- Le commutateur de M. Mac Elroy, ingénieur de la Consolidated car Heating Company, permet (fig. 37 à 49) de régler à volonté le chauffage d’un car ou d’un train, au moyen d’une série de radiateurs électriques 11. 12... 22 (fig. 49).
- Ce commutateur se compose d’une série de disques isolants A B G D E F, séparés par des rondelles isolantes a a, et enfilés sur un axe portant à l’une de ses extrémités l’étoile H et le ro-chet W. Chacun des disques est pourvu de touches métalliques p (fig. 49) percées de trous per*
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- Fig. 3o et 3i. — Canalisation Westinghouse.
- Fig. 32 à 35. — Tramways à boîtes de contact Westinghouse. Ensemble et détails d'une boîte.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- mettant de les embrocher de différentes manières par les tiges R. C’est ainsi qu’en figure 40 le disque A est relié à D, et E à F, de sorte que le
- Fig-. 3G. — Tramways à boules de contact Westinghouse. Détails d’une boîte.
- courant, amené à la borne N, passe de K' à la bofne M, puis au balai F' (fig. 3j) qui l’amène au disque F, d’ou il va, par R, au disque E, puis au
- Fig. 37 et 38. — Commutateur de chauffage Mac Elroy (i8g3). Plan et vue par bout
- balai E' et au radiateur correspondant 1920 (fig. 49) d’où il retourne au rail ou à la terre par D'D À.
- Le levier k à contact K' (fig. 38) permet de couper ou de fermer le circuit.
- Quand le circuit est fermé, K' se trouve entre les bornes M et N, et le commutateur est immobilisé par l’enclenchement du rochet W au moyen de la dent l de Æ, de sorte qu’il faut, pour faire tourner le commutateur, rabattre d’abord
- Fig. 3g à 49.— Mac Elroy. Elévation, coupe longitudinale, détails des contacts, des disques; schéma des circuits.
- le levier k dans la position pointillée (fig. 38) et rompre ainsi le circuit. Ceci fait, on tourne sans danger le commutateur au moyen de l’étoile II, dont les numéros indiquent la distribution du courant aux radiateurs.
- Ceci posé, voici comment fonctionne l’appareil, étant donné que le balai A' est relié au radiateur 11, B’ à 21 et 22, G à 16 et 17, D' à 12, E' à 19 et 20)
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- Quand les balais Dr et F' sont, comme en figure 37, en contact avec les touches des disques D et F, série 1, (fig. 41) le courant traverse tous les radiateurs. Dans ce diagramme (fig. 41), on a représenté par ABGD les différents disques du commutateur, et désigné par les chiffres 0.1.2.3.. les diverses manières de les relier entre eux par les fiches R.
- La série 2, où l’on a relié B avec F, fait fonctionner les huit radiateurs 12, 15, 18, 21, 22, 20,
- iq, 17, 16, 14, 13, 11. Avec la série 3, le courant passe de F' aux radiateurs : (19, 17, 16, 14, 11) et (20, 22, 21, 18, 15, 12) en deux séries de six, groupées en parallèle. Avec la série 4, on groupe en parallèle les deux séries de quatre (16, 14, 13, 11) et (17, 19, 20, 22); enfin, la série 5 fait passer le courant de D' aux radiateurs (12, 15, 18, 21), puis, de C, à (16, 14,13, n) et (17, 19, 20, 22) suivant trois groupes parallèles de quatre radiateurs. Cette dernière combinaison, qui fait
- Fig. 5o. — Intercommunication Kintner (1893).
- passer le plus de courant possible, permet de chauffer rapidement le car.
- L’appareil d’intercommunication et d’appel de Kintner fonctionne (fig. 5o) de la manière suivante.
- Pour faire marcher la sonnerie B, le conducteur du car n’a qu’à appuyer, suivant le sens de la marche, sur la pédale P de l’un des deux leviers L, placés à chaque bout de la voiture. Ce levier s’enclenche alors, par le crochet /z, dans la position indiquée en pointillés à droite de la figure 5o, de manière que les dents de l’étoile E viennent fermer successivement en m le circuit nq de B.
- Pour fairemarcherlasonnerie B, les voyageurs n’ont qu’à fermer, par l’un quelconque des boutons pp, le circuit w^v^l de cette sonnerie.
- Gustave Richard.
- RECHERCHES RÉCENTES SUR I.A
- THÉORIE ÉLECTROMAGNÉTIQUE DE LA LUMIÈRE ('
- 3. — Comment le potentiel cinétique se déduit de l'énergie.
- Dans les recherches physiques, il est en général plus facile et plus certain de déterminer les circonstances qui influent sur la valeur de l’énergie d’un système de corps quelconques et d’en conclure la valeur de la fonction E que de découvrir toutes les lois des variations pour en déduire le potentiel cinétique. Nous sommes donc amenés à rechercher dans quelle mesure ce potentiel peut se déduire de la valeur de l’énergie.
- (*) La Lumière Électrique du 29 juillet 1893, p. 169.
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- 264
- LA L UMIÈRE ËLECTRIQUE
- La fonction E étant exprimée en fonction des pu et des qa, on a l’équation :
- E = H-S [c7a
- a in
- dq J’
- (4)
- d’où l’on tire
- 3E
- dqa
- ?ÜL_"I
- 2qa ?gj
- (7)
- Dans la variation de la fonction <I> donnée par l’équation (1 a), nécessaire pour former les équations du mouvement, on a dû supposer que les dérivées premières et secondes de H restaient finies le long du chemin parcouru par le système. Il résulte alors de l’équation (7) que,
- quand tous les qa sont nuis, tous les
- 3E
- le sont
- également.
- Nous indiquerons aussi rapidement quelques conditions qu’impose à la fonction E sa signification physique :
- i° Les coordonnées qui y figurent ne peuvent, dans le cas d’un système libre, se rapporter qu’à la position relative des masses du système, parce qu’en tout point de l’espace, cette position relative restant la même, le mouvement doit se produire de la même façon ;
- 20 La valeur de E doit avoir un minimum fini pour des distances finies des masses et des vitesses finies, sans quoi le système pourrait fournir un travail infini. De même, quand les qa croissent indéfiniment, la valeur de E doit devenir nécessairement positive.
- Helmholtz a montré quelles conséquences inacceptables découlent d’hypothèses opposées, dans le cas de la théorie électrodynamique de W. Weber.
- De l’équation (4), on déduit facilement que, quand H peut être mis sous la forme d’une somme de fonctions homogènes entières des qa, il en est de même pour E. Si on désigne par P„ une fonction homogène de degré n des qa et qu’on ait :
- 1-1 = 2. [P.], (7a)
- il en résulte
- E = 2.[(i-«)P.|,
- (7 b)
- ou
- E = P0 — P* — 2P3 etc.
- Les termes du premier degré disparaissent dans la valeur de E, P0 correspond à l’énergie
- potentielle indépendante de l’état de mouvement, qui a été désignée précédemment par F ; Po correspond à —L. Les termes de degré supérieur ne s’introduisent dans les problèmes de la mécanique des corps pondérables que lorsqu’ils ont été modifiés par l’élimination de certaines coordonnées pc.
- D'ailleurs le problème proposé peut encore être résolu quand E est une fonction absolument arbitraire des vitesses, qui ne satisfait qu’à la
- condition indiquée plus haut, que tous les
- 3 E
- ?qa
- tendent vers o, d’après l’équation (7) quand les qa s’annulent.
- Pour résoudre notre problème, introduisons dans les valeurs de E et de II les quantités q(l définies par l’équation
- <7„ = -vqa,
- (S)
- x étant un facteur variable, dont le changement modifie les valeurs absolues des qa, mais non leurs rapports.
- Les fonctions H et E, après ces substitutions, deviendront E' et H', et on aura
- 3 E' = e rq
- dX a Lq“ ?<7„J
- (8 a)
- 3 E
- Tous les ^— étants nuis, d’après l’équation
- c Ça
- (7), lorsque tous lesc/a le sont aussi, et l’équation (8) montrant que ceci se produit quand a = o, il en résulte que a E'
- =<J quand .ïro,
- 3 E'
- (S b)
- et, d’après nos hypothèses, doit être, pour a'
- très petit, proportionnel à a* ou à une puissance supérieure. D’autre part nous avons :
- et
- 3 H' _ v T ? Hl
- w-rLq“ WJ'
- 3 ii' vr ? in -v ?.r 3<d = -L
- t II'»
- d’où enfin
- ?E' _ £* II'
- 3.v — A 3.vs'
- (8 c)
- (8J)
- S’il existe encore pour l’équation différentielle (8c)
- 3 II'
- E' =’Il'
- SX
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
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- une seconde solution que nous désignons par H", nous aurons :
- O = H' — H'' - v. ~ [H' - II"],
- c -V
- c'est-à-dire -
- log (II' — H") = log X + loge
- OU
- H' — H’ x\ C,
- G pouvant être une fonction des qa. Cette fonction ne peut d’ailleurs qu’être homogène et du premier degré, quand on exprime H' — H" sous forme de fonction des qa, indépendante de „y.
- 11 nous suffira donc de trouver seulement une intégrale particulière de l’équation (8e).
- Nous l’obtiendrons, en écrivant d’abord l’équation (8c), pour „y =0
- E„ = - H„,
- et retranchant de (8e) :
- (E' - E0) = (H' - H0) - .v. JÉ [II' - Hg] . Divisant par xz, il vient
- i
- xr*
- (E' - Eg)
- d [-Il'-I-Ig-l
- dxL x J ’
- D’après les remarques faites au sujet de (8 b), le premier membre est fini, même pour a' = o et nous obtenons en intégrant entre les limites x = o et jvr == 1 :
- H'
- — H„:= — r 5'--^
- Jo X*
- dx + H,,
- (8/j
- 4- —: Ses propriétés générales des forces des systèmes en mouvement.
- On sait que les forces qu’exercent vers l’extérieur les systèmes en repos, qui obéissent à la loi de conservation de l’énergie, satisfont à certaines relations qui s’expriment par les équations
- 3_l\ d D éPt, “ d'f> J
- et que, quand ces équations sont satisfaites, on peut trouver la valeur de l’énergie potentielle.
- De même, pour les systèmes en mouvement qui satisfont à la formule du minimum de l’énergie cinétique, on peut établir des relations analogues, qui se déduisent immédiatement des expressions que Lagrange a données pour les forces. Celles-ci ne doiventplus comme dansles systèmes en repos, être considérées comme fonctions des coordonnées pa, mais aussi des vitesses qa et des accélérations
- L’équation (i£.)
- (•O
- donne immédiatement
- P. = —
- ?JI
- sp\
- la constante d’intégration II, pouvant être, comme on l’a remarqué, une fonction homogène linéaire quelconque des qa.
- E peut donc se déduire de H d’une façon univoque au moyen des équations (4), tandis que, quand on déduit H de E, la fonction H, à ajouter qui correspond aux mouvements cachés, demeure indéterminée. Quant à l’existence des termes du premier degré, on la déduira surtout dans chaque cas particulier des conditions dans lesquelles s'effectue le mouvement de sens contraire.
- Ainsi, quand on suit dans la question que l’on traite, quelles grandeurs physiques doivent être considérées comme des coordonnées dans l’expression de E et celles qui doivent jouer le rôle de vitesses, on peut en général résoudre le problème proposé. Mais il y a au contraire des cas où on ne peut effectuer la distinction avec certitude.
- A. — Forces cl accélérations.
- Sauf cette forme, on voit que les forces sont fonctions linéaires des accélérations-.
- Le coefficient des q’/, dans la valeur des forces Pa peut s’écrire
- 3 P,. _ y H ' _ 3 P„ '
- SWk -3qfdq> dq'f {9a)
- ce qui s’exprime : Quand une accélération q'/, augmente la force Pa d’une certaine quantité, V accélération égale q'/, augmente la force P/, d'une meme quantité. Il y a d’ailleurs production ou
- 2*2 J J
- non d’un effet, suivant que la quantité ——
- ?qa Sq/t
- est différente de zéro ou nulle. Elle est nulle, par exemple, pour les mouvements d’un système entièrement libre de masses pondérables, rapportés à des coordonnées rectangulaires. Chaque composante de la force en particulier ne produit
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- 206
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- d’accélération que dans la direction de la coordonnée à laquelle elle se rapporte.
- Dans le gyroscope de l’exemple I du § 2, nous avons
- ? A _ ? 13
- SÜ" 2 a" 2 A ? C
- o
- — P. cos
- fi
- 2 C 2fi"
- 2 B 2 y"
- a", (3", y" représentant les accélérations angulaires correspondant à a, [3, y.
- Dans l'exemple II des actions électrodynamiques, on a
- 2P„ _ 2 Et _
- 2Et _2E, dV.—dï't
- La première équation s’exprime : Les forces pondéromotrices exercées par les courants ne dépendant pas de /’accélération des courants, la force électromotrice induite ne peut pas dépendre de Vaccélération des conducteurs (des conducteurs (les deux forces dépendant des vitesses). La seconde équation exprime que si, les circuits b et c étant donnés de forme et de position, une augmentation de la force électromotrice E* qui agit sur le circuit b accroît l’intensité Ic par induction électromagnétique, la même augmentation de la force Ec accroît d’une même quantité l’intensité I*.
- Dans l’exemple III des actions thermodynamiques ces relations mutuelles disparaissent, la force vive L des masses pondérables ne dépendant pas de la température et les produits 0qa ne figurant pas dans la valeur (F — L) = H.
- il en résulte
- 2 P„ _ 2 Pt
- dqL dqf
- (9^)
- c’est-à-dire que si, les positions et le,s accélérations restant les mêmes, une augmentation de la vitesse q/, fait croître la force Pa, une âugmenta-tion correspondante de q/, diminuera là force P«. Dans les exemples fournis dans A on a déjà remarqué des cas où la condition (9c) est remplie. Ils montrent bien la signification étendue de cette formule, mais aussi qu’il faut vérifier d'àbord la condition avant d’appliquer, au lieu dé la formule (9b) absolument générale la forrriüle plus simple (9d).
- Exemple I. — Si une force qui augmehte l’angle (3, c’est-à-dire qui tend à éloigner l’axe du gyroscope de la verticale, entretient lin 'mouvement de précession a plus long, une fbrce qui tend à accélérer le mouvement rapprochera l’axe de la verticale.
- Exemple II. —Loi de l'induction èlecirodyna-mique de Lenz. — Le mouvement relatif des deux circuits, qui est produit par les forces électrodynamiques pondéromotrices font naître des forces électromotrices induites en qui agissent en sens inverse des courants.
- La relation correspondante* s’applique aux mouvements relatifs d’un aimant et d’un conducteur.'
- Exemple III. — Thermodynamique. — Lorsqu'une élévation de température augmente la pression d'un système de corps, une compression de ce système élève sa température. Dans ce cas on peut, en se rapportant aux notations et aux développements du § 2, écrire :
- B. — Relations entre les forces et les vitesses.
- De l’équation (7), on déduit encore
- 2 P„ _ 22 H 2‘-II d (- 2* I-I T
- dqb “ Spa3q, + 2pbdq„ + cil L2<7„2rtÿJ'
- Par suite
- 2P„ 2J\ __o d T _2“II_ -|
- dqb 2 qa ~dt l3qadqJ
- =2 Ar^YUoAriivi dt Ydq’A dt L2ç7'aJ'
- Dans le grand nombre de cas où 22 II
- 3P_„
- dq’>
- 5 P, dq’„
- 3 qa
- = constante.
- (9*3
- (9C)
- OU
- [P(!Ù. (i] = -
- _3_I\,
- 2 lOir
- 2 |”ci Q1 _ _2JL_
- 2 ‘7* L Ù7 J ‘ 2 log- |J.’ ’
- (9(3)
- D’ailleurs,
- d Q _ d s TQ-V" dï
- :u.2
- a Y2P,
- d S du. ' d 11.' d t ’
- par suite
- 2 rùQl _ _3£_
- 2<7„ Ydt \ dpa
- (9J)
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- JOURNAL UNIVERSEL D'ÉLECTRICITÉ
- 267
- D’après (ic), on avait
- L étant indépendant de g, il vient
- 3t*. dpad il. 3p.’
- ce qui, joint à (9/), établit la validité de l’équation (9c) et par suite aussi montre qu’on peut appliquer la formule simple (9d). On pourrait considérer une quelconque des fonctions [>.
- comme une vitesse ; il suffit de considérer ~ comme une accélération. L’inverse de la température appartient également à la série des facteurs intégrants, de sorte que
- 3 f-JQ-] ^ 3 P„
- 3<7„ Vdt J SlogO '
- ^ devant être nul dans cette application,
- ^r— r^Tl est la vitesse avec laquelle la chaleur dqa.LdlJ
- entre dans le système, quand le paramètre pa croît avec la vitesse qa, 0 restant constant, ce qui donne la loi énoncée plus haut.
- Les mêmes considérations peuvent s’appliquer aux parties réversibles des phénomènes thermoélectriques et électrochimiques.
- Phénomène Pellier. — Lorsqu’en chauffant un point d’un circuit fermé on produit un' courant électrique, le même courant produira en ce point une absorption de chaleur (abstraction faite du dégagement de chaleur dû à la résistance).
- Electrochimie. — Quand uneélévation de température élève la force électromotrice d’un élément constant, le courant produit une absorption de la chaleur.
- Les formules établies plus haut ne donnent pas seulement le signe de la variation, mais portent aussi sur les. grandeurs qui entrent en jeu.
- G. — Relations entre les forces cl les coordonnées.
- Enfin on tire de l’équation (9) :
- i3 P„ _ = _d_ [~ 3»H_____3*
- 2pb 2P„ dt[$qa2qb 3c/t3t/,
- 2 dt L3 qb 3 q„ J
- (0 />)
- Pour le cas du repos où le second membre est nul,on trouve la loi générale de toutes les forces conservatrices :
- 3 P„ 31\ —3P.‘
- (90
- La même condition est encore remplie lorsque le mouvement est tel que, pendant un certain temps, le second membre de l’équation (9h) soit nul.
- On peut aussi appliquer la formule (9;) pour former une fonction de forces dans le cas où intervient la température et pour les systèmes monocycliques, pourvu que, pendant le mouvement, une des fonctions n reste constante.
- Si l’on néglige la force vive des mouvements sensibles, on a simplement
- et notre équation (9i) est satisfaite. C’est presque toujours dans ce cas qu’on se trouve quand on s’occupe de la mécanique des corps terrestres, qui contiennent plus ou moins de chaleur.
- Bien que les corps soient le siège de mouvements internes très rapides, on peut, dans la théorie de leurs actions élastiques, par exemple, à l’aide de la formule démontrée ici former et utiliser des fonctions des forces moléculaires, comme si leur état d’équilibre était celui d’un équilibre stable en repos absolu.
- Nous ne suivrons pas Helmholtz dans les développements qu’il donne au sujet de la généralisation des équations de Ilamilton, de la réciprocité du mouvement direct et rétrograde et de l’introduction des quantités de mouvements comme variables et indépendantes. Les parties de son mémoire que nous avons exposées suffiront sans doute pour faire juger de tout l’intérêt que présentent les originales considérations de l’illustre savant, et pour inspirer au lecteur le désir de connaître les résultats qu’a fournis dans le domaine de l’électrodynamique l’introduction du principe de la moindre action.
- G. Ray eau.
- (A suivre).
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- ' distribution de l’énergie électrique
- PAR COURANTS POLYPHASÉS ET COURANTS CONTINUS .. ,, A DOCKlïiNlIF.IM (J)
- Tous les fils des dynamos passent dans le sous-sol pour se rendre au tableau de distribution. Derrière les panneaux formant le tableau proprement dit, un espace d’un mètre de profondeur a été ménagé pour permettre de poser et de vérifier les connexions des différents cir-
- cuits. Malgré la diversité des courants .et des circuits, l’arrangement du tableau est simple et clair. Le côté droit sert aux courants continus, le côté gauche aux courants triphasés, de sorte qu’il ne peut y avoir de confusion. Afin d’éviter les accidents sur les circuits de haute tension toutes les parties dangereuses du tableau sont peintes en rouge, avec avis de ne pas y toucher.
- Les dynamos à courant continu sont excitées en shunt et leur force électromotrice est maintenue constante en faisant varier, par le rhéostat A (voir figure 5) qui porte une manette pour
- O O O
- O O O
- Fig. 5. — Tableau de distribution de la station centrale de Boclienheim.
- chacune des dynamos, la résistance du circuit des inducteurs. Le courant de chaque dynamo peut être mesuré au moyen d’un ampèremètre B ou B! et la tension par le voltmètre G ou Gj. Avant d’arriver à l’ampèremètre il traverse un plomb fusible, puis passe par les deux commutateurs D et E, Di et E^ L’interrupteur D est un simple levier manœuvré à la main, tandis que le commutateur E joue le rôle de disjoncteur en coupant le circuit automatiquement lorsque le couraht. devient trop faible. Le disjoncteur E se .compose d’une tige de cuivre perpendiculaire au tableau, terminée par une pièce semi-sphé-
- 0 La Lumière Électrique, 5 août i8g3, p. 208.
- rique en fer très lourde. Lorsque le circuit est fermé la tige de cuivre est verticale et vient faire contact avec des lamelles.de cuivre fixes. En môme temps l’armature en fer se trouve appliquée contre un électro-aimant horizontal parcouru par le courant principal. Lorsque l’intensité de ce dernier baisse au-dessous d’une limite donnée, ce qui peut arriver si par erreur la dynamo est reliée en sens inverse avec une batterie d’accumulateurs, l’électro-aifnant n’exerce plus une attraction suffisante pour équilibrer le poids de la masse de fer. Celle-ci tombe alors brusquement, en amenant rapidement dans la position verticale la tige decuivre, qui coupe ainsi le circuit.
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- Au sortir des commutateurs E, les circuits de chaque dynamo sont réunis en quantité par un conducteur placé derrière le tableau. Les dynamos travaillent donc toujours en parallèle lorsqu’elles tournent toutes les deux, mais rien n’empêche d’en arrêter une lorsqu’on a besoin de peu de courant.
- Le courant unique des dynamos peut être utilisé de trois manières différentes ; soit en chargeant seulement une batterie d’accumulateurs, soit en agissant seul, soit en travaillant en parallèle avec les accumulateurs. Le réseau de distribution peut également être desservi de trois manières différentes : directement par les dynamos, par la décharge de la batterie seule, et enfin simultanément par la batterie et les dynamos. Ces différentes combinaisons sont réalisées au moyen des commutateurs à deux directions G et Gj. La manette de l’un est reliée au circuit des dynamos, la manette de l’autre est rattachée à l’une des barres collectrices générales Ket Kj. De ces deux barres omnibus K K, partent quatre feeders se rendant en divers points du réseau de distribution à basse tension par des fils aériens sortant de la station par la partie supérieure de la salle des machines, après avoir traversé des coupe-circuits fusibles. Un petit commutateur à quatre touches I permet de mesurer avec le voltmètre J la tension à l’extrémité des quatre feeders.
- Dans le sous-sol de l’usine se trouve une batterie d’accumulateurs Tudor composée de 64 éléments de 43o ampères-heures de capacité.
- La charge de cette batterie n’est pas effectuée par le courant des dynamos, qui n’a quel iovolts, mais par l’intermédiaire d’un petit dynamoteur qui élève la tension à 140 volts. Un commutateur de batterie II permet d’introduire au moment de la décharge un nombre d’accumulateurs variable suivant la consommation.
- Le courant triphasé à basse tension engendré par chacun des deux alternateurs se rend au tableau par trois gros câbles de 400 mm2 de section passant dans le sous-sol, et traverse d’abord un gros ^commutateur tripolaire L ou Lt. Il y a quatre commutateurs de ce modèle, portant tous des coupe-circuits sur chaque fil et constitués chacun par trois gros leviers coudés montés sur le même axe et réunis par une poignée que l’on manœuvre à la main. Des ressorts énergiques accélèrent le mouvement à la
- rupture afin de couper brusquement le circuit. Les deux commutateurs L et Lj servent simplement à ouvrir ou fermer le circuit de chaque dynamo.
- Lorsque les deux machines fonctionnent ensemble on les réunit en quantité ; mais avec des courants alternatifs ou polyphasés cette connexion ne peut être permanente et fixe; on ne doit l’établir que lorsque les deux dynamos sont en synchronisme. On reconnaît que les phases sont en concordance au. moyen des deux systèmes de trois lampes M et M,. On attend le moment où ces lampes ont un éclat égal pour coupler les machines en quantité ou moyen d’un commutateur tripolaire L2. Le courant sortant qui provient soit d’un, soit de deux alternateurs, se rend au quatrième commutateur L3, qui permet de le relier à trois barres de cuivre, placées derrière le tableau où aboutissent les fils primaires des trois transformateurs. Les circuits primaires des transformateurs sont donc couplés en quantité. Pour chaque appareil on retrouve le montage en étoile : une des extrémités de chaque bobine aboutit à un point central, tandis que chacun des trois bouts extérieurs est relié à une des barres de connexion. Le courant à basse tension fourni par chaque dynamo est mesuré par son ampèremètre N ou N,; un voltmètre o indique la tension du circuit unique relié aux transformateurs.
- Les circuits secondaires des transformateurs sont réunis en quantité d’une façon permanente comme les circuits primaires. Sur les trois barres d’accouplement sont prises deux dérivations qui forment deux feeders de trois fils chacun. On peut couper ces deux circuits au moyen des commutateurs tripolaires R et'R]. Les courants traversent ensuite un ampèremètre S ou S1 puis des coupe-circuits Q ou Qx composés de fil de plomb enfermés dans des tubes de porcelaine protégés eux-mêmes par une plaque de verre. Un voltmètre de haute tension P fait connaître la différence de potentiel à la station. La tension est maintenue à peu près constante à ce voltmètre en faisant varier à la main l’excitation des alternateurs primaires, au moyen des rhéostats A:. On ne fait d’ailleurs cette opération que rarement et pour des variations assez grandes dans la vitesse du moteur, par exemple au moment de la mise en route et de l’arrêt; le réglageT proprement dit est effectué directement sur le circuit de distribution du circuit tertiaire à
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- basse tension et à courant continu, par une .action simultanée de la station centrale et de la sous-station. A l’usine, on veille seulement à ce que la tension entre les barres omnibus du courant continu soit constante, car les feeders de la station ont tous à peu près la même longueur et par conséquent la même perte de charge. L’usine centrale peut communiquer avec la sous-station au moyen d’un téléphone T.
- Les transformateurs principaux destinésà élever la tension des courants polyphasés de 80 à 600 volts sont tout à fait semblables aux transformateurs employés à Lauffen et à Ileilbronn.
- l'igr- 6. — Transformateur principal de Bockenheim.
- Ils se composent (fig. 6) de trois noyaux de fer doux verticaux, réunis par deux plateaux^en fonte horizontaux et portant chacun deux enroulement : un enroulement primaire de basse tension en gros fil de 265 mm2 de section comprenant un petit nombre de spires, et un enroulement secondaire de haute tension avec beaucoup de tours de lil fin de 38,5 mm2 de section. Trois bornes fixées sur le plateau supérieur amènent le courant primaire et trois autres bornes servent de point de départ aux fils du circuit de haute tension. L’ensemble est enfermé dans un tambour en tôle perforée permettant le refroi-.dissementde l’appareil.
- Les trois transformateurs, qui mesurento,So m. de diamètre et 0,80 m. de haut, reposent sur des
- socles en bois de 1 mètre de haut et sont placés sous le tableau de distribution, qui forme au niveau du sol un petit cabinet fermé à clef. On peut d’ailleurs toucher impunément les transformateurs lorsqu’ils sont revêtus de l’enveloppe de tôle; on ressent seulement dans la main une légère pulsation, que la faible fréquence des courants rend très nette. Chaque transformateur est construit pour une puissance de 60 kilowatts ; à pleine charge il passe 750 ampères dans le circuit primaire et 55 ampères dans le circuit secondaire.
- De l’usine partent 2 feeders à haute tension et 4 feeders à basse tension. Ces canalisations, qui sont aériennes dans le voisinage de l’usine, sont protégées par des parafoudres fixés sur les murs extérieurs des bâtiments et reliés à une nappe d'eau souterraine*.
- Deux sous-stations placées dans l’intérieur de la ville de Bockenheim, doivent transformer le courant polyphasé en courant continu. Un seul de ces postes de transformation est établi actuellement, le second sera construit plus tard. La sous-station, située à 1100 mètres de l'usine primaire, occupe le rez-de-chaussée d'une maison particulière. Dans la salle, qui mesure 6 mètres de long sur 4 mètres de large, se trouvent sim-plementdeux transformateurs et un petit tableau de distribution leur faisant face.
- La transformation des courants polyphasés en courant continu peut être effectuée de diverses manières. Le procédé le plus simple consiste à accoupler sur un même axe une dynamo ordinaire à courant continu avec un moteur à courants polyphasés, par une méthode analogue à celle employée dans les dynamoteurs où la transformation d’un courant continu de haute tension en un autre courant continu de basse tension se trouve réalisée par la combinaison d’une dynamo à courant continu avec un moteur également à courant continu.
- Les moteurs à courants polyphasés peuvent être divisés en deux catégories, les moteurs synchrones et les moteurs asynchrones. Ces derniers, dont nous reparlerons plus loin, ayant un champ magnétique tournant qui ne saurait engendrer des courants continus, ne peuvent servir pour la transformation qui nous occupe qu’en fournissant le mouvement à une dynamo génératrice ordinaire. Le transformateur se composerait alors de deux machines distinctes réu-
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- nies par un accouplement mécanique, c’est pourquoi personne n'a songé à construire un appareil basé sur ce principe.
- On peut au contraire effectuer la transformation au moyen d’une machine unique en prenant un moteur synchrone à courants polyphasés, dont l’excitation et le champ inducteur sont les mêmes que ceux d’une dynamo à courant continu.
- Supposons par exemple un champ magnétique fixe formé d’une ou plusieurs paires d’élec-tro-aimants excités par un courant continu. A l’intérieur de ces pôles tourne un anneau Gramme ou un tambour dont l’enroulement est divisé en trois sections. Si l’on relie les points de jonction de ces sections aux trois fils d’une ligne à courants polyphasés, l’ensemble va d’abord fonctionner comme un moteur asynchrone à inducteur mobile et induit fixe, s’il n’y a aucun courant dans les bobines des électroaimants. L’anneau jouant alors le rôle d’inducteur va produire un champ magnétique tournant, qui réagira sur les pièces polaires des électro-aimants, qui n’ont pas d’aimantation propre et jouent simplement le rôle de pièces métalliques constituant un circuit induit fermé sur lui-même.
- Les courants de Foucault qui prennent alors naissance dans la masse de fer des électros forment avec les courants de l’anneau un couple produisant la rotation de cet anneau. Le couple n’est pas assez grand pour surmonter une charge un peu forte du moteur, mais si le moteur n’est pas trop chargé il suffira pour le mettre en marche. La théorie des moteurs à champ tournant indique que la vitesse augmentera jusqu’à une valeur voisine de la vitesse de rotation des pôles magnétiques, c’est-à-dire égale à la fréquence* s’il y a deux pôles tournants ou à une fraction de la fréquence correspondant au nombre de paires de pôles tournants créés dans l’anneau, si celui-ci est constitué par plus de trois bobines distinctes.
- A ce moment le moteur tourne synchroniquement avec les courants triphasés. Si l’on ferme alors le circuit des électro-aimants sur une source de courant continu les électros et l’anneau auront leurs rôles intervertis, mais la rotation n’en continuera pas moins. Les électro-aimants étant excités donneront naissance à un ou plusieurs champs magnétiques inducteurs fixes et
- puissants, qui produiront une attraction ou une répulsion sur les deux pôles ou sur les paires de pôles magnétiques tournants créés par les trois courants triphasés. Le synchronisme étant établi dans la rotation de l’anneau, l’aimant fictif de l’anneau aura effectué une demi-révolution lorsqu’il se trouvera en présence du second pôle des électro-aimants. Si la machine est multipolaire, le phénomène est le même ; ce sont toujours des pôles de même nom qui à un moment donné se trouvent en présence; on obtiendra par conséquent un couple constant tant que la vitesse de rotation de l’anneau sera en concordance avec le nombre des alternances des trois courants alternatifs élémentaires. Mais si .ce synchronisme vient à cesser par suite d’un ralentissement de vitesse provoqué par un excès de charge du moteur, la discordance qui se produira entre les pôles magnétiques des électros et de l’anneau fera baisser très rapidement la valeur du couple de rotation, et le moteur s’arrêtera.
- Tandis que le moteur asynchrone à courants polyphasés, ou moteur à champ tournant, peut tourner à des vitesses très variables, le moteur synchrone à courants polyphasés ne peut tourner que pour une valeur déterminée de la vitesse, sinon il s’arrête. Il présente donc le même inconvénient que le moteur à courants alternatifs ordinaires, avec lequel il a beaucoup d’analogie, de s’arrêter si on le charge trop, mais il a le grand avantage de démarrer très facilement à vide (pourvu que ses électros ne soient pas excités), ce qu’on n’obtient "avec les récepteurs à courants alternatifs ordinaires qu’en usant d’artifices plus ou moins compliqués.
- Dans l’appareil dont nous venons d’anaiyser le fonctionnement, au lieu d’avoir un seul enroulement pour courants polyphasés, si nous plaçons sur l’anneau mobile un second enroulement Gramme ou Siemens relié à un collecteur ordinaire, nous obtiendrons un transformateur de courants polyphasés en courant continu.
- En effet, lorsque les électro-aimants seront excités par un courant continu, et que le moteur tournera synchroniquement, le champ magnétique ainsi produit servira à deux fins, comme composante du couple de rotation et en même temps comme inducteur produisant un courant continu dans l’enroulement Gramme ou Siemens de l’anneau mobile. L’autre enroulement de l’anneau parcouru par. dés courants
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- polyphasés fournit la seconde composante du couple moteur.
- On peut brancher l’enroulement des électroaimants en dérivation aux bornes du collecteur à courant continu et la machine devient autoexcitatrice.
- Les transformateurs de courants polyphasés en courants continus sont d’invention récente ; ils ont vu le jour peu de temps après les générateurs et moteurs à courants polyphasés. Nous avons rencontré plusieurs de ces appareils à l’Exposition de Francfort. La maison Schuckert, par exemple, fournissait le courant à des cuves électrolytiques par un petit transformateur recevant des courants diphasés, c’est-à-dire, à deux phases. La Société électrique Allgemeinc exposait un dynamoteur fonctionnant avec des courants triphasés. La maison Lahmeyer avait installé entre Offenbach et l’Exposition un transport d’énergie, dont la station réceptrice contenait des dynamoteurs à courants polyphasés.
- Mais tous ces appareils n’étaient que des modèles de faible puissance et fonctionnant seulement à titre d’expérience, tandis qu'à Bocken-heim on se trouve en présence d’appareils industriels faisant un service journalier, et jouant un rôle important dans le mécanisme de la distribution. Leur puissance est de 3o kilowatts chacun. Ils reçoivent des courants polyphasés dont l’intensité, sous une tension de 600 volts, peut aller jusqu’à 3o,5 ampères, et restituent un courant continu de 270 ampères. Mais actuellement on ne leur demande qu’un courant continu de 200 ampères correspondant à des courants polyphasés de 23 ampères et à une puissance de 22 kilowatts.
- Le mode de construction des transformateurs de courants polyphasés en courant continu installés à Bockenheim par la maison Lahmeyer est le même que celui des transformateurs pour courants continus sortant de la même fabrique. La partie mobile ou induit se compose d’un tambour constitué par de minces tôles de fer isolées et crénelées. Dans le fond des dents du tamhpur est placé l’enroulement à haute tension, et par dessus se trouve l’enroulement à basse tension. Le fond des dents est garni de fibre vulcanisée destinée à isoler la masse métallique. Afin d’éviter tout contact entre le circuit de haute tension et celui de basse tension,
- même dans le cas d’un défaut d’isolement dans les fils d'un des enroulements, ces deux circuits sont séparés par une plaque de cuivre isolée des deux côtés, mais reliée elle-même au bâti de la machine, de sorte que si un fil vient à se dénuder d’un côté ou de l’autre, le circuit auquel il . appartient se trouvera mis instantanément en court circuit et fera simplement sauter le plomb fusible correspondant, sans pouvoir endommager l’autre circuit.
- L’enroulement du circuit de haute tension à courants polyphasés comporte autant de fois trois bobines distinctes qu’il y a d'électroaimants. Ainsi l’un des dynamoteurs de Bockenheim, celui que l’on désigne sous le nom d’ancien type à cause de la forme de ses électro-aimants, a six pôles inducteurs ; le circuit à courants polyphasés se compose alors de 9 bobines, constituées chacune par 80 fils de cuivre de 10 millimètres carrés de section. Ces
- 9 bobines sont partagées en trois parties distinctes, reliées en quantité, mais placées successivement sur le pourtour du tambour, de façon à engendrer 6 pôles magnétiques à l’intérieur du fer.
- Chaque partie d’enroulement se compose en effet de 3 bobines montées en étoile, c’est-à-dire dont une extrémité est commune et dont l’autre extrémité aboutit à l’un des 3 fils amenant les courants triphasés.
- L’enroulement d’un second dynamoteur, que l’on désigne sous le nom de nouveau type, se compose de 4 groupes de 3 bobines chacun, soit 12 bobines en tout; les 4 groupes sont montés successivement en parallèle à la surface du tambour, et se composent de 3 bobines en étoile constituées chacune par 60 fils de cuivre de
- 10 millimètres carrés de section; on obtient ainsi 8 pôles magnétiques dans le noyau de fer du tambour. Les deux transformateurs, qui ont la même puissance, ont également des enroulements semblables, mais groupés différemment. Les courants triphasés sont amenés au tambour au moyen de trois balais reliés à 3 fils venant du tableau. Ces balais frottent sur 3 bagues pleines, fixées sur l’axe à l’une des extrémités du tambour.
- Nous venons de voir que le circuit à haute tension des dynamoteurs comprenait 720 spires de fil de 10 millimètres carrés de section. Le circuit à basse tension et à courant continu est
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- constitué par 144 barres de cuivre isolées de 45 I millimètres carrés de section, divisée en 72 bobines reliéès aux 72 lames correspondantes d’un collecteur.
- Comme dans tous les enroulements à courant continu Lahmeyer, les bobines ne sont pas réunies directement aux lames du collecteur par une pièce massive en cuivre. A l’extrémité du tambour se trouve une double couronne de contacts en cuivre, entre lesquels sont intercalées quelques spires d’un fil mince de nickeline. Du côté, intérieur les contacts sont reliés aux fils venant des bobines du tambour, tandis, que les fils partant de la couronne extérieure aboutissent aux lames du collecteur. Avec cette disposition, lorsque les balais touchent simultanément deux lames du collecteur, au lieu de mettre en court circuit la bobine comprise entre ces deux lames, ils rencontrent une résistance notable représentée par les deux petits fils de nickeline additionnels. Il est à remarquer que ces fils de nickeline n’augmentent pas la résistance normale du tambour, puisqu’ils ne se trouvent en circuit que lorsqu’ils sont réunis par les balais; ils évitent au contraire une perte de courant notable produite ordinairement dans le tambour par la mise en court circuit des bobines sous balai. En séparant le collecteur des bobines par deux couronnes de contact on a encore l’avantage de pouvoir décaler ces couronnes, ce qui facilite beaucoup l’enroulement. On arrive à placer tous les fils de connexion obliquement mais parallèlement à eux-mêmes sur une sorte d’anneau ou couronne faisant suite au tambour, ainsi que cela est visible sur la figure 7. On obtient ainsi, au lieu de l’enchevêtrement et de l’encombrement ordinaires de fils que l’on rencontre généralement à l’extrémité du tambour, un enroulement parfaitement régulier, tenant peu de place, et laissant à l’intérieur de la couronne un espace vide qui améliore la ventilation.
- Les deux dyriamoteurs de Bockenheim diffèrent surtout par la disposition des électroaimants. Le premier modèle de transformateur, dénommé ancien type, se compose d’un bâti polygonal en fonte sur lequel sont boulonnés radialement six noyaux de fer portant chacun une bobine excitatrice. Un tambour à deux enroulements tourne dans l’espace vide laissé par les électro-aimants.
- Ce tambour porte d’un côté un collecteur or-
- dinaire à lames, et de l’autre côté un système de 3 bagues amenant les courants triphasés. On retrouve les bagues et le collecteur placés à chaque bout du tambour dans le nouveau type de dynamoteur représenté par la figure 7. Mais le système inducteur est différent et ressemble beaucoup à celui de la dynamo génératrice à courants polyphasés. Il se compose d’une couronne en fonte extérieure formant bâti et sur les côtés de laquelle sont vissés vers l’intérieur deux plateaux en fer portant chacun quatre larges dents. Ces dents sont disposées de façon à laisser entre elles et la couronne un vide intérieur annulaire dans lequel est logée une bobine unique servant à l’excitation des électroaimants. Les dents étant entrecroisées forment
- Fig. 7. — Dynamoteur Lahmeyer à courants triphasés.
- une sorte de couronne intérieure composée de 8 palettes alternativement positives et négatives, devant lesquelles tourne le tambour central. L’excitation à bobine unique est une disposition excellente qui réduit dans de grandes proportions la perte due à l’excitation.
- L’arrangement annulaire des pôles magnétiques permet d’augmenter le nombre des pôles sans Changer les dimensions extérieures de l’appareil. Tandis que le dynamoteur de l’ancien type n’a que 6 pôles, celui du nouveau type, qui n’est pas plus gros que le premier, a 8 pôles. Sa vitesse est ainsi réduite d’un quart, ce qui est un avantage au point de vue de la sécurité du fonctionnement. 11 fait en effet 600 tours par minute, tandis que le transformateur ancien modèle tourne à une vitesse angulaire de 800 tours par minute.
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- Pour le nouveau dynamoteur, dont la puissance est de 3o kilowatts, le courant d’excitation n’est que de 4,5 ampères sous une tension de 110 volts, soit 5oo v/atts, ce qui représente seulement 1,66 o/o de la puissance totale.
- Les autres pertes sont également très faibles. La résistance du circuit de haute tension étant de 1,07 ohm, et l’intensité à pleine charge de 3o,5 ampères, la perte dans ce circuit est de 100 watts. Dans le circuit de basse tension, où le courant est de 270 ampères, et dont la résistance est de 0,012 ohm, la perte est de 885 watts. Au total on obtient, avec l’excitation, une perte de 2385 watts, soit 7,95 0/0 de la puissance totale. Si l’on ajoute à cette valeur 4 0/0 pour les pertes dues au frottement mécanique et à l’hystérésis, on obtient un rendement industriel de 880/0, chiffre très satisfaisant pour des appareils d’une construction entièrement nouvelle.
- Le rendement du dynamoteur de l’ancien type est très voisin de ce chiffre, quoiqu’un peu plus faible à cause de la plus grande dépense d’excitation.
- Le tableau de distribution placé dans la sous-station est très simple et ne comprend qu’un petit nombre d’appareils. Trois fils branchés sur le réseau à 600 volts amènent les courants polyphasés qui se rendent au circuit à haute tension des dynamoteurs en passant par des commutateurs et des ampèremètres. Un voltmètre permet de mesurer la tension de ces courants. Deux grosses barres de cuivre entre lesquelles se trouve un voltmètre sont constamment reliées au réseau de distribution à courant continu et à basse tension. Des dérivations partant de ces barres et passant par des commutateurs, des ampèremètres et des rhéostats, permettent d’exciter les électro-aimants des dynamoteurs d’une façon indépendante et variable à volonté. Les porte-balais du collecteur à courant continu de chaque transformateur portent deux fils qui se rendent au tableau de distribution où l’on peut les brancher en parallèle sur les barres principales du courant continu.
- Un rhéostat automatique, qu’il est également possiBle de manœuvrer à la main, est placé dans le circuit à basse tension de chaque dynamoteur, de façon à maintenir la différence de potentiel au voltmètre constante et égale à 110 volts. Ce réglage, joint à celui effectué ci l’usine primaire,
- assure une uniformité suffisante dans tout le réseau à basse tension.
- Pendant la journée, le courant venant directement de la station centrale et fourni soit par les dynamos à courant continu, soit par la batterie d’accumulateurs, suffit presque toujours à alimenter le réseau à basse tension. Les dynamoteurs de la sous-station ne donnent alors aucun courant; l’un d’eux est arrêté, mais on laisse tourner le deuxième à vide, c’est-à-dire avec le circuit d’excitation et le circuit à haute tension fermés, le circuit à courant continu restant ouvert; les balais sont même soulevés, afin de ne pas user le collecteur inutilement. Le transformateur tournant avec sa vitesse normale, on pourra mettre instantanément les balais au contact et fermer le circuit de basse tension lorsque la station centrale le demandera par téléphone.
- L’usine primaire donnera généralement cet ordre dans la soirée, lorsque ses propres dynamos seront insuffisantes pour fournir le débit nécessaire. Si le premier dynamoteur est à plein débit, et que la consommation vienne à augmenter, on met le deuxième transformateur en marche. Pour cela on ferme d’abord le circuit à courants polyphasés, on laisse la rqachine prendre une vitesse constante ; à ce moment on ferme le circuit de l’excitation et l’on peut fermer ensuite aussitôt le circuit à courant continu.
- On voit que les transformateurs de courants polyphasés en courant continu sont des appareils très simples et d’un fonctionnement tout aussi sûr que celui d’une dynamo ordinaire. La meilleure preuve de ceci c’est qu’un seul homme suffit pour la surveillance des machines et qu’il peut même s’absenter pendant une grande partie de la journée.
- pressé ou imbriqué dans la plaque de plomb, et
- (A suivre)
- Ch. Jacquin.
- CHRONIQUE ET REVUE
- DE LA PRESSE INDUSTRIELLE
- Accumulateurs Lehmann (1893).
- La matière active est du peroxyde de baryum
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- l’on emploie comme excitant une dissolution de chlorure de baryum. Le courant décompose l’eau de cette dissolution en hydrogène et en oxygène, et le chlorure en protoxyde de baryum et en acide chlorydrique; l’oxyde de baryum se décompose en même temps en oxygène, qui se combine à l’état naissant à l’hydrogène, et en baryum qui se précipite sur l'électrode négative. Le reste de l’oxygène va, à l’électrode positive, transformer le protoxyde de baryum en peroxyde.
- Pendant la décharge de l’accumulateur, l’oxygène accumulé dans la masse active de l’éleo trode positive passe au baryum de l’électrode négative, en formant de l’oxyde qui se combine à l’acide chlorydrique en reformant le chlorure de baryum. Le procédé se poursuit jusqu’à l’oxydation complète du baryum libre, sous forme de protoxyde, que l’on peut transformer en peroxyde par un nouveau chargement.
- D’après l’inventeur, cet accumulateur se charge plus vite, donne des courants plus intenses et de plus hautes tensions que les autres, et se transforme, après décharge, en une pile constante : le baryum dégage suffisamment d’oxygène pour convertir en eau l’hydrogène, et empêcher ainsi toute polarisation, puis il continue à absorber l’oxygène de l’air de manière à renouveler incessamment son énergie.
- ____________ G. R.
- Coupe-circuit automatique Rotten.
- Ce coupe-circuit est constitué par une lampe à arc. Le circuit D amenant le courant au mo-
- JB
- Fig-. 1. — Rotten. Coupe-circuit.
- teur B, par exemple, contient les électrodes k, l et le solénoïde S d’un coupe-circuit à charbons. Quand l’intensité dépasse une certaine valeur,
- le noyau de fer m est soulevé, et avec lui le crayon Æ, de sorte que le circuit se trouve rompu. Ou bien, le circuit reste complet, mais il se forme un arc dont la résistance suffit à ramener l’intensité au-dessous de la valeur dangereuse pour les appareils.
- Galvanomètre Weston (1893).
- Ce galvanomètre consiste en un aimant permanent B, comprenant entre ses pôles un cadre bobiné K, suspendu entre les deux fils de pla-
- Fig. 1 et 2. — Weston. Galvanomètre.
- tine tendus M M', et tournant dans l’espace annulaire compris entre les pôles de B et le cylindre fixe de fer doux J. Le courant arrive au cadre K par M, et en sort par M', et l’aiguille e de ce cadre pivote entre deux bornes à écartements variables k et k', reliées à une pile R, qui fait marcher un avertisseur Q à chaque contact de l’aiguille avec l’une de ces bornes.
- Coupe-circuit automatique Cuno (1893).
- La figure 1 ci-après représente l’application de cet appareil à un circuit à trois fils B F G, aux
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- lampes en o o; il fonctionne de la manière suivante.
- Dès que l’intensité augmente d’une certaine valeur dans le solénoïde G, monté en série sur la branche G G du circuit, son armature g amène l’aiguille H sur le contact h2, de manière à fermer le circuit (B, J, I i i H h2 k2 K' n' N' L/F) au travers de la lampe rhéostat J du godet à mercure I, de l’électro K' et de son armature L. Cette armature, aussitôt attirée par K', passe de
- O -2"-
- Fig. r. — Cuno. Coupe-circuit.
- N' sur N, ce qui coupe K' du circuit, et disjoint les fils B D G en éteignant les lampes correspondantes et en désamorçant G dont l’armature g retombe avec une vitesse ralentie par la palette f, jusqu’à ce que l’aiguille H arrive au contact h’. Ce contact ferme alors le circuit B F par (A7){»NL/), de manière que K ramène L dans la position figurée de N sur N' ce qui rétablit le circuit des lampes.
- Si ces lampes sont encore en nombre supérieur à celui prévu par la position du contact h2 l’aiguille H referme ce contact, et l’opération
- précédente recommence, rendant le service de? lampes impossible tant qu’on dépasse le nombre prévu. On voit que cet appareil, convenable, ment enfermé dans sa boîte A, peut servir de contrôle dans les installations où l’on vend l’électricité à tant par lampe.
- ___________ G. R.
- Conducteur tubulaire Payne (1892).
- Ges conducteurs sont constitués par des seg • ments cylindriques B B, écartés par des disques isolants D à tasseaux P P et maintenus dans le
- Fig. 1 à 6. — Payne. Conducteurs tubulaires.
- tube E par des rondelles de support E E, ou par une série de conducteurs pleins B B disposés en lanterne autour des disques D.
- G. R.
- Auge électrolytique Craney.
- Cette auge renferme deux tubes concentriques D et F, criblés de trous, dont l’un, E, contient
- &
- Fig. 1. — Craney Electrolyse.
- des morceaux de charbon formant l’anode, et dont l’autre est garni en F de verre pilé. La cathode est constituée par une tige de carbone C. Les gaz s’échappent de l’anode par les trous J ou par le tube K, et de la cathode par L. L’anode
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- ainsi constituée est très résistante, et ne peut se désagréger; le fil G arrive à l'anode à l’intérieur d’un crayon de graphite H qui le protège.
- Accouplement électrique Sargent (1893).
- Dans cet accouplement, destiné spécialement aux tuyaux d’eau, comme ceux des pompes à incendie, l’un des fils a3 pénètre dans l’isolant a2 de la garniture métallique a\ et presse, par le ressort a5, le contact a1 sur le rebord d'e' de la
- Fig. 1. — Sargent. Manchon d’accouplement.
- garniture métallique d1 c, isolée de c par d et reliée au conducteur/. On voit que les conducteurs a3 et/sont parfaitement isolés du tuyau abc, et réunis par des douilles ou garnitures métalliques a1 et d', qui ne rétrécissent pas le passage de l’eau.
- Alternomoteür Stanley et Kelly.
- Le nouveau moteur de MM. Stanley et Kelly appartient au type des moteurs à deux phases alimenté par trois conducteurs seulement.
- Sa disposition consiste à placer deux inducteurs ordinaires de machines à courants alternatifs, l’un à côté de l’autre, mais décalé d’un angle égal à celui séparant deux pôles consécutifs et un seul induit tournant portant deux enroulements.
- Cette disposition n’est du reste pas nouvelle et elle a été signalé par M. Sahulka dans son étude sur les moteurs à champs tournants (1).
- Les figures 1,2et3 montrent une coupe perpen-
- (') L,a Lumière Électrique, t. XLVI, p. 224.
- diculaire à l’axe du moteur et deux autres coupes suivant l’axe, l'une par un plan passant par le milieu de deux pièces polaires opposés l’autre par un plan à égale distance entre deux pièces polaires consécutives.
- Les pôles inducteurs influençant les deux parties de l’armature étant décalés convenablement, lorsque l’une des sections de l’enroulement de cette double armature possède le maximum de force électromotrice induite la portion de la même section qui est soumise à l’action du second champ inducteur et sous un pôle inducteur ayant le maximum d’aimantation, le courant qui traverse son enroulement étant alors maximum. II en résulte un couple moteur puissant entre le courant induit dans l’une des moitiés du moteur et l’inducteur de l’autre moitié.
- Un quart de période après les relations entre les inducteurs et les induits sont renversés, les pôles qui donnaient précédemment la force électromotrice maxima ont maintenant leur intensité maxima et n’induisent aucun courant, tandis que les autres communiquent à l’induit une force électromotrice maxima.
- Le couple est maintenant dû à l'action du courant induit dans la seconde moitié du moteur sur le champ inducteur de la première moitié, mais il est du même sens que précédemment.
- Le courant induit dans l'armature par les inducteurs est forcément en retard sur la force électromotrice, il en résulte qu’en réalité le couple moteur changerait de sens à chaque alternance pendant la période de temps correspondant au décalage de l’intensité sur la force électromotrice.
- Il en résulterait une sorte de vibration de l’armature. Pour obvier à cet inconvénient, MM. Stanley et Kelly introduisent dans leur moteur des circuits compensateurs. Ces circuits, visibles sur les figures 4 et 5, consistent en deux anneaux de cuivre entourant les extrémités des pièces polaires et réunis par des barres de*cui-vre placées dans des rainures pratiquées dans les pièces polaires. Ces circuits agissent comme des enroulements secondaires de très faible résistance d’un transformateur dont le primaire serait constitué par l’armature. Ils sont donc analogues aux circuits amortisseurs de MM. Hu-tin et Leblanc.
- Nous avons dit que la machine avait deux circuits induits distincts; il n’exige par suite aucun
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- collecteur une fois en marche et pour faciliter le démarrage du moteur on lui adjoint un dispositif particulier muni d’un collecteur monté sur l’arbre même du moteur.
- Ce collecteur est formé de trois bagues de cui-
- Fig. 1, 2 et 3.
- vre reliées à l’armature et à l’appareil de démarrage comme le montre la figure 4.
- Ce dernier consiste simplement en un rhéostat dont les résistances sont supprimées au fur et à mesure que la vitesse augmente et est mis hors
- circuit en même temps que les trois bagues du collecteur sont mises en court circuit.
- Les bobines sont alternativement connectées pour chaque champ inducteur. Chacun des deux circuits ainsi formés reçoit un courant décalé de
- TiJveostcU Ap
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- Fig. 4
- go degrés sur l’autre, à l’aide d’une distribution à trois fils. Ces courants sont fournis par un transformateur branché avec la ligne, comme le montre la figure 5 et abaissant la tension de 1000 volts à 5oo volts.
- Chacun des deux circuits inducteurs est shunté
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- tixcuct
- par un condensateur dont l’effet est de neutraliser la self-induction.
- L’augmentation de puissance par suite de l’introduction des condensateurs dans le circuit est de près de 5o 0/0.
- Un moteur de sept chevaux sans condensateur exige un courant de six ampères dans chacun des deux circuits inducteurs; avec condensa-
- teurs, il exige seulement 1,8 amp. avec une fréquence de 133 périodes par seconde.
- Les condensateurs sont contenus dans des boîtes fermées placées près du moteur. Leur rendement est très élevé, les pertes mesurées directement par M. Edward Weston ne seraient en effet que d’environ 1 0/0.
- Chacun est capable de supporter un courant
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- de o,35 amp. sous 5oo volts avec une fréquence de 133 périodes par seconde.
- F. G.
- Chauffoir Schindler (1892).
- Ce chaufïfoir se compose d’une plaque isolante réfractaire Z>, creusée de rainures en spirales pour le fil de platine c, et couverte d’une feuille de mica d, qui porte le couvercle en tôle a, encastré dans la plaque H du four par un rebord a', à joint d’amiante c. Une poignée J permet de serrer l’ensemble sur le support B au moyen de
- Fig. 1 et 2. — Chauffoir Schindler.
- la clef a”, à bras gg, mordant sur lecroisillon cc, dont les vis DD permettent de niveler exactement b. Les eaux de H, qui filtrent plus ou moins au travers des joints e, s’évacuent par B sans atteindre b.
- G. R.
- Pile dépolarisée Federman (1892).
- La pile, dont chacun des éléments se compose d’un zinc A entouré d’un charbon B B, est disposé en cascade. Le dépolarisant consiste en granules de plomb placés dans les entonnoirs D de chacun des siphons D G des éléments. De l’eau acidulée de 5 0/0 d’acide sulfurique tombe du réservoir E dans l’auge F, qui la distribue par les ajutages H aux entonnoirs de la première
- rangée. Cette rangée se déverse dans les entonnoirs de la seconde, rangée qui s’évacue en G. 11 faut, pour une vingtaine d’éléments, employer par heure, environ 5 litres d’eau acidulée, qui peut servir plusieurs fois. L’attaque des gra-
- Fig. 1 et 2. — Pile Federman.
- nules de plomb donne lieu à des réactions complexes, qui assurent, paraît-il, la constance de la pile.
- G. R.
- REVUE DES TRAVAUX
- RÉCENTS EN ÉLECTRICITÉ
- Action de l’arc électrique sur les carbures d’hydrogène, obtention du diamant, par M. G. Rousseau (*).
- On sait que l’action d’une température élevée sur les carbures d’hydrogène donne naissance au graphite et aussi à une certaine' quantité de noir de fumée suivant la température. Le graphite n’est qu’un état particulier de condensation du carbone auquel on arrive chaque fois que l’on chauffe soit le carbone amorphe, soit le carbone cristallisé, mais la transformation est-elle totale et n’y a-t-il pas comme dans les transformations allotropiques du même genre un certain équilibre?
- On connaît les recherches sur les transformations du phosphore incolore qui donnent naissance à du phosphore rouge, lequel peut régénérer du phosphore ordinaire.
- La transformation du diamant en graphite
- (!) Comptes rendus, juillet 1893.
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- est-elle réversible et est-on en droit d’admettre l’existence d’un cycle graphite-diamant-gra-phite?
- Pour résoudre ce problème. M. G. Rousseau, sous-directeur des laboratoires d’enseignement à la Faculté des sciences, a étudié l’action de l’arc électrique sur l’acétylène dans un four en chaux avec un courant de 25 ampères et So volts. Pour produire l’acétylène, on avait recours à l’action de l’eau sur le carbure de calcium de Wcehler, qui était placé dans le four, noyant les charbons de l’arc; de temps en temps, en introduisait quelques gouttes d’eau dans le four. On a chauffé une heure et demie en employant l’aimant directeur.
- Le produit a été traité par une série de réactifs et on a pu en extraire quelques grains (de o,5 mm. de diamètre) d’un carbone dense, tombant au fond de l’iodure de méthylène (D = 3,4) et' une plus grande proportion d’un carbone plus lourd que le graphite et tombant au fond du bromoforme (D = 2,9). Dans le résidu, il y avait une quantité assez notable d’un graphite dont l’oxyde graphitique est semblable à celui de la plombagine.
- L’expérience a été répétée dans le four de Du-cretet, qui permet la décomposition du carbure de calcium dans un courant de gaz humide, et elle a donné encore les mêmes résultats.
- Le carbone obtenu raye le corindon, il est en masses arrondies, d’un noir brunâtre dont la surface est souvent parsemée de points brillants dont quelques-uns affectent la forme triangulaire.
- Au point de vue chimique, l’inattaquabilité par le bisulfate de potasse et par le mélange de chlorate de potasse et d’acide nitrique fumant distingue ce corps du graphite.
- M. Rousseau a essayé l’action de l’arc sur le gaz d’éclairage, sur la benzine; il a obtenu des traces de carbone d’une densité voisine de 3; il poursuit ses recherches, qui semblentétablir dès maintenant la possibilité d’obtenir la modification dense du carbone à la pression atmosphérique, c’est-à-dire dans des conditions différentes de celles réalisées par M. Moissan.
- La transformation de graphite en carbone-diamant serait donc possible pourvu que la température ait une certaine valeur, et le cycle graphite-diamant-graphite se produirait dans un intervalle de température compris entre 2000° et
- 3ooo°. D’après M. Rousseau, l’emploi de pressions énormes permettrait sans doute d’abaisser notablement la température de transformation.
- A. R.
- Influence des déformations mécaniques sur la résistance électrique des métaux, par J.-H. Gray et J.-B. Henderson (*)•
- Les auteurs ont étudié préalablement la variation de la densité qui accompagne les déformations des métaux. Ils ont opéré sur des fils de plomb, de cuivre et de cuivre manganésifère. Ils constatèrent qu’une tension a toujours pour effet de diminuer la densité; cette diminution est d’ailleurs très faible; elle est de o,5 0/0 pour le cuivre et de 0,8 0/0 pour le plomb.
- L’étirage des fils à travers les trous d’une filière commence-par accroître la densité d’environ 2 0/0 ; un nouvel étirage la fait ensuite diminuer, puis augmenter de telle sorte que la densité finale est supérieure de 9 0/0 à la densité initiale, le diamètre des fils ayant été réduit de 2 millimètres à 1,3 mm. par ces opérations.
- L’étude des variations de résistance a porté sur des fils de cuivre, de fer et d’acier. Pour exprimer les résultats obtenus il est préférable de prendre pour résistance spécifique de la substance celle d’un cube ayant pour masse l’unité plutôt que celle d’un cube ayant pour arête l’unité de longueur. Si l’on désigne par cia première, par p la seconde et par d la densité de la substance, on a
- c = p d.
- Gomme on a pour la résistance d’un fil de longueur l et de section w
- cette expression devient, en y introduisant la résistance spécifique par unité de masse,
- _c/_ _ _c P_ = aP m d usl d m ’
- m désignant la masse du fil. La détermination de c revient alors à la mesure de la longueur l et à celle de la masse, mesures qui peuvent être faites avec une très grande approximation.
- La mesure de R s’effectue à l’aide de la méthode du p-ont double de lord Kelvin. Gomme
- (*) Pruceedings of the Royal Society, t. LIII, p. 76-78.
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- e’est une méthode de réduction à zéro, la sensibilité du galvanomètre peut être portée à son extrême limite et il est possible d’apprécier une Variation de 1/10000 dans la valeur de la résistance.
- On a trouvé que lorsqu’un fil de cuivre a pris, sous l’influence delà tension, l’allongement permanent maximum, la variation permanente de la résistance spécifique par unité de masse est d’environ 1 0/0; une nouvelle tension ne produit aucune nouvelle altération permanente de la résistance.
- Dans le cas des fils d’acier, qui ne prenaient pas d’allongement permanent, la tension produit une diminution permanente d’environ 0,06 0/0 de la résistance spécifique; une augmentation de la tension donne lieu à une augmentation permanente d’environ 0,06 0/0. Ces variations permanentes sont très petites par rapport à la variation temporaire due à la tension, qui est environ 1,60/0.
- Avec les fils de fer doux, l’altération permanente de la résistance due à un allongement permanent est de 0,4 0/0. Quand l’allongement permanent maximum est atteint, une nouvelle tension ne produit plus d’altération permanente de la résistance. Le fer doux se comporte donc comme le cuivre.
- Bien que dans presque tous les travaux antérieurs à ceux des auteurs on ait rapporté les variations de la résistance à l’unité de volume, la faible variation de la densité rend leurs résultats comparables à ceux qui précèdent. Cette comparaison montre leur parfait accord.
- La conclusion des auteurs est que, au point de vue pratique, il n’y a pas lieu de tenir compte de la variation de résistance qu’éprouvent les métaux par suite des déformations mécaniques produites par le travail de ces métaux. Cette variation est incomparablement plus petite que celle qui résulte de l’addition d’une petite quantité d’un autre métal.
- J> B’
- Influence d’une atmosphère gazeuse sur la résistance des contacts, par G. Vicentini.
- A la suite des travaux de Branly (*) l’auteur a fait de nombreuses recherches pour reconnaître l’effet produit sur la résistance de deux
- (l) La Lumière Électrique, vol. XL, p. 3oi, 1S91.
- conducteurs en contact, par une atmosphère gazeuse entourant leur surface.
- Les résultats obtenus devaient conduire à l’explication de la résistance énorme des poudres métalliques, mais dans la présente note l’auteur rappelle uniquement ses travaux préliminaires.
- Résistance d'une série de conducteurs métalliques.
- Dans une première expérience l’auteur eut recours à une série de conducteurs formée de 22 disques de cuivre pesantchacun cinq grammes environ. Aux disques extrêmes delà sérieétaient soudés deux fils de cuivre. Les disques étaient tout d’abord lavés avec de l’eau acidulée par l’acide azotique, puis essuyés avec soin à l’aide de sciure de bois et enfin polis très longuement.
- Après une semblable opération, il suffisait de les abandonner pendant plusieurs heures sur une lame de verre recouverte d’une cloche afin de les protéger de la poussière, pour qu’une colonne construite avec ces disques présentât une résistance électrique très grande.
- La décharge d’une bouteille de Leyde, même faible, à travers la colonne faisait disparaître la résistance.
- Si au contraire la colonne est formée immédiatement après le polissage la résistance est très faible.
- Lorsque la série après avoir été exposée à l’air, offre une grande résistance, il suffit d’une légère secousse pour la faire diminuer considérablement, mais moins toutefois que par l’action de la décharge électrique.
- L’auteur a disposé la colonne dans un tube de verre dans lequel on pouvait faire le vide, dans ces conditions la résistance conservait une valeur faible tant que le vide était maintenu, mais si on laissait rentrer un peu d’air sec la résistance augmentait au bout de quelque temps pour rediminuer ensuite si l’on faisait de nouveau le vide.
- Résistance de contact de deux surfaces courbes de cuivre.
- Premier tube. — Pour simplifier les conditions de l’expérience l’auteur a réduit les contacts à un seul.
- 11 a préparé dans ce but deux boutons de cuivre massifs en forme de lentille plan convexe de faible rayon de courbure. Sur la face plane
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- de chacun étaient soudés deux bouts de fil de cuivre repliés aux extrémités libres en forme de cercle, de façon à ce que les boutons introduits dans un tube de verre de diamètre un peu plus grand pussent glisser parallèlement à eux-mêmes.Çes boutons après avoir été polis et brunis étaient introduits dans un tube effilé à une extrémité et de façon à en présenter au regard les faces courbes.
- L’un des fils du bouton s’appuyait sur la paroi amincie du tube et était soudé à un fil de platine traversant la paroi du tube à laquelle il était soudé. L’un des fils du second bouton était muni d’une héjice de fil très fin de cuivre, à spires assez larges, et dont l’autre extrémité était soudée à un fil de platine.
- Le tube ainsi préparé on ferme à la lampe l'extrémité non effilée du tube en y soudant le fil de platine du second bouton. On place alors le tube verticalement de façon à ce que le premier bouton introduit soit en bas : le second, retenu par l’hélice, arrive plus ou moins rapidement en contact avec le premier.
- On mesurait la résistance totale immédiatement après la préparation, le polissage et la soudure; on a trouvé R = 0,75 ohm.
- En faisant plusieurs fois le vide dans le tube en y laissant rentrër de l’air sec chaque fois, puis en laissant les boutons séjourner dans celui ci on constate qu’au bout d’une journée la résistance est devenue très grande. En secouant assez fortement le tube de façon que les boutons frottent l’un contre l’autre la résistance se réduit à 0,7 ohm.
- En faisant le vide, puis en mesurant la résistance, celle-ci varie de 0,77 à 0,80.
- Après chaque essai le tube est placé horizontalement, de façon à séparer les boutons.
- En abandonnant l’appareil dans l’air sec, on constate que la résistance est très variable, elle varie de 180 ohms à 17 ohms.
- En maintenant les boutons à une distance de 1 centimètre et en faisant éclater entre eux l’étincelle d’une machine Voss armée ou non de condensateurs, puis rapprochant les boutons pour mesurer la résistance, celle-ci variera de 9 à 17 ohms.
- Seule une décharge à travers les boutons maintenus en contact réduisit la résistance à 0,79. L’auteur a répété cette expérience pendant plusieurs jours, et enfin, même en faisant le vide,
- il trouva que la résistance demeurait assez grande.
- Cette grande résistance doit être attribuée à l’oxydation; aussi l’auteur a-t-il cherché à l’éviter dans les expériences suivantes.
- Le poids de chaque bouton mobile était d’environ huit grammes.
- Deuxième tube. — Pour éviter l’humidité à l’intérieur du tube ainsi que les soudures des conducteurs de platine des boutons au tube, l’auteur a employé des tubes cylindriques dont les extrémités,après l’introduction des boutons, sont fermés avec des bouchons de verre et de cire d’Espagne. Les conducteurs en cuivre qui partent des boutons sont soudés dans la cire entre les parois du tube et les bouchons de verre qui le ferment. Les bouchons sont formés avec des tubes de verre amincis et fondus à une extrémité; ils peuvent donc servir aussi à établir la communication avec l’extérieur.
- Le tube ainsi préparé et muni des boutons, avec des conducteurs différents, donnait une résistance de 0,4 ohm.
- On fit le vide dans le tube, puis on cassa la partie effilée de l’un des bouchons pour faire rentrer l’air sec et on répéta les mesures pendant huit jours. La résistance se maintint entre o,38 et 0,40.
- Enfin avant de démonter le tube on fit éclater entre les boutons l’étincelle d’une machine de Yoss. Autour de l’un d’eux se forma un brillant anneau phosphorescent qui se maintint très bien en faisant le vide. Après cette décharge ou après d’autres effectuées avec les boutons en contact la résistance est égale ào,88 ohm.
- De ces résultats on peut donc conclure que lorsqu’une couche gazeuse ne peut se former à la surface des boutons, ou quand celle-ci ne peut s’oxyder, il n'y a pas de résistance possible au point de contact.
- Troisième tube. — L’auteur a refait ensuite les mêmes expériences dans un gaz inerte. Après avoir démonté le tube pour se retrouver dans les mêmes conditions initiales, puis l’avoir reconstruit, la résistance était de 0,44.
- On fit alors' le vide plusieurs fois en laissant chaque fois rentrer dans le tube de l’hydrogène pur et sec, puis en mesurant la résistance pendant cinq jours consécutifs on constata qu’elle oscillait entre 1 et 2 ohms, sauf quelques rares cas où elle fut de o,5o.
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- Le tube ayant été fendu par mégarde et rempli d’air, la résistance mesurée pendant douze jours ne fut jamais supérieure à 2 ohms. Une décharge d’une bouteille de Leyde à travers le contact la réduisit immédiatement à 0,44.
- L’hydrogène a donc donné une valeur plus faible à la résistance du contact et l’air n’a pu augmenter de beaucoup la résistance, comme le fait a été observé dans les autres expériences.
- Quatrième tube. — L’auteur fit un nouveau tube avec les mêmes boutons, et pour obtenir des résultats plus précis, il eut recours à la méthode employée par lui pour l’étude des résistances des métaux fondus. Avant de construire le tube, on mesura la résistance des boutons et des conducteurs qui y sont reliés; elle fut de 0,4454 ohm. Des décharges lancées à travers le contact ne diminuèrent pas cette valeur.
- Dans les nombres qui suivent nous donnerons la valeur-de la résistance du contact, laquelle se déduit par différence de la valeur de la résistance propre des conducteurs.
- Le tube fut alors rempli d’air sec et abandonné à lui-même après la séparation des boutons pendant quarante jours. On fit ensuite des mesures pendant huit jours. La résistance fut très variable et ne put être mesurée avec la méthode précise employée; dans chaque cas la résistance r du contact varia entre 0,1 et 1 ohm.
- En démontant le tube pour polir les boutons puis en le remontant et en y faisant le vide on trouva au bout de sept jours r = o et au bout de vingt-deux, r ----- o,oo5.
- Pour s’assurer que le vide s’était maintenu on fit passer la décharge d’une machine Voss entre les boutons séparés ; on observa le phénomène de phosphorescence bien connu.
- Résistance électrique des contacts de deux surfaces courbes de platine.
- Premier tube. — L’auteur a fait ensuite avec des boutons de platine des essais analogues à ceux faits avec des boutons de cuivre.
- Le premier tube, préparé avec les mêmes précautions, et abandonné plein d’air pendant quatre jours, a donné une résistance variant entre o,o5 et 0,17. Une décharge a réduit la résistance à o,oo5.
- Deuxième tube. — Après avoir étudié la façon dont se comportaient les boutons dans l’air, un
- second tube lut préparé; on fit ensuite le vide et on l’abandonna pendant dix jours. ' Au bout de ce temps on s’assura que le vide s’était maintenu, puis, en faisant les mesures pendant plusieurs jours, on constata que, même en secouant le tube, la résistance variait entre 0,0495 et o,o55i, valeur identique à celle obtenue avecdes boutons à peine polis avec le tube précédent.
- Après une décharge entre les boutons, on a r = 0,0280, puis, après une séparation de quelque temps on a r = 0,0479.
- On voit par là qu’une décharge à travers le point de contact lorsque les conducteurs sont dans l’air raréfié ne fait pas disparaître la résistance du contact comme dans le cas de l’air à la pression ordinaire.
- La valeur minima ainsi obtenue fut de 0,0219. Enfin après une décharge, et en laissant les boutons en contact pendant dix-huit heures, on trouva r = 0,0171.
- En faisant rentrer l’air la résistance totale au bout de quelque temps fut trouvée égale à o,3o5, les mesures continuées pendant cinq jours, mais les nombres obtenus furent très variables: de 0,1048 à o,31.
- En produisant le contact avec violence la résistance tombe à 0,0479. amenant au contraire les boutons au contact très doucement et en les y laissant pendant vingt-quatre heures on trouve r = 0,0451.
- Résistance de huit boutons de platine.
- La résistance de contact de deux surfaces en platine étant très petite, l’auteur augmenta le nombredecontacts en introduisant entre le bouton fixe et le bouton mobile précédents six boutons identiques soudés deux à deux à un fil de cuivre très court, de façon à obtenir ainsi quatre contacts.
- La résistance propre du système, mesurée après une décharge et en faisant agir sur le bouton supérieur un poids de 500 grammes, fut de 0,7820.
- Résistance dans le vide.
- L’appareil étant mis en communication avec une machine à mercure munie d’une série de tubes desséchants, on y faisait le vide et on le détachait ensuite à la lampe.
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- Il fut conservé ainsi pendant vingt-trois jours, pendant lesquels l’auteur fit un grand nombre de mesures, en plaçant chaque fois le tube verticalement comme on l’a vu précédemment, et en le ramenant après chaque essai à la position horizontale, en obligeant les boutons à se séparer.
- La résistance des quatre contacts varia peu, sa valeur moyenne fut de r = 0,1923.
- L’auteur fait remarquer que les mesures doivent être faites dans la plus grande tranquillité, le tube étant fixé à un robuste support; le mouvement d’une personne autour de l’appareil peut faire varier la résistance dans de très grandes limites.
- Résistance dans l'air.
- En crevant le tube en un point pour y laisser rentrer l’air, et mesurant la résistance quelques heures après on trouve r — 1 ohm. En continuant les mesures pendant vingt jours la résistance augmenta et fut, en général, très variable, les valeurs oscillant entre 10 et 20 ohms. En secouant ensuite fortement le tube, les boutons se touchant, la résistance tomba à 1 ohm.
- Résistance dans l'acide carbonique.
- L’appareil fut ensuite muni d’un tube à trois voies servant à établir la communication avec la machine à mercure, et, par l’intermédiaire d’une série de tubes desséchants, avec un gazomètre rempli d’acide carbonique. On fit le vide plusieurs fois, en laissant chaque fois rentrer le gaz acide carbonique, puis on ferma le tube à la lampe. En mesurant la résistance pendant treize jours on remarqua qu’elle était plus grande que précédemment et variait entrego et 5o ohms. Une secousse légère du tube faisait tantôt augmenter, tantôt diminuer la résistance. Une secousse violente la réduisait au contraire à o,G ohm.
- Résistance dans le vide.
- Ppur contrôler les expériences précédentes, on refit le vide dans le tube qu’on avait conservé quatorze jours; la résistance fut un peu plus petite, alors qu’un peu après le vide fait elle fut plus grande que précédemment. Là valeur de r oscillait entre 0,1 et 0,9 ohm.
- Résistance dans l'ammoniaque.
- En répétant avec l’ammoniaque les mêmes expériences qu’avec l’acide carbonique, on trouva une résistance très variable de quelques dixièmes a une valeur très grande.
- Résistance d'un contact de platine et de mercure.
- Un tube en forme de ISI fut muni dans sa partie droite d’un tube à trois voies. Dans la même partie est fixé l’un des boutons de platine précédents, muni d’un bout de cuivre courbé en cercle à son extrémité libre et destiné â fixer ce bouton à l’intérieur du tube. Les conducteurs en cuivre, vernis à la gomme laque, traversaient le verre et y étaient soudés. Le bouton de platine était également verni à la gomme laque, et ne présentait qu’une petite surface polie au centre de sa surface convexe tournée vers le bas et un peu au-dessus du coude gauche du tube. Celui-ci est traversé par un fil de platine soudé au verre.
- La branche de gauche est remplie dé mercure.
- On mit le tube en communication avec la machine à mercure, et on fit le vide, puis, chauffant légèrement le mercure, on le fit distiller en quantité suffisante pour remplir le coude jusqu’au bouton de platine. Ceci fait, on séparait le tube de la pompe à mercure.
- Il n’a pas été possible de mesurer la résistance propre du système. La résistance totale mesurée pendant plusieurs jours oscilla entre o,75o et 0,786 ohm.
- En remplissant le tube d’acide carbonique à la pression ordinaire et en faisant les mesures pendant deux mois et demi, la résistance R varia entre 3 et 1 ohms.
- La mesure faite après une décharge se réduisit à R = 0,70, et le tube conservé pendant quelques mois donna une résistance croissant lentement de 0,70 à 0,78.
- Il semble donc que la décharge ait établi d’une manière stable les conditions de la surface de platine en contact avec le mercure. L’auteur a fait également un grand nombre d’expériences sur la résistance des conducteurs de carbone sur lesquelles il reviendra plus tard.
- Conclusions.
- Sans entrer dans une longue discussion, l'auteur croit pouvoir conclure de ces essais préliminaires ;
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- i° Que, quand une série de conducteurs, polis récemment, sont en contact, la résistance électrique de ce contact est négligeable, sinon nulle;
- 2° Qu’en les laissant séjourner dans l’air ou dans un autre gaz avant de les amener en contact, la résistance peut être très grande ;
- 3'1 Que des conducteurs polis récemment montrent une résistance assez grande après avoir séjourné dans l’air ou d’autres gaz, mais qu’on peut faire disparaître cette résistance, complètement ou presque, en faisant le vide autour des conducteurs.
- Ceci ne peut avoir lieu que si les conducteurs sont placés dans un gaz inerte.
- F. G.
- Sur la mesure de la résistance intérieure de piles
- primaires qui polarisent, par E.-C. Rimington (*).
- La mesure de la résistance intérieure d’une pile primaire semble à première vue très simple. Les traités indiquent un grand nombre de méthodes pour effectuer cette mesure ; ces méthodes sont applicables aux piles non sujettes à la polarisation, comme, par exemple, la pile Daniell. Mais dans le cas des piles qui polarisent, comme la pile Leclanché, deux méthodes différentes ou deux mesures par une même méthode ne donnent jamais les mêmes valeurs.
- On fait habituellement deux mesures avec deux intensités de courant différentes. Or, dans le.cas où la polarisation intervient, la force électromotrice de la pile supposée constante ne l’est pas, mais dépend de l’intensité de courant. Une des méthodes les plus usuelles est la suivante.
- La pile de résistance intérieure p à déterminer est mise en circuit avec une résistance R, et l’on mesure la différence de potentiel aux bornes V; puis on relie la pile à une résistance r et l’on mesure encore la différence de potentiel v.
- Alors
- _ Rr(V— v)
- 9 — Rv — rV ‘
- Gomme on n’a affaire qu’aux rapports des différences de potentiel, il n’est pas nécessaire que l’instrument indique ces dernières en volts. Si les déviations D et d de l’instrument sont
- proportionnelles aux différences de potentiel, on a
- (D — d)
- En pratique, R est généralement infini, c’est-à-dire que l’on prend la déviation D en circuit ouvert; donc
- r (D — d)
- 9 ~~ d
- Les valeurs de D et d peuvent être obtenues en se servant d’un galvanomètre à grande résistance comme voltmètre, ou en chargeant un condensateur et le déchargeant dans un balistique (méthode de Kempe).
- M. Holden a combiné un instrument basé sur la première méthode ; dans cet instrument R = S ohms et r = 2 ohms. La résistance de la bobine agissant comme voltmètre n’est pas indiquée, mais est probablement élevée relativement à R.
- Cherchons l’erreur qui peut se produire dans les mesures d’après cette méthode, en admettant qu’il n’y ait pas de polarisation.
- Si nous faisons sur d une erreur x, la valeur 0 (ou p,) devient :
- __ R r (D — d—x) pl ~ R (d + .r) —ri)'
- L’erreur sur p est
- _ Rf(l)-d) R v (D —d—x) p 9' R d — r R R (d + x) — r D
- Rf(R-|-)D.v .
- = approximativement.
- (R d — r I))a
- L’erreur relative est donc :
- f- LZPi - (R —r) D-v
- T~ p (D — d) (Rd—rD)’
- et pour R = 00,
- expression qui est minima pour d——, de sorte
- que r doit être approximativement égal à p. Dans l’instrument Holden R = 8, r — 2.
- Donc
- 3D.V
- —d) (4d-D)'
- L’échelle de l’instrument indique les dixièmes de volts ; prenons 0,01 volt comme erreur por-bable de lecture. Dans une expérience faite sur
- (*) The Electrician, 7 juillet i8y3.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- une pile sèche, on a trouvé D = 1,43, d = 1,38. La valeur probable de/est donc
- 3 X 1,43X0,01 ____
- J — (1,43 — 1,38) (5,52—1,43) ~ 0,21 >
- soit une erreur de i\ o/o commise sur la valeur de p.
- Dans le cas d’une pile sèche Leclanché-Bar-bier à grande résistance intérieure, on avait D = i ,3, d = i ,o5. Par suite
- Dans le cas où l’on remplace le condensateur et le balistique par un galvanomètre apériodique agissant comme voltmètre, il n’est pas possible de faire une lecture exactement au moment où l’on ouvre le circuit r, et l’indication ira constamment en croissant, la pile tendant à revenir à son état initial. Le procédé suivant peut être employé.
- Notons l’instant de rupture du circuit r, et
- , _ 3'x 1,43X0,01
- J (1,3—1,05) (5,2 —1,3)
- = 0,04, ou 4 0/0 seulement.
- Voyons maintenant l’effet de la polarisation. Lorsque la pile est fermée sur la plus petite résistance, elle donne un courant plus intense et possède une force électromotrice plus faible, de sorte que la différence de potentiel est plus petite que s’il n'y avait pas de polarisation. La
- Fig. 1
- valeur de d sera donc trop faible, ce qui fera trouver un p trop élevé.
- Cette erreur due à la polarisation est très sérieuse dans nombre de cas. L’auteur, en se servant de la méthode de Kempe, a trouvé qu’il était avantageux de fermer la pile sur une résistance quatre à six fois plus forte que la résistance intérieure, de laisser atteindre à la différence de potentiel une valeur à peu près constante, puis d’ouvrir le circuit et de mesurer instantanément la différence de potentiel à circuit ouvert.
- La figure 1 indique la meilleure disposition pour réaliser ces conditions. K est un condensateur ; la clef 2 est fermée, et la clef 1 permet de charger le condensateur et de le décharger ensuite dans le galvanomètre G. Lorsqu’on obtient une élongation d constante, on appuie sur la clef 1, on abandonne 2, et immédiatement après la clef 1 ; l’élongation D obtenue sera celle due à la force électromotrice de la pile polarisée.
- faisons des lectures de la déviation à des intervalles déterminés comptés à partir du moment où le circuit r est rompu. En portant ces déviations en ordonnées on obtient une courbe analogue à la figure 2, qui, prolongée, donne approximativement O A comme lecture que l’on obtiendrait au moment même de l’ouverture du circuit r.
- Il y a, toutefois, des méthodes qui permettent
- ----''OTïïïïMWtT-
- Fig, 3
- d’éliminer la polarisation d’une façon absolue, et qui possèdent l’avantage d’être des méthodes de réduction à zéro ou à égalité de déviation. Si S est la résistance du shunt, r la quantité dont a été réduite la résistance variable, dont la valeur initiale est R -|- r, et G la résistance du galvanomètre :
- r S
- 9 G + R -
- Cet essai perd toute valeur dès que la pile à
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÊLECTRICITÊ
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- mesurer polarise même très faiblement, car la force électromotrice sera moindre avec le shunt que sans shunt, tandis que la formule employée suppose cette force électromotrice constante.
- Employons pour l’essai précédent le montage que représente la figure 3, comprenant une clef avec un levier mobile C venant en contact simultanément avec les deux pièces B et A ; cela a pour effet d’introduire le shunt et de couper r simultanément, de sorte que si r est réglé et s’il n’y a pas de polarisation, la déviation du galvanomètre G ne change pas. Si r est trop grand, la déviation augmente quand on appuie sur la clef G; dans le cas contraire la déviation diminue.
- Supposons, maintenant, que nous essayons une pile qui polarise; la clef étant fermée, la pile fournit plus de courant, et sa force électromotrice tombe, de sorte que la déviation diminue. Toute chute de la déviation est due à l’une des causes suivantes :
- i° r trop petit;
- 2° Polarisation.
- Le moindre accroissement de la déviation après l’établissement des contacts, même lorsqu’il est immédiatement suivi par une diminution, ne peut être dû qu’à ce que r est trop grand.
- On commence donc par régler r de façon qu’en appuyant sur la clef on obtienne le mouvement de croissance de la déviation; ce mouvement sera immédiatement suivi d’une décroissance due à la polarisation. Puis on réduit r graduellement jusqu’à ce qu’il ne se produise plus d’augmentation, mais qu’il suffise d’augmenter r très légèrement pour faire réapparaître le mouvement ascendant de la déviation. Quand on a atteint ce point exactement, la valeur de r qui y correspond est celle dont on doit faire usage dans la formule. De cette manière l’effet de la polarisation est complètement éliminé, quelque considérable qu’il soit.
- Les meilleurs conditions pour cette expérience sont de rendre r grand et par suite S petit, mais non assez petit pour que la pile s’épuise trop vite. Le mieux est de faire S un peu plus grand que p.
- La meilleure méthode et la plus précise pour la mesure de la résistance intérieure des piles est probablement celle de Mance. On élimine la polarisation comme on le fait dans l’expérience
- précédente, sur laquelle cette méthode présente l’avantage de ne pas exiger une clef de forme spéciale.
- VARIÉTÉS
- SUR LES PHÉNOMÈNES DE VIBRATION A HAUTE FRÉQUENCE (')
- Une expérience servira à démontrer la différence entre les effets produits par une force variant rapidement et une force constante ou à variation modérément rapide. J’ai là deux grands disques de laiton pp (fig. 1 et 2), fixés sur des supports isolants mobiles sur la table, reliés aux extrémités du secondaire d’une bobine semblable à celle qui a été employée précédemment. J’éloigne les disques l’un de l’autre de vingt-cinq ou trente centimètres et je mets la bobine en fonctionnement.
- On voit tout l’espace compris entre les deux disques rempli d’une lumière uniforme (fig. 1). Cette lumière est due aux flammes que l’on a pu voir dans la première expérience et qui sont maintenant plus intenses.
- J’ai déjà indiqué l’importance de ces flammes dans les appareils industriels et leur importance plus grande encore dans quelques investigations scientifiques. Souvent elles sont trop faibles pour être visibles, mais elles existent toujours, consommant de l’énergie et modifiant l’action de l’appareil. Lorsqu’elles sont intenses, comme en ce moment, elles produisent de l’ozone en grande quantité, et également, comme l’a établi le professeur Crookes, de l’acide azoteux. L’action chimique est si rapide que lorsqu’une bobine comme celle-ci fonctionne longtemps, elle rend l’atmosphère d’une petite pièce insupportable, car les yeux et les habits sont attaqués. Mais produites modérément, les flammes rafraîchissent l’atmosphère très agréablement, comme le fait un orage, et exercent incontestablement un effet salutaire.
- Dans cette expérience, la force agissant entre les disques change d’intensité et de direction avec une très grande vitesse. Je vais maintenant (*)
- (*) La Lumière Électrique, 5 août 1893, p. 238.
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- diminuer de beaucoup cette vitesse de variation. C’est ce que j’effectue en rendant moins fréquentes les décharges à travers le primaire de la bobine d’induction et en diminuant également la vitesse de vibration du secondaire.
- Le premier résultat est atteint aisément en diminuant la tension à travers l’intervalle d’air du circuit primaire ; le second effetest obtenu en rapprochant les deux disques l’un de l’autre jusqu’à huit ou dix centimètres. Lorsque la bobine est mise en fonction, on ne voit pas de flammes ou de lumière entre les deux disques, et pourtant le milieu est soumis à des efforts de tension considérables. J’augmente encore plus cette tension en élevant la force électromotrice dans le circuit primaire, et bientôt on voit céder l’air, et la salle est éclairée par une pluie d’étincelles éclatantes et brillantes (fig. 2). Ces étincelles peuvent être produites également avec une force invariable; elles ont été depuis de longues années un phénomène familier, quoi-
- Fig. 1 et 2. — Effets de la force électrostatique variable et constante.
- qu’on les obtînt généralement à l’aide d’appareils tout à fait différents de ceux-ci.
- En décrivant ces deux phénomènes si radicalement différents en apparence, c’est intentionnellement que j’ai parlé d’une « force » agissant entre les deux plaques. 11 serait plus conforme au langage consacré de dire qu’une « différence de potentiel alternative » agit entre les deux plaques. Ce terme est parfaitement approprié et applicable dans tous les cas où il ne peut y avoir de doute relatif à l’inter-dépendance de l’état électrique des plaques et de l’action électrique dans leur voisinage. Mais lorsque les plaques sont séparées par une distance infinie, ou même si, pour une distance finie, il n’est pas nécessaire d’admettre cette dépendance, je préfère me servir du terme « force électrostatique », et dire que cette force agit autour de chaque plaque ou de tout corps isolé électrisé, en général. Cette expression n’est pas sans inconvénient parce qu’elle implique la notion d’un état électrique invariable; mais cette difficulté sera
- résolue par une nomenclature mieux appropriée.
- Je reviens maintenant à l’expérience dont il a été question plus haut et par laquelle je me propose de montrer un effet curieux produit par une force électrostatique variant rapidement. J’attache à l’extrémité du fil l (fig. 3), qui est en relation avec une des bornes du secondaire de la bobine d'induction, un globe à air raréfié b. Ce globe contient un filament de charbon mince/, fixé à un fil de platine n> soudé dans le verre. L’air peut être raréfié à un degré quelconque avec les appareils ordinaires. Un instant auparavant on observe une décharge entre les disques de laiton. On sait qu’une plaque de verre ou de toute autre matière isolante aurait été percée. Si j’avais placé une enveloppe métallique à l’extérieur du globe, et si cette armature était reliée
- Fig-, ii. — Rupture d’une ampoule à circuit ouvert.
- à l’autre borne de la bobine, on s’attendrait donc à voir percer le verre. Même sans que l’armature soit reliée à l’autre borne, mais simplement à une plaque isolée, on doit s’attendre à une rupture du verre.
- Mais on sera certainement surpris d’observer que sous l’action de la force électrostatique variable, le verre cède lorsque tous les autres corps sont éloignés du globe. En effet, tous les corps environnants pourraient être éloignés à l’infini sans affecter le moins du monde le résultat. Dès que la bobine est mise en marche, le verre est invariablement percé au point de soudure, et le vide se perd rapidement. Une rupture de ce genre ne se produirait pas avec une force constante, même beaucoup plus élevée.
- La rupture est due à l’agitation des molécules du gaz à l’intérieur et à l’extérieur du globe, Cette agitation, qui est généralement de la plus
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- grande violence dans l’étroit canal près de la soudure, produit réchauffement et le percement du verre. Cet effet ne se produirait pas, même àjvec une force variable, si le milieu à l’intérieur et à l’extérieur du globe était parfaitement homogène. La rupture est beaucoup plus rapide lorsque la pointe de l’ampoule est étirée en une fibre fine. Dans les ampoules devant être employées avec ces bobines on doit donc éviter la présence dans le verre de canaux étroits et effilés.
- Lorsqu’un corps conducteur est immergé dans l’air, ou dans un milieu isolant semblable, consistant en, ou contenant des particules mobiles capables d’être électrifiées, et lorsque l’électrification du corps subit des variations rapides — ce qui équivaut à dire que la force électrostatique agissant dans l'espace ambiant varie d’intensité, — les petites particules sont attirées et repoussées, et leurs heurts violents contre le corps produisent un déplacement mécanique de celui-ci. Des phénomènes de ce genre sont dignes d’être notés en tant qu’ils n’ont pas été observés auparavant avec les appareils employés ordinairement.
- Que l’on suspende une sphère conductrice très légère à un fil excessivement fin et qu’on la charge à un potentiel constant aussi élevé qu’on le voudra, la sphère restera immobile. Même si le potentiel varie rapidement, aucun mouvement ne s’observera sur la sphère, pourvu que les petites particules de matière, molécules ou atomes, soient uniformément distribuées. Mais si un côté de la sphère est couvert d’une épaisse couche isolante, le choc des molécules fera mouvoir la sphère, généralement le long de courbes irrégulières (fig. 4). De cette manière, une girouette en feuille métallique (fig. 5), couverte en partie de matière isolante et placée sur la borne de la bobine de façon à pouvoir tourner librement, est mise en rotation rapide.
- Tous ces phénomènes et d’autres qui seront montrés plus loin sont dus à la présence d’un milieu comme l’air, et ne se produiraient pas dans un milieu continu. L’action de l’air peut être démontrée d'une manière encore plus frappante par l’expérience suivante.
- Je prends un tube de verre t (fig. 6), d’environ 2,5 cm. de diamètre, avec un fil de platine w soudé à son extrémité inférieure, auquel est attaché un filament de lampe/. Je relie le fil à la
- borne de la bobine et je fais fonctionner celle-ci. Le fil de platine est maintenant électrisé positivement et négativement en succession rapide, et le fil et l’air à l’intérieur du tube se trouvent rapidement chauffés par les chocs des particules, qui peuvent devenir assez violents pour que le filament soit porté à l’incandescence.
- Mais si je verse de l’huile dans le. tube, dès que le fil est couvert d’huile toute action semble cesser et on ne constate pas d’effet calorifique. La raison en est que l’huile est un milieu pratiquement continu. Les déplacements dans ce milieu sont, avec ces fréquences, incomparablement plus petits que dans l’air, par suite, le travail développé dans un tel milieu est insignifiant. Mais l’huile se comporterait bien différemment avec des fréquences beaucoup plus grandes, car quoique les déplacements soient faibles, avec des fréquences considérables une grande somme de travail peut être effectuée dans l’huile.
- Les attractions et les répulsions électrostatiques entre corps de dimensions mesurables constituent le premier effet qui ait été noté de toutes les manifestations de cette force, le premier phénomène dit électrique. Mais bien que ces attractions et répulsions soient connues depuis plusieurs siècles, la nature précise de leur mécanisme nous échappe encore et n’a jamais été expliquée d’une façon tout à fait satisfaisante. Quelle sorte de mécanisme ce doit-il être? Nous ne pouvons retenir notre étonnement quand nous voyons deux aimants s’attirer ou se repousser l'un l’autre avec une force de centaines de kilogrammes, alors qu’en apparence il n’y a rien entre eux. Nous avons dans nos dynamos industrielles des aimants capables de soutenir en l’air des objets de plusieurs tonnes. Mais que sont ces forces agissant entre aimants, quand on les compare aux attractions et répulsions produites par la force électrostatique, à l’intensité desquelles il ne semble pas y avoir de limite? Dans les décharges de la foudre, les corps sont souvent chargés à un potentiel si élevé, qu’ils sont projetés avec une force inconcevable et brisés en fragments.
- Mais ces effets eux-mêmes ne peuvent être comparés aux attractions et répulsions qui existent entre molécules ou atomes chargés et suffisant à les projeter avec des vitesses de plusieurs kilomètres à la seconde, de telle sorte que, sous
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- l’action de leur choc violent, les corps soient rendus incandescents et volatilisés. Il est d’un intérêt particulier pour le penseur qui scrute la nature de ces forces de noter que, tandis que les actions entre molécules individuelles ou atomes se produisent, semble-t-il, dans n’importe quelles conditions, les attractions et répulsions des corps de dimensions mesurables exigent un milieu possédant des propriétés isolantes. Ainsi quand l'air, soit par raréfaction, soit par élévation de température, est rendu plus ou moins conducteur, ces actions entre deux corps électrisés cessent pratiquement, tandis que les actions entre atomes individuels continuent à se manifester.
- Une expérience servira de démonstration et
- Fig. 4, 5, 6 et 7 — Mouvements mécaniques dus à la force électrostatique. Influence de l’air et de la conductibilité du milieu.
- fera observer d’autres faits intéressants. Il y a quelque temps, j’ai montré qu’un filament de lampe ou un fil monté dans uneampoule et relié à une des bornes d’une bobine à haute tension se met à tourner, l’extrémité libre du filament décrivant généralement un cercle. Cette vibration est très énergique quand l’air de l’ampoule est à la pression ordinaire et devient moins énergique quand on comprime l’air. Elle cesse entièrement quand l'air est raréfié de façon à devenir relativement bon conducteur. J’ai remarqué alors qu’il n’y avait pas de mouvement dans l’air extrêmement raréfié. Mais je conjecturais que la vibration que j’attribuais à l’action électrostatique entre les parois de l’ampoule et le filament devait pouvoir se produire également dans l’air très raréfié.
- Pôur examiner cette particularité dans des conditions plus favorables, on a construit une ampoule comme celle représentée par la figure 7. Elle comprend un globe b contenant
- un filament / monté sur un fil de platine w Dans la partie inférieure du globe était scellé un tube l entourant le filament. La raréfaction fut poussée aussi loin'que le permettait les appareils employés.
- Cette ampoule se trouvait dans les conditions voulues, car le filament était mis en mouvement et devenait incandescent dès qu’on le mettait en relation avec la bobine. Elle à mis en lumière un autre fait intéressant : lorsque le filament a été maintenu à l’incandescence pendant un certain temps, le tube étroit et l’espace intérieur sont portés à une température élevée, et comme le gaz à l’intérieiir du tube devient alors conducteur, l’attraction électrostatique entre le verre et le filament devient très faible ou cessé entièrement et le filament revient au repos. A ce moment, il brille d’une lumière beaucoup plus intense. Cela est' dû probablement à ce que le bombardement moléculaire au centre du tube est le plus intense, et aussi en partie à ce fait que les chocs individuels sont plus violents et qu’aucune partie de l’énergie apportée du dehors n’est convertie en mouvement mécanique. Puisque, d’après les vues acceptées, dans cette expérience, l’incandescence doit 'être attribuée aux chocs des particules, molécules ou atomes, dans l’espace chauffé, ces particules doivent — il faut l’admettre pour expliquer leur action —se comporter comme des supports indépendants de charges électriques plongés dans un milieu isolant; toutefois, il n’y a pas de force attractive outre le tube de verre et le filament, parce que l’intérieur du tube est conducteur.
- Il est intéressant d’observer à cet égard que tandis que l’attraction entre deux corps électrisés peut cesser par suite de l’affaiblissement du pouvoir isolant du milieu dans lequel ils sont plongés, la répulsion entre les corps peut encore être observée. Ceci peut s’expliquer d’une manière plausible. Quand les corps sont placés à quelque distance dans un milieu mauvais conducteur, comme de l’air raréfié ou légèrement chauffé, et qu’on les électrise brusquement en leur donnant des charges électriques opposées, ces charges s’égalisent plus ou moins par les fuites à travers l’air. Mais quand les corps sont électrisés avec des charges de même signe, la dissipation est moins favorisée et la répulsion observée dans ces cas est plus grande que l’attraction. Les actions répulsives dans un mi-
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- lieu gazeux sont, toutefois, comme l’a montré M. Crookes, renforcés par le bombardement moléculaire.
- Phénomènes ci'électricité dynamique.
- Jusqu’ici j’ai considéré principalement des effets produits par une force électrostatique variable dans un milieu isolant tel que l’air. Quand une force de ce genre agit sur un corps conducteur de dimensions mesurables, elle produit à son intérieur ou à sa surface des déplacements d’électricité et donne naissance à des courants électriques, et ceux-ci produisent un autre genre de phénomènes, dont je vais m’efforcer de vous présenter quelques-uns. Je m’occuperai principalement des effets qui peuvent être produits sans circuit de retour, et j’espère susciter ainsi un intérêt plus grand en présen-
- Fig. 8.
- Courants en circuit ouvert.
- tant ces phénomènes sous un aspect plus ou moins nouveau.
- On a eu longtemps coutume, par suite de l’expérience limitée dont on disposait à l’égard des courants vibratoires, de considérer un courant électrique comme quelque chose circulant à travers des circuits conducteurs fermés. On se fût étonné d’abord qu’un courant pût circuler à travers un circuit conducteur, même si celui-ci est interrompu, et on eût été plus surpris encore d’apprendre que parfois il pouvait être plus aisé de faire circuler un courant dans ces conditions qu’â travers un circuit fermé. Mais cette vieille idée a graduellement disparu, même parmi les praticiens, et elle sera bientôt entièrement oubliée.
- Si ,je relie une plaque métallique isolée P (fig. 8), et l’une des bornes T de la bobine d’in, duction, quoique cette plaque soit très bien isolée, un courant traverse le fil quand la bobine fonctionne.
- Avant tout, je désire établir qu’il existe en effet un courant passant à travers le fil de com-
- munication. Un moyen de le démontrer est d’insérer entre la bobine et la plaque isolée un fil très fin de platine ou de maillechort w et de porter celui-ci à l’incandescence ou de le fondre par le courant. Cela exige une plaque plutôt grande ou des impulsions de courant de très haut potentiel et de très haute fréquence.
- Un autre moyen est d’insérer dans le chemin que suivra le courant une bobine c, formée d’un grand nombre de tours de fil fin isolé. La bobine ôtant reliée par une de ses extrémités au fil conduisant à une autre plaque isolée P1; et par l’autre extrémité à la borne Tx de la bobine d’induction, la bobine c est traversée par un courant dont la présence peut se manifester de diverses manières.
- Par exemple, j’introduis dans la bobine un noyau de fer i. Le courant étant de très haute fréquence, s’il est quelque peu intense, portera
- Fig. 9. — Transformation à circuit ouvert et plaque isolée.
- bientôt le noyau de fer à une température plus élevée, les pertes par hystérésis et par courants induits étant considérables avec des fréquences aussi élevées. On pourrait prendre un noyau de fer assez gros, laminé ou non, cela n’a pas d’importance; mais du fil de fer ordinaire de 2 millimètres de diamètre, par exemple, convient parfaitement. Quelques minutes suffisent à porter le fil de fer i à une température assez élevée pour fondre la cire à cacheter s, et faire tomber le carré de papier p qui y est collé. Mais avec les appareils dont je dispose d’autres démonstrations plus intéressantes peuvent être données.
- J’ai un secondaire S (fig. 9) de gros fil enroulé sur une bobine semblable à la précédente. Dans l'expérience ci-dessus le courant traversant la bobine c (fig. 8) était très faible, mais comme le nombre de tours était considérable réchauffement du fil de fer était assez fort. Si j’avais fait passer ce courant dans un conducteur pour montrer son effet calorifique, l’intensité du courant n'aurait pas suffi à produire un effet appréciable,
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
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- mais avec cette bobine pourvue d’un enroulement secondaire, je puis maintenant transformer le courant faible de haute tension qui traverse le primaire P en un courant secondaire intense de basse tension.
- Dans un petit tube de verre t (fig. 9), j'ai enfermé un fil de platine w enroulé en spirale. Je joins les bornes du secondaire aux extrémités de ce fil, et j’intercale le primaire P entre la plaque isolée P! et la borne T( de la bobine d’induction. Celle-ci étant mise en marche le fil de platine est immédiatement porté à l’incandescence et peut même fondre.
- Au lieu du fil de platine je prends maintenant une lampe ordinaire de 5o volts et de i5 bougies. Son filament devient incandescent ; mais il n’est pas nécessaire d’employer la plaque isolée, car la lampe / (fig. 10) brille même quand la plaque
- Fig. 10. — Transformation à circuit ouvert.
- P est détachée. Le secondaire peut également être relié au primaire, comme l’indique la ligne pointillée dans la figure 10, pour éliminer plus ou moins l’induction électrostatique.
- J’appellerai l’attention sur un certain nombre d’observations intéressantes faites avec la lampe. Je détache d’abord une des bornes de la lampe du circuit secondaire S. On remarque une lueur qui remplit l’ampoule. Cette lueur est due à l’induction électrostatique. Elle augmente quand on prend l’ampoule dans la main et que l’on ajoute ainsi sur le circuit la capacité du corps de l’expérimentateur. Le secondaire, en effet, est équivalent à une armature métallique qui serait placée près du primaire.
- Si le secondaire, ou son équivalent, l’armature, était placé symétriquement par rapport au primaire, l’induction électrostatique serait nulle dans les conditions ordinaires, c’est-à-dire en employant un circuit de retour primaire, car les deux moitiés se neutraliseraient mutuellement.
- Le secondaire est, en fait, placé symétriquement par rapport au primaire, mais l'action des deux moitiés de ce dernier n’est pas exactement la même lorsque l’une des extrémités du primaire seulement est reliée à la bobine d’induction ; par suite l’induction électrostatique se manifeste, d’où la lumière dans l’ampoule.
- Je puis égaliser approximativement les actions des deux moitiés du primaire en en reliant l’extrémité libre à la plaque isolée, comme dans l'expérience précédente. Dans ce cas, la lueur disparaît.
- Pour mettre en lumière un autre fait intéres-
- Fig. il et 12. — Effet d’une plaque isolée avec basses fréquences.
- sant, je relie les deux bornes de la lampe au secondaire, une extrémité du primaire étant en relation avec la borne Tt de la bobine et l’autre avec la plaque isolée Pj, comme précédemment. La lampe brille alors d'une lumière intense (fig. 12).
- Lorsqu’on détache la plaque Pl5 le filament devient beaucoup moins brillant (fig. n).
- En reliant de nouveau la plaque Pl5 mais en augmentant la fréquence du courant, je rends le filament obscur ou à peine rouge (fig. 14).
- Si maintenant je détache de nouveau la plaque Pj, on pourrait en inférer que le courant primaire sera affaibli, que par la suite la force électromotrice dans le secondaire S diminuera, de même que l’éclat de la lampe. Ce résultat peut,
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- en effet, être atteint par un réglage des bobines ou de la fréquence et du potentiel des courants. Mais dans les conditions actuelles il est intéressant de noter que la lampe augmente d'intensité lumineuse quand on enlève la plaque (fig. i3).
- Dans ce cas, toute l’énergie que reçoit le primaire est absorbée par lui, comme la charge d’une batterie est absorbée par un câble sous-marin; mais 1 1 plus grande partie de l’énergie se retrouve dans le secondaire et sert à illuminer la lampe.
- Le courant qui traverse le primaire est d’intensité maxima à l’extrémité b reliée à la borne
- Fig. i3 et 14. — Effet d’une plaque isolée avec hautes fréquences.
- T, de la bobine d’induction, et diminue vers l’extrémité éloignée a. Mais l’effet inductif dynamique exercé sur le secondaire S est maintenant plus grand que lorsque la plaque était reliée au primaire.
- Ces résultats auraient pu être produits par différentes causes. Par exemple, la plaque P, étant détachée, la réaction de la bobine C pourrait être telle qu’elle diminue le potentiel de la borne Tj et affaiblisse le courant traversant le primaire de la bobine G. Ou bien, la suppression de la plaque peut diminuer l’effet de la capacité et par suite le courant. Ou encore, l’effet en question pourrait être produit par une varia-
- tion de phase entre les courants primaire et secondaire et la réaction qui en résulte. Mais le facteur principal déterminant est la relation entre la self-induction et la capacité de la bobine C et de la plaque P, et la fréquence des courants. Le renforcement de l’effet lumineux du filament dans la figure i3 est, toutefois, partiellement dû à réchauffement du gaz raréfié de la lampe par l’induction électrostatique, qui est plus grande lorsque la plaque isolée est détachée du circuit.
- Dans ce dernier cas et à circuit secondaire ouvert, on ne peut tirer de celui-ci que de petites étincelles, l’induction électrostatique étant faible. Mais après avoir fermé le secondaire sur lui-même ou sur la lampe, de fortes étincelles peuvent en être tirées. L’induction électrostatique est alors beaucoup plus forte, parce que le secondaire fermé détermine un courant plus intense dans le primaire et principalement dans la partie reliée à la bobine d’induction. En prenant la lampe à la main, on augmente la capacité du secondaire et la luminosité du filament, l’incandescence étant maintenant due partiellement au passage du courant à travers le filament et au bombardement moléculaire du gaz raréfié.
- Les expériences qui précèdent nous amènent à une nouvelle série de résultats intéressants obtenus au cours de ces investigations. Puisque je puis faire passer un courant à travers un fil isolé simplement en reliant unede ses extrémités à la source d’énergie électrique ; puisqu’à l’aide de ce courant je puis en induire un autre, aimanter un noyau de fer, en un mot effectuer toutes les opérations possibles avec un circuit de retour, il est clair que je pourrai également actionner un moteur à l’aide d’un seul fil.
- A une autre occasion j’ai décrit une forme simple de moteur comprenant simplement une bobine excitatrice, un noyau de fer et un disque. La figure i5 représente une modification de ce moteur à courants alternatifs actionné par les courants induits dans un transformateur relié à une borne, et divers autres arrangements de circuits pour actionner une certaine catégorie de moteurs alternatifs fondés sur l’action des courants à différence de phase. Il suffira de dire quelques mots de chacun de ces dispositifs.
- Dans le diagramme, la figure i5 II montre une bobine P reliée à l’une des extrémités de la ligne
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- L venant d’une borne d'un transformateur à haute tension. En communication inductive avec ce primaire P est un secondaire S de gros fil dont le circuit contient une bobine c. Les courants induits dans le secondaire excitent le noyau de fer i, qui, de préférence, mais non nécessairement, est divisé, et mettent le disque métallique d en rotation.
- Un moteur M2 (fig. i5 II) de ce genre a été appelé un « moteur à retard magnétique », mais on objecte d’autre part à cette expression que la rotation peut être attribuée aux courants de Foucault. Pour faire fonctionner ce moteur dans de bonnes conditions, il ne faut pas employer de fréquence trop élevée, pas plus de quatre à cinq mille, quoique la rotation puisse être produite avec dix mille par seconde et plus.
- Dans la figure i5 I, un moteur Mt ayant deux
- circuits excitateurs, A et B, est indiqué schématiquement. Le circuit est relié à la ligne L et en série avec un primaire P, qui peut avoir son extrémité libre reliée à une plaque isolée Pj, comme l’indiquent les lignes pointillées. L’autre circuit de moteur B est relié au secondaire S qui est en relation inductive avec le primaire P. Les courants dans les deux circuits, secondaire et primaire, diffèrent entre eux en phase de 90°, ou à peu de chose près, et peuvent faire tourner une armature en relation inductive avec A et B.
- Dans la figure i5 III, un moteur similaire possède deux circuits excitateurs At et B4. Un primaire P relié par une extrémité à la ligne L agit sur un secondaire S auquel sont reliés les deux circuits excitateurs du moteur, l’un directement, l’autre par l’intermédiaire d’un coQ<$œ§f
- U tï/Y .
- Fig. i5. — Actionnement de moteurs à l’aide d’un fil unique.
- teur C, qui produit la différence de phase entre les courants en At et Bj.
- La figure i5 IV indique une autre disposition. Dans ce cas, deux primaires P4 et P2 sont reliés à la ligne L, l’un par l’intermédiaire d’un condensateur G de faible capacité, l’autre directement. Les secondaires S, et S2 sont en série avec les circuits excitateurs A2 et B2 du moteur M4, le condensateur G servant encore à produire la différence de phase voulue entre les deux circuits. Quoique des moteurs de ce genre ne présentent jusqu’à présent qu’un intérêt scientifique, ils ne tarderont pas à pouvoir être utilisés dans la pratique.
- Il sera utile, je crois, de placer ici quelques remarques au sujet des dispositifs de toute sorte basés sur l’emploi d’un seul fil.
- Il est de toute,évidence que, quand on fait usage de courants à haute fréquence, la communication avec la terre est — au moins quand la force électromotrice est grande — préférable à
- l’emploi d’un fil de retour. Cette communication avec le sol donne lieu à des inconvénients avec les courants constants ou de basse fréquence, à cause des actions chimiques destructives des premiers et des dérangements que causent les seconds dans les circuits voisins; ] mais avec les courants à haute fréquence, ces j actions n’existent pratiquement pas.
- Mais il y a mieux, la communication avec le sol devient même superflue quand la force électromotrice est très considérable, car bientôt il se produit ce fait que le courant peut être trans- \ mis plus économiquement à travers des conduc- j teurs ouverts qu’à travers des conducteurs fer- ! més. Si l’application industrielle d’une trans- ~ mission de force à fil unique peut paraître en- j core lointaine à ceux qui ne connaissent pas les expériences faites dans cette voie, il n’en est pas de même pour quiconque s’occupe de cette question. En vérité, je ne vois pas pourquoi une installation de ce genre ne serait pas réalisable.
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- Il ne faudrait, du reste, pas croire qu’il soit nécessaire pour cela de recourir à des courants de très haute fréquence, car dès qu’arrivent des potentiels de 3oooo volts, par exemple, la transmission peut être effectuée avec de faibles fréquences. Ces conclusions s’appuient sur des expériences que j’ai faites.
- Quand les fréquences sont très élevées, on trouve très facile au laboratoire de régler les effets de la manière indiquée par la figure 16. On y voit deux primaires P et Pj, reliés chacun par une de ses extrémités avec la ligne L et par l’autre extrémité avec les plaques de condensateurs G et G respectivement. Près de celles-ci se trouvent d’autres plaques Gt et Gt, l’une reliée à la ligne, l’autre à une plaque isolée P2. Sur les primaires sont enroulés des secondaires S et mis en communication avec les appareils m et d.
- En faisant varier les distances entre les pla-
- avantages des courants à haute fréquence sans rendre le noyau de fer absolument incapable de suivre les variations et sans perdre une grande quantité d’énergie dans le noyau. Une certaine catégorie de ces moteurs, que j’ai proposés il y a quelques années, contiennent des circuits secondaires fermés et tournent très rigoureusement quand on fait passer des décharges disrup-tives à basse fréquence à travers les bobines excitatrices. Une des raisons qui font que ces moteurs fonctionnent bien dans ces conditions, est que la différence de phase entre les courants primaires et secondaires est de 90 degrés, ce qui n’est généralement pas le cas avec des courants de basse fréquence variant harmoniquement.
- Dans la figure 17, on a représenté un moteur fonctionnant avec des décharges disruptives. Il comprend un assez gros noyau de fer i avec des incisions dans lesquelles sont logés de gros
- Fig. iG. — Transformation à fil simple avec modes de réglage faciles.
- ques de condensateur G et C1; on fait varier l’intensité des courants dans les secondaires S
- et.fi.
- Le côté curieux de cette expérience est la grande sensibilité de ce mode de réglage, la moindre modification de la distance entre les plaques produisant une grande variation de l’intensité de courant. La sensibilité est accrue au maximum en rendant la fréquence telle que le primaire lui-même, sans plaque reliée à son extrémité libre, satisfasse à la condition de résonance. Il n’a été possible de régler les conditions de façon que l’approche d’une personne suffisait à produire une variation d’éclat considérable dans les lampes attachées au secondaire.
- De très hautes fréquences ne sont pas applicables aux moteurs par suite de la nécessité où l’on se trouve d’employer des noyaux de fer. Mais on peut se servir de décharges brusques de faible fréquence et obtenir ainsi certains
- Fig. [7.— Moteur actionné par des décharges disruptives.
- cadres de cuivre ce. A proximité du noyau se trouve un disque métallique D pouvant tourner librement. La bobine excitatrice primaire C, est reliée par ses extrémités a et b aux bornes du secondaire S d’un transformateur ordinaire, dont le primaire est alimenté d’un courant alternatif de basse fréquence. Entre les bornes du secon-naire est placé un condensateur G qui se décharge à travers l’excitateur dd, placé en série ou en dérivation sur la bobine.
- Dans des conditions convenables le disque D tourne en exerçant un couple considérable et le noyau de fer ne s’échauffe pas sensiblement. Avec les courants d’un alternateur à grande fréquence, au contraire, le noyau s’échauffe rapidement et le disque tourne avec un couple moindre.
- Pour rendre l’expérience démonstrative il faut d’abord s’assurer que le disque D n’est pas mis en rotation quand la décharge ne se produit pas en dd. 11 est préférable d’employer un gros
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- noyau de fer et un condensateur de grande capacité afin de réduire autant que possible les oscillations très rapides superposées à l’oscillation fondamentale. En observant certaines conditions j’ai pu actionner des moteurs série ou shunt ordinaires à courant continu à l’aide de ces décharges disruptives, et cela avec ou sans emploi d’un fil de retour.
- Parmi les différents phénomènes de courant le plus intéressant peut-être est le phénomène de l’impédance que présentent les conducteurs en présence de courants variant très rapidement. Dans mon premier mémoire communiqué à l’American Institute of Electrical Engineers, j’ai décrit quelques observations de ce genre. Ainsi, j’ai montré que lorsque des courants à grande fréquence traversent une barre métallique épaisse, il peut y avoir sur cette barre des points distants seulement de quelques centimètres et présentant une différence de potentiel suffisante pour faire briller une lampe à incandescence ordinaire. J’ai également décrit la façon curieuse dont se comporte un gaz raréfié entourant un tel conducteur. Ces phénomènes ont été depuis lors étudiés avec plus de soin et une ou deux expériences nouvelles semblent assez intéressantes pour m’engager à les décrire ici.
- Dans la figure 18 a, B et B! sont de fortes barres de cuivre reliées d’une part aux plaques G et Cj de condensateurs dont les armatures opposées sont en communication avec le secondaire d’un transformateur à haute tension, alimenté par un alternateur ordinaire G. Le condensateur se déchargea travers un excitateurdd comme d’ordinaire.
- En établissant une vibration rapide il est facile d’effectuer l’expérience suivante. Les barres B et B., sont réunies par une lampe à bas voltage /3; au-dessous de cette lampe on met en dérivation sur c c une autre lampe de 5o volts l, ; et plus bas encore on attache une lampe de 100 volts /,, enfin à une certaine distance au-dessous de cette dernière on fixe un tube raréfié T. En déterminant les positions de ces appareils il est possible de les faire briller tous simultanément. Pourtant ils sont reliés en dérivation sur les deux grosses barres de cuivre et nécessitent pour fonctionner des voltages tout différents.
- Dans les figures 19 et 20 deux autres expériences sont représentées, expériences qui ne demandent pas un réglage aussi délicat que la
- précédente. Dans la figure 19, la lampe l2 de 5o volts pourra être allumée assez facilementtandis que la lampe /t de 100 volts pourra rester obscure, ou devenir' à peine rouge. Si l’on réunit alors les deux barres par un gros conducteur, comme dans la figure 20, c’est l’inverse qui se produira, et c’est la lampe de 100 volts qui aura l’éclat le plus intense.
- Ces résultats ne doivent pas être attribués simplement à la fréquence, comme je l’ai fait remarquer, mais plutôt à la vitesse de variation,
- a
- o,
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- n
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- Fig-. 18, 19 et 20. — Phénomènes d’impédance.
- qui peut être grande même avec de basses fréquences.
- Dans les expériences précédentes, j’ai eu l’occasion de montrer quelques phénomènes lumineux, et il serait maintenant indiqué d’étudier ceux-ci individuellement: mais pour compléter cette investigation je crois nécessaire de faire quelques remarques au sujet de la résonnance électrique, qui doit toujours être observée dans la réalisation de ces expériences.
- {A suivre.)
- N. Tesla.
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- FAITS DIVERS
- Nous avons constaté à plusieurs reprises la prospérité du grand établissement électrométallurgique de Neu-hausen. Jusqu’à ces derniers temps, cette installation avait pu se contenter de quatre dynamos de i5o chevaux, une de 3oo et deux de 600 chevaux. Nous avons dit qu’il a paru nécessaire d’augmenter dans une large proportion la production d’énergie électrique, et on a créé, au moyen des trois plus fortes dynamos existantes, et de quatre nouvelles, un groupe dé 3yoo chevaux. Les quatre nouvelles dynamos font i5o tours par minute; elles donnent 7500 ampères à 55 volts. La nature du travail, qui exige une parfaite continuité de production d’électricité pendant plusieurs semaines de suite, sans arrêt, a rendu particulièrement délicate la construction de ces dynamos.
- Chaque dynamo, à axe vertical, est accouplée directement à la turbine dont l’axe est également vertical. Le palier supérieur est fixé sur la couronne des inducteurs et sert de guide au prolongement de l’axe de la turbine. La couronne elle-même fait corps avec le bâti du plancher intermédiaire; elle porte 24 pôles disposés suivant autant de rayons. L’arbre porte l’induit et sur le collecteur sont placés 120 balais qu’une commande appropriée â main permet de faire mouvoir tous ensemble.
- La machine est construite de façon que les variations de charge ne déplacent qu’insensiblement la zone neutre du champ. Aussi le service de la dynamo est-il fort simple. Chaque unité, formée d’une turbine et d’une dynamo, est partagée en trois étages. A la partie inférieure est la turbine; la hauteur de la dynamo est partagée en deux étages. A chaque étage est établi un plancher de service.
- Les turbines sortent des ateliers Escher, Wyss et C°, de Zurich. Le poids de l’induit et de ses accessoires est balancé hydrauliquement afin de ne pas en surcharger le pivot.
- Ces dispositions sont dues aux ateliers d’Œrlikon. M. Crépy, qui les décrit, publie également une courte description d’une autre installation hydraulique faite par la môme Société, celle qui sert à la transmission de la force de Saint-Victor-sur-Loire à Saint-Etienne et sa banlieue, et qui emploie des courants triphasés.
- Dès le milieu de 1891 un syndicat s’était formé à Saint. Etienne pour l’application des procédés récents de transport de la force par l’électricité à l’utilisation des chutes de la Loire. Ce syndicat réussit, au mois de décembre, à se faire donner la concession de la distribution de force motrice dans la ville de Saint-Etienne. En raison du bas prix auquel doit être distribuée la force, on ne pouvait songer à créer une usine centrale à vapeur; la chute de Rochetaillée, voisine de la ville, était absolument insuffisante; l’application de l’idée qui avait présidé à la formation du syndicat s’imposait donc.
- Le syndicat obtint la concession, sur le canal du Forey, d’une chute pouvant développer 900 chevaux, et celle, éventuelle, d’une dérivation de la Loire, en vue des extensions futures. Pour le moment, il s’agit seulement d’utiliser la chute du canal, au Châtelet, près de Saint-Victor-sur-Loire.
- La station génératrice du Châtelet est située sur le canal du Forez, à peu de distance de son origine. Le débit normal de la chute concédée est de 11 mètres cubes par seconde, sa hauteur de 8,5o m. En supposant des moteurs hydrauliques ayant un rendement de 75 0/0, la puissance disponible est de 935 chevaux.
- Il es! juste de dire que le débit de iî mètres cubes par seconde dans la concession suppose que la Loire donne i5 mètres cubes par seconde au canal. Or, dans les grandes sécheresses, le fleuve ne donne pas autant.
- Il a donc fallu suppléer à l’insuffisance possible, en certaines circonstances, de la force hydraulique, par l’installation d’une machine à vapeur, qui n’est mise en action qu’en cas de besoin. Mais cette installation supplémentaire est bien moins onéreuse qu’on ne pourrait le supposer.
- En admettant, en effet, que la consommation journa liére soit invariable, et c’est là une hypothèse désavantageuse, puisque les grandes sécheresses se produisent en été, au moment où l’énergie demandée est moindre, la statistique des Ponts et Chaussées montre que 94,3 0/0 du travail annuel seront fournis par la chute d’eau. Il n’y a donc que 5,7 0/0 de ce travail à demander à la machine à vapeur auxiliaire.
- En admettant comme consommation de charbon un chiffre double de celui garanti par le constructeur, on trouve que la dépense en charbon sera de i,5o franc par cheval pour 1000 heures d’éclairage et de 4,5o francs par cheval pour 3ooo heures d’emploi de force motrice. Il est â présumer que ces chiffres sont exagérés, car, en réalité, c’est en été seulement qu’on aura recours à la machine a vapeur. Or, dans cette saison, le maximum d’énergie demandé par le réseau ne sera jamais atteint, l’éclairage ne commençant guère avant la fermeture des ateliers. L’économie qui résulte de ce fait sur les prévisions relatées plus haut peut s’évaluer à 3o ou 35 0/0.
- Le prix d’établissement des machines à vapeur ne grève pas non plus outre mesure l’entreprise : les constructeurs ont livré des machines à 200 francs le cheval mis en place; l’amortissement correspondant, l’intérêt compris, n’est donc que de 20 francs. D’ailleurs, on ne peut, dans aucune usine hydraulique, se passer de machines à vapeur de secours, si l’on veut être assuré d’un travail régulier.
- Il est probable que la puissance de 900 chevaux dont on dispose sera bientôt insuffisante. Néanmoins, il est facile de remarquer que cette puissance pourrait satisfaire 900 chevaux de force motrice et 900 d’éclairage, s’il n’y avait pas de chevauchement des heures de travail sur celles d’éclairage; pour ces heures, où un double effort
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- est demandé à la station, on a pu heureusement avoir recours à l'accumulation hydraulique, à laquelle le terrain se prête bien. On constitue ainsi, pendant les heures de faible charge, des réserves d’énergie que l’on dépense lorsque la demande augmente.
- La station comprend trois groupes de 3oo chevaux chacun. La dynamo à courant triphasé est actionnée à volonté par une machine à vapeur horizontale Biétrix, qui la commande directement, soit, au moyen d*engrenages, par une turbine Singrün. L’axe de la turbine est vertical, celui de la dynamo horizontal. Cette dernière fait 200 tours à la minute. Des manchons d’embrayage permettent de commander soit par la vapeur, soit hydrauliquement.
- De la station du Châtelet partent deux lignes de distribution de force aboutissant à Saint-Etienne et passant, l’une par Saint-Just et Villard, avec embranchement sur Saint-Rambert et Saint Priest, l’autre par Firminy, Le Chambon, La Ricamarie, avec embranchement sur Unieux. Enfin une transversale dessert Saint-Genest et Roche-la-Morlière.
- En province, la fête du 14 juillet 1898 a été l’occasion d’une expérience qui marquera certainement dans les annales de la navigation aérienne, et peut-être dans celles de l’électricité ouvrière.
- M. Mallet, l’aéronaute bien connu, a exécuté une ascension aérostatique avec M. Langlois, conseiller municipal de Saumur. Il est parti de l’hôtel de ville à 5 heures 1/2 et est descendu à 1 heure du matin à Confo-lens, après avoir fait des expériences très satisfaisantes avec l’hélice-lest imaginée par son passager. Il est parvenu à remorquer en une minute à 100 mètres de hauteur un aérostat de 800 mètres cubes dont le poids est d’environ 1000 kilogrammes, après l’avoir équilibré par les procédés ordinaires bien entendu.
- L’hélice-lest, du diamètre de 2,5o m., était animée d’un mouvement de rotation égal à 1 tour 1/2 par seconde à l’aide d’une manivelle que M. Mallet tournait avec une main dans un plan horizontal.
- Les effets ainsi obtenus de prime abord avec un appareil d’une construction sommaire sont déjà suffisants pour être utilisés dans un voyage aérien. L’hélice-lest ne devant être mise en mouvement que d’une façon intermittente et à intervalles assez longs, l’emploi d’accumulateurs ou de piles système Renard se trouve indiqué pour produire ces mouvements utiles et nouveaux que l’on aurait obtenus depuis longtemps si l’on n’avait négligé la régularisation du mouvement vertical en vue d’une progression rien moins que problématique contre le vent.
- Le mouvement vertical obtenu par M. Mallet à l’aide de l’hélice-lest Langlois est accompagné d’une giration due à la composante horizonte du mouvement de l’hélice. Ce mouvement, qui allait en s’accélérant, n’était encore
- que d’un tour en quatre minutes au bout d’une minute de marche.
- Il est très curieux de constater que la première expérience faite sur le mouvement ascendant des ballons, obtenu avec l’hélice-lest, date de 1847. Il a été exécuté par Te docteur Van Ileeke, et fut l’objet d’un rapport de M. Babinet au nom d’une commission académique dont faisaient partie M. Séguin et le célèbre générai Poncelet.
- Afin d’éviter le mouvement giratoirè et le mouvement de rotation de l’axe du ballon, le docteur Van Ileeke avait placé une hélice à chaque coin de la nacelle, et les quatre hélices étaient mues par une .roue unique horizontale à laquelle était appliquée là force motrice. Le système était tellement compliqué qde malgré les résultats encourageants qui paraissent avoir été obtenus, les expériences n’ont point été recommencées.
- Il est clair qu’en employant quatre petites dynamos qui ne pèseraient pas plus qu’une seule, et un cour.ant unique, l’appareil de M. le Dp Van Hçeke deviendrait très pratique par l’électricité et qu’il pourrait être utilisé à exécuter une foule d’expériences du. plus grand intérêt.
- Mais nous pensons que dans les ascensions ordinaires l’hélice-lest serait suffisante pour rendre à la main d’immenses services. En tout cas, c’est Ci la fête nationale du 14 juillet 1893 que l’on doit d’avoir attiré l’attention du public et de l’Académie des sciences* à laquelle ces faits vont être soumis prochainement, sur les avantages qu’il pourrait y avoir à appliquer aux 'ballons l’électricité, mais en l’employant à régulariser les mouvements que l’air fait produire, au lieu de dépenser inutilement l’énergie moderne que l’on peut emporter dans les airs à lutter contre le vent.
- La collision de deux trains sous le tunnel de Charonne qui s’est produite mercredi a causé dans Paris une émotion d’autant plus vive que cet accident rappelle la catastrophe de Saint-Mandé. Les conséquences n’ont pas été fort heureusement aussi terribles. Les .témoins de l’accident ont été surtout frappés de la terreur qui, après le tamponnement, a saisi les voyageurs dans l’impénétrable obscurité du tunnel.
- N’est-ce pas le moment de rappeler l’importance de la question de l’éclairage des tunnels ? Les compagnies recu-lerajlent-elles devant les frais relativement minimes d’un service aussi important? L’éclairage électrique donnerait le moyen de réduire ces frais au minimum, car rien ne serait plus facile que d’établir une disposition automatique permettant de n’allumer les lampes que lors du passage d’un train.
- Mais on se heurte là à l’invincible routine et au mauvais vouloir de certains administrateurs, ennemis de toute innovation qui 11c vient pas de leur propre initiative*
- 11 y a deux ans que l’on nous promet l’éclairage ; électrique du tunnel des Batignolles, mais juëqu’ici rien n’a été fait. Pourtant, le personnel de l’Ouest affirmait que
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- l’on travaillait à cette installation, mais que ces travaux ne pouvant se faire que la nuit avançaient très lentement! Sur ce dernier point au moins tout le monde est d’accord, car la lenteur est telle que ce projet d’éclairage, dont l’exécution n’a jamais été commencée, ne sera jamais essayé, sous prétexte que l’on projette la démolition du tunnel.
- Et les nombreux tunnels de la Ceinture dont la démolition n’est pas à l’étude, y laissera-t-on régner encore longtemps une dangereuse et toujours désagréable obscurité? A quoi sert l’électricité? s’est demandé une des victimes de l’accident de Charonne; doit-on répondre qu’elle sert seulement à illuminer des fontaines lumineuses?
- L’électrocution des condamnés, telle du moins qu’on la pratique aux Etats-Unis, ne semble décidément pas constituer un progrès sur la guillotine, si en pareille matière il est permis de parler de progrès.
- Par les récits très peu détaillés qui nous arrivent d’oa-tre-mer, tout le monde a pu constater qu’à peu près dans toutes les exécutions qui ont été pratiquées jusqu’à ce jour par l’électricité, on a dû appliquer le courant deux et trois fois pour tuer sûrement. Les recherches de M. d’Ar-sonval ont montré d’ailleurs que dans le plus grand nombre de cas les premiers chocs ne déterminent que la mort apparente, et que la respiration artificielle pourrait quelquefois faire revivre le patient. L’électrocution peut donc être considérée comme un mode d’exécution barbare, prolongeant inutilement le supplice du condamné.
- La dernière preuve à l’appui de ce dire nous est donnée par les journaux américains, qui relatent les faits suivants, compliqués d’ailleurs d’un accident, qui témoigne du peu de soins apportés à un acte aussi grave.
- Une scène horrible s’est passée, le 28 juillet, à la prison d*Auburn (États-Unis), pour l’exécution par l’électricité de l’assassin Taylor.
- L’appui sur lequel reposent les pieds du patient s’étant cassé, celui-ci n’a pas été traversé par le second courant et a donné des signes de vie après le premier choc.
- Les médecins ne savaient où donner de la tète, et toute l’assistance a voulu se retirer, mais n’a pu en obtenir la permission.
- Le condamné fut alors emporté, tandis que les médecins assuraient que, malgré ses plaintes, il était absolument inconscient, comme s’il avait été frappé d’apoplexie.
- Mais comme son pouls devenait déplus en plus fort, on lui administra de la morphine et il fut replacé sur le fauteuil d’exécution, qu’on avait réparé à la hâte. On fit de nouveau passer le courant et le condamné ne donna plus enfin signe de vie.
- Cette horrible exécution avait duré une heure et quart. Tous les assistants étaient indignés.
- Un méricain, M. Waring, prétend réduire la perte de chaleur des lampes à incandescence en entourant le filament d’un gaz de forte densité (?) De plus, si l’on plonge le filament dans un gaz n’exerçant pas d’action chimique sur le carbone, la désagrégation due à la haute température, et par suite le noircissement de l’ampoule seraient évités. En conséquence, M. Waring remplit le globe de ses lampes de vapeurs d’iode, de brôme ou d’un mélange des deux.
- N. Polech a publié dans les Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft une note sur un nouvel alliage découvert indirectement par électrolyse.
- La wolframite de Bohème, substance riche en un métal rare, le tungstène, ayant été soumise à l’électrolyse, a donné une masse d’un alliage de fer et de tungstène. Il semble y avoir là une voie nouvelle pour la producton de fer au tugstène, dont on connaît la dureté extrême et le remarquable pouvoir magnétique. D’après Siemens, en effet, lorsqu’un aimant en fer à cheval, en acier ordinaire, pesant un kilogramme, est considéré comme de bonne qualité s’il porte sept fois son propre poids, le môme aimant construit en acier au tungstène peut porter jusqu’à vingt fois son poids.
- Une question fort curieuse vient de se poser devant ia tribunal civil du Vigan. Cette ville a affermé ses octrois à un M Carrière. Dans le tarif sont compris les droits sur le pétrole et la bougie. La ville ayant autorisé une compagnie à faire une installation d’éclairage éiectrique, M. Carrière a demandé une réduction de sa redevance, la lumière électrique échappant à l’octroi et diminuant la consommation du pétrole et de la bougie. Le tribunal a admis la réclamation, lui a accordé 400 francs de dommages-intérêts, et a rendu responsables, à l’égard de la municipalité, les concessionnaires de la lumière électrique.
- C’est le cas où jamais de dire que l’octroi est un impôt indirect.
- Le rhodium étant un métal très dur, très peu fusible, inattaquable par les réactifs et les agents ordinaires, on a eu l’idée d’en recouvrir le fer, le cuivre. Le bain galva-
- nique est composé de :
- Eau............................ 1 litre.
- Sulfate de rhodium........... 100 grammes.
- Fluosilicate d’ammoniaque.... 100 —
- Sel ammoniac................. 100 —
- Cyanure d’ammonium............ 50 —
- Le cuivre se recouvre mieux que le fer. Le fer oxydé se recouvre mieux que le fer pur. L’opération se conduit comme pour le platinage.
- Le tungstène donne des dépôts de couleur fer ou rougeâtres. Les conditions dans lesquelles se forment ces
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- deux genres de dépôts ne sont pas encore bien déterminées. Le tungstène est très dur, inattaquable â l’air. Les acides sulfurique et chlorhydrique sont sans action sur lui: l’acide azotique l’attaque. La Revue de chimie in-
- dustrielle indique le bain suiv \nt :
- Eau............................ i litre.
- Azotate de tungstène........... ioo grammes.
- Phosphate de potasse..*........ 100 —
- Acétate d’ammoniaque........... i5o —
- Un correspondant de VElectrical Review, de Londres, cite le cas d’une lampe à incandescence de 200 bougies qui a été détruite par les rayons concentrés sur le verre de l’ampoule par le réflecteur. Cette lampe était en verre vert absorbant beaucoup de chaleur. La paroi en verre se trouvait au foyer du réflecteur, et la chaleur concentrée était si intense que le verre s’est ramolli, a été attiré à l’intérieur par le vide et a fini par être percé, ce qui prouve que la forme du réflecteur des lampes à incandescence doit être étudiée en vue de ne .pas donner lieu à des accidents de ce genre.
- Éclairage électrique.
- Le Conseil municipal d’Avignon a été saisi d’une pétition du Syndicat des maîtres d’hôtel, restaurateurs et limonadiers, dans laquelle iis se plaignent de l’insuffi sance de l’éclairage électrique et demandent à la ville d’intervenir et de vérifier si le pouvoir éclairant des lampes fournies par la Compagnie est bien celui indiqué dans les polices souscrites par les abonnés.
- La question a été renvoyée à la Commission du contentieux du Conseil municipal, mais il est douteux qu’elle puisse être tranchée conformément aux vœux des pétitionnaires, la ville n’ayant donné à la Compagnie d’éclairage électrique qu’une simple autorisation de voirie ; aucune clause relative à la vérification de l’intensité lu. mineuse n’existe entre les deux parties et la Compagnie ne s’est engagée qu’à fournir à un prix déterminé les lampes de tant de bougies.
- La presse locale constate, d’ailleurs, que l’éclairage électrique d’Avignon ne laisse rien à désirer.
- Télégraphie et Téléphonie.
- La pose du câble entre le Queensland et la Nouvelle-Calédonie, qui formera la première section du câble projeté entre l’Australie et le Canada, sera commencée sous peu, et sera terminée très probablement pour le mois prochain. Le prolongement jusqu’à Vancouver sera établi d’ici deux ans.
- Nous avons déjà dit que ce câble, fabrique par la Société générale des téléphones, est subventionné par les gouvernements français et de la Nouvelle-Galles du Sud. La pose en sera effectuée par le steamer François-Arago.
- Un confrère anglais affirme que ce câble ne fera jamais partie d’un câble du Pacifique tel que l’entend le gouver-ment britannique, et cela parce que la Nouvelle-Calédonie est une colonie française. Pour que ce câble puisse devenir un chaînon du réseau impérial, prétend notre confrère, il faudrait que l’Angleterre prît possession de la Nouvelle-Calédonie « par un arrangement ou autrement ».
- La vulgarisation du téléphone progresse rapidement et il y a lieu d’espérer, dit VElectriccil Engineer, de Londres, que le système téléphonique anglais marchera bientôt de front avec celui de toutes les autres nations. Le gouvernement agit activement dans ce but, et il est permis d’attendre sous peu des progrès considérables. Dans une interview de la P ail Mail Galette, dit le Journal télégraphique, M. Preece prédit que le téléphone est destiné' à prendre la place du télégraphe, et que le télégraphe devra, d’un autre côté, être développé pour les besoins de la presse.
- Nous proposons, dit-il, d’établir à Leeds, dans le véritable centre de l’Angleterre, une station téléphonique d’intercommunication, au moyen de laquelle les localités importantes pourraient être reliées entre elles de manière qu’il devienne possible à chaque ville de correspondre téléphoniquement , avec toutes les autres. Une personne assise â son bureau de la Cité, à Londres, serait en mesure de converser avec son correspondant à Glasgow ou à Aberdeen; un constructeur de navires à Belfast pourrait parler à son client de Southampton, un malade à Torquay consulterait verbalement son médecin à Newcastle.
- Il est entendu que les travaux à l’intérieur des villes seraient exécutés principalement par les compagnies téléphoniques, mais que le Post-Office lui-même ouvrirait des bureaux partout où il n’y aurait pas de compagnie.
- Un incendie qui a causé des pertes matérielles relativement peu considérables, mais dont les conséquences se feront néanmoins vivement sentir, s’est produit il .y a quinze jours, au bureau central de téléphones de Lyon.
- Le feu a pris dans le sous-sol où aboutissent les i25o fils téléphoniques. Il est dû à l’explosion d’une lampe à essence. Tout le matériel est détruit, et il faudra plusieurs semaines pour que le service puisse être complètement rétabli. On a commencé par poser les fils des services publics, ce qui demandera une huitaine de jours; ceux du service Lyon-Paris, dont l’activité est considérable, ont été rétablis lundi.
- Imprimeur-Gérant : V. Nory.
- Imprimerie de La Lumière Electrique. — Paris, 3i, boulevard des Italiens.
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- La Lumière Electrique
- Journal universel d’Électricité
- 31, Boulevard des Italiens. Paris
- Directeur : D' CORNÉLIUS HERZ
- XV' ANNÉE (TOME XLIX) SAMEDI 19 AOUT 1893 N» 33
- SOMMAIRE. — Perfectionnements dans les machines à courant continu ; F. Guilbert. — Distribution de l’énergie électrique par courants polyphasés et courants continus à Bockenheim ; Ch. Jacquin. — Les lampes à arc; Gustave Richard. — Recherches récentes sur la théorie électromagnétique de la lumière; C. Raveau. —Chronique et revue de la presse industrielle : Microphone Paetzold. — Microphone Mildé. — L’unification métrique des filetages. — Chemin de fer mixte de Lauterbrunnen à Mürren. — Revue des travaux récents en électricité : L’élec-trolyse de la vapeur d’eau, par J.-J. Thomson. — Sur l’éclairage électrique des phares, par M. André Blondel. —-Influence des forces magnétiques et électriques sur la concentration des solutions, par W. von Turin. — Variétés : Sur les phénomènes de vibration à haute fréquence : N. Tesla. — Faits divers.
- PERFECTIONNEMENTS
- DANS LES
- MACHINES A COURANT CONTINU
- Les machines à courant continu sont arrivées à un degré de perfectionnement qu’il paraît tout d’abord difficile de pouvoir dépasser. Leur rendement industriel atteint en effet une valeur tellement élevée qu’il serait, croyons-nous, chimérique de vouloir l’augmenter, ce qu’on ne pourrait faire du reste qu’au détriment du prix de revient, l’augmentation minime de 1 à 2 0/0 dans les environs de 92 à 93 0/0 procurant une bien faible satisfaction eu égard à l’accroissement de prix qui en résulte.
- Il reste à réaliser au point de vue de la sécurité et au point de vue commercial deux perfectionnements d’une importance assez grande : nous voulons parler de la suppression de la réaction d’induit et de l’augmentation de la puissance spécifique des machines. C’est du premier que nous allons nous occuper aujourd’hui; on verra qu’il entraîne en même temps une augmentation du coefficient d’utilisation de la machine.
- Ce journal (x) a donné dernièrement une étude
- (*) La Lumière Electrique, t. XLVIII, p. 576, 1893.
- sur un travail de M. Fischer-Hinnen, relatif à la réaction d’induit, travail publié en février dernier dans YElectrotechnische Zeitschrift. L’auteur y montre l’avantage de certains dispositifs, et en particulier de l’emploi des enroulements compensateurs et de celui des entrefers, ou plus exactement des coupures créées dans les inducteurs des dynamos.
- La réaction d’induit est en effet à elle seule la cause de bien des inconvénients.
- Elle déforme le champ inducteur et exige ainsi un déplacement des balais d’autant plus grand que la charge a plus d’importance.
- Ce déplacement nécessaire des balais occasionne des étincelles plus ou moins nombreuses dès que la charge varie et il exige dans certaines machines une attention minutieuse du personnel.
- La réaction d’induit cause de plus un abaissement important de la force électromotrice de la machine à mesure que la charge augmente.
- S’il s’agit d’une dynamo fonctionnant en réceptrice, elle donne lieu à des variations de vitesse importantes.
- Elle ne permet pas la marche dans les deux sens sans occasionner de nombreuses étincelles et un déplacement des balais.
- Enfin elle réduit considérablement la puissance des dynamos et dans les machines à régime
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- variable elle est cause de l’usure rapide des balais et du collecteur.
- Avant de revenir sur l’emploi des procédés rappelés plus haut, il ne sera pas inutile de reprendre rapidement l’explication de la réaction de l’induit donnée autrefois par M. Swinburne d’une manière suffisamment complète (1).
- Considérons (fig. i) une machine bipolaire dont les inducteurs donnent un flux magnétique dirigé suivant m n et que nous supposerons constant.
- L’enroulement induit est tel qu’à circuit ouvert la force électromotrice induite totale engendrée dans chaque moitié de l’induit par sa rotation dans le champ inducteur est maxima
- )m
- Fig. 1
- quand l’axe de cette bobine est perpendiculaire à la direction du champ.
- Lorsque le circuit extérieur de l’induit est fermé, les deux moitiés de celui-ci donnent naissance chacune à un flux magnétique dont la direction est celle de l’axe de calage des balais. C’est ce flux qui constitue la réaction d’induit.
- Dans tous les cas, l’énergie potentielle d’une section de l’induit change de signe lorsque cette section passe sous le balai. Pour que ce changement nedonne pas lieu à la production d’étincelles au collecteur, il faut que pendant sa mise en court circuit la section soit déplacée dans un champ tel que la force électromotrice résultante détermine le changement de sens du courant et lui donne au moment où elle va passer dans la partie suivante de l’induit une intensité égale à celle du courant circulant dans cette partie de l’induit. Ce résultat est obtenu par un
- (') La Lumière Électrique, vol. XXXV, p. S8i, 1890.
- déplacement des balais dans le sens du mouvement s’il s’agit d’une machine génératrice et en sens contraire s’il s’agit d’une réceptrice.
- Le flux induit résultant du courant qui traverse l’armature dans la direction a b modifie la distribution du flux inducteur dans l’entrefer et dans l’induit, d’où déplacement plus considérable des balais.
- Le flux suivant a b peut se décomposer en deux autres, l’un suivant mn et l’autre suivant cd. Le premier se compose avec le flux inducteur et modifie la force électromotrice ou la vitesse suivant qu’il s’agit d’une génératrice ou d’une réceptrice. Son action est d’autant moindre que le flux inducteur a une force magnétomotrice
- 1m
- pie. 2
- plus considérable et que l’entrefer est plus grand. Ce flux se ferme à travers le circuit magnétique inducteur en traversant deux fois l’entrefer.
- La composante cd donne des flux transversaux e/qui se ferment dans les pièces polaires en coupant deux fois l’entrefer. Ils renforcent également le flux inducteur d’un côté et l'affaiblissent de l’autre.
- C’est de cette modification dans la distribution du flux inducteur que résultent les défauts signalés plus haut.
- Ceci rappelé, on conçoit donc que le seul remède à apporter à la réaction d’induit est de diminuer les flux précédents en augmentant la résistance des circuits magnétiques correspondants: De là à créer une ou plusieurs coupures dans les noyaux des inducteurs, il n’y avait qu’un pas. Il pourrait donc se faire que cette idée ne fût pas toute nouvelle, et on paraît vou*
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- loir en faire remonter la paternité à M. Evans, ingénieur américain.
- En réalité, nous croyons que si elle n’est pas neuve théoriquement, elle a été, pour des raisons mécaniques, bien peu souvent réalisée en pratique.
- Quoi qu’il en soit, elle a été brevetée en France, à la même époque, par la société de Transmission de la force et par la société Y Eclairage électrique.
- Un grand nombre de constructeurs, et principalement ceux qui ont construit des dynamos
- Fig. 3. — Machine à inducteur coupé de la Société l'Eclairage électrique.
- du type Manchester (fig. 2), ont fréquemment songé à amincir les pièces polaires, mais ils n’ont pas osé, jusqu’en ces derniers temps, faire une coupure nette entre les deux moitiés du système inducteur, pour la simple raison qu’elle nuirait à la solidité de la dynamo.
- Parmi les machines présentant de pareilles coupures en dehors de celles des deux Sociétés rappelées plus haut, nous citerons la machine Gravier, brevetée en 1891; celle de Scott, dont les coupures sont du reste incomplètes et faites dans un autre but, et enfin une machine toute récente de M. Rechnievvsld.
- D’autre part, MM. Sautter et I larlé, sans parler d’autres constructeurs, ont aussi, croyons-nous, tenté d’employer ce procédé.
- Admettons donc cette idée théorique. Pratiquement la grandeur des intervalles et leur nombre résultent de l’étude de la dynamo. Ces coupures peuvent être combinées avec la division des noyaux perpendiculairement à l’axe, comme cela est nécessaire dans les machines à induit denté. Le plus généralement un seul intervalle peut être suffisant.
- L’unique difficulté restante était de trouver un procédé mécanique de réunion des deux parties de la carcasse inductrice. La Société Y Eclairage
- électrique a résolu la question en joignant les deux parties des pièces polaires par deux nervures venues de fonte avec elles et présentant une section suffisamment petite pour que la perméabilité y soit négligeable (fig. 3).
- Cette Société, dans le cas des machines multipolaires, coupe les fiux transversaux comme le montre la figure 4, en créant les coupures par une disposition particulière des noyaux inducteurs. Ces noyaux sont particulièrement avantageux lorsque les inducteurs doivent être formés de tôles empilées dont le plan est perpendiculaire à l’axe de rotation. Ces feuilles peuvent en effet être découpées dans une bande de tôle, avec un déchet très faible;
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- Le procédé du sectionnement des inducteurs pour combattre la réaction d’induit réalisé pratiquement permettrait, comme on le voit, de diminuer considérablement l’entrefer et de le réduire à la limite compatible avec les nécessités de la construction, ce qui permettrait d’avoir également dans les inducteurs des forces ma-gnétomotrices moins grandes et par suite diminuerait de beaucoup les dépenses d’excitation, tout en augmentant la puissance spécifique des machines. Néanmoins, cette dernière amélioration peut être réalisée d’une autre façon, comme nous le verrons plus loin, c’est-à-dire en augmentant, au contraire, l’entrefer.
- Le second procédé rappelé consiste à créer par un enroulement spécial un flux transversal dirigé en sens contraire de celui de l’induit et
- Pig. 5
- pouvant l’annuler et même agir en sens contraire.
- L’emploi des enroulements compensateurs n’est pas non plus nouveau ; La Lumière Électrique a décrit l’an dernier le dispositif imaginé par M. Rian. Il est également signalé dans le travail de M. Fischer Hinnen et employé en France dans quelques usines.
- Les bobines compensatrices, au nombre de deux (fig. 5), passent dans une coupure a, ménagée, comme on l’a vu plus haut, pour augmenter la résistance magnétique du flux de l’induit. Dans cet espace, elles sont parallèles à l’axe de rotation de l’induit; elles l’entourent ensuite en le dégageant et viennent passer dans une seconde coupure analogue à la première et ménagée dans la seconde pièce polaire.
- Ces bobines produisent des flux dont la direction est celle des flux transversaux et qui, par
- conséquent, se composent avec ces derniers pour les annuler.
- La figure 6 montre l’application de ce dispositif à une machine du type Manchester à inducteurs nettement coupés.
- Les bobines compensatrices peuvent être parcourues par le courant principal ou par un courant dérivé quelconque.
- Dans le cas des machines multipolaires ces flux additionnels sont obtenus, comme le montre la figure 4, en disposant des bobines dont les spires utiles ont leur plan passant par l’axe de
- Fig. 6. — Machine à inducteur coupé et à bobines compensatrices.
- rotation. Ces bobinesontleuraxe perpendiculaire à l’axe de rotation et dirigé suivant m 11 en c d. Celles dirigées suivant c d seront avantageusement placées dans les coupures a. Ces deux systèmes de bobines pourront être munis de noyaux dans lesquels on ménagera des entrefers comme il a été dit plus haut.
- L’emploi simultané des deux dispositifs précédents est particulièrement intéressant pour les machines à courant continu à haute tension; on peut leur adjoindre un inducteur de forme particulière recouvert d’une couche de cuivre c, soit à l’aide d’un tube, soit par électrolyse (fig. 7).
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- Ce tube de cuivre joue le rôle d’écran magnétique, de sorte que les courants de Foucault qui s’y. développent au moment d’une variation d’induction empêchent la destruction des isolants qui aurait lieu par suite d’une variation brusque de régime ou d’un accident tel que la rupture du circuit inducteur.
- M. Labour, ingénieur de la Société L'Éclairage électrique, a bien voulu nous communiquer quelques résultats obtenus avec des machines génératrices ou réceptrices à haute tension construites d’après les idées précédentes.
- Nous donnerons tout d’abord la caractéristique externe d’une machine de 8000 watts, 5oo
- Fig. 7
- volts et 16 ampères tournant à la vitesse de 1100 tours par minute.
- Intensité Différence
- dans le circuit de potentiel Puissunce
- extérieur aux bornes
- 19 ampères 5oo volts 95oo watts
- 17 — 5i8 — 8800 —
- i5 — 538 — 8070 —
- i3 — 540 — 7020 —
- 10 — 555 — 555o —
- 7,7 — 56o — 43io —
- 5 — 566 — 283o —
- 0 — 576 — 0 —
- Il s’agissait d’une machine à anneau. La variation de voltage entre la charge nulle et 9500 watts est d’environ 15 0/0 ; il faut néanmoins ajouter que la vitesse avait légèrement augmenté à vide par suite d’un glissement de courroie.
- Quant au décalage des balais, il est pratiquement nul; les balais placés sur la ligne neutre
- y sont restés pendant tous les essais sans donner lieu à aucune étincelle. . .
- Les avantages de ces machines sont encore plus grands lorsqu'on les emploie comme moteurs; le calage des balais étant nul, les régimes peuvent varier dans de très grandes limites sans aucun inconvénient pour le collecteur. De plus, la marche dans les deux sens se fait par simple inversion du courant dans l’induit sans aucun danger.
- Un moteur shunt d’un cheval et demi essayé en charge variable et donnant une différence de potentiel constante aux bornes et égale à 440 volts a fourni les résultats suivants :
- Intensité Vitesse Puissance
- (lu couriiut du moteur aux bornes
- 5,7 ampères 1728 tours 25oo watts
- 5,5 — 1728 — 2420 —
- 4,7 — 1732 — 2070 —
- 4,i - 1728 — 1700 —
- 3.3 — 1726 — 1450 —
- 2,0 — 1770 — 1280 —
- 2,3 — 1774 — 1010 —
- 1,6 - i8i5 — 620 —
- 1,15 — 1814 — 5oo —
- 0,46 — 1825 — 200 —
- La variation de vitesse n’est donc que de 5 0/0 environ dans les limites de charge précédentes.
- En réalité, entre des limites assez étendues la
- vitesse est pratiquement constante.
- Il s’agissait d’un moteur type Manchester à
- anneau.
- Le moteur shunt suivant, d’une puissance 'de
- deux chevaux et demi et sous les mêmes condi-
- tions de voltage aux bornes que le précédent,
- était également du type à induit en anneau.
- Intensité Vitesse Puissance
- du courant du moteur aux bornes
- 7 ampères i5oo tours 3o8o watts
- 5,3o — 1450 — 233o —
- 4 — 1448 — 1760 —
- 2,7 — 1430 — 1190 —
- 1,8 - 1428 — 792 —
- 0,5 — 1400 — 220 —
- Les variations de vitesse sont sensiblement du même ordre que dans le moteur précédent.
- Donnons enfin les résultats obtenus avec un moteur shunt de 4 chevaux, à vitesse réduite, fonctionnant sous une tension constante de 220 volts aux bornes.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- Intensité du courant. Vitesse du moteur, l’uissance aux bornes.
- 22 ampères. 734 tours. 45oo watts
- 17,5 — 742 — 385o —
- 11,8 — 716 — 2600 —
- 8,8 — 712 1940 —
- 5,4 — 718 - 1190 —
- 3,8 — 716 — 840 —
- La vitesse est ici sensiblement constante.
- En combinant les données précédentes avec l’emploi d’un induit tambour, représenté par la figure 8, et donnant une réaction d’induit beaucoup plus faible, on peut réaliser des machines
- bipolaires de plus grandes puissances que celles construites jusqu’ici.
- On a longtemps critiqué les puissantes machines bipolaires que la Compagnie Edison emploie dans ses stations centrales; nous allons montrer par les résultats fournis par une nouvelle machine de la Société L’Eclairage électrique qu’on peut néanmoins obtenir des puissances beaucoup plus fortes encore avec de simples machines bipolaires à induit tambour.
- Le circuit de cet induit est constitué par des
- {
- 9 9
- 8 et 9.
- câbles composés de torons de fils très fins agglutinés avec une matière isolante quelconque. Ces torons sont recouverts d’un guipage léger et tordus de manière à annuler la force électromotrice, développée dans l’épaisseur du câble, c’est-à-dire entre deux torons réunis à leurs extrémités, et par suite les courants de Foucault développés dans le cuivre de l’induit.
- Les connexions sur les faces du tambour sont faites par des barres de cuivre g g, et aboutissant d’un côté au collecteur et laissant passer de l’autre côté le prolongement du manchon sur lequel sont empilées les tôles. La figure 9 montre schématiquement la disposition de chaque spire.
- Le manchon se compose d’un croisillon for-, mant des canaux latéraux parallèles à l’arc de rotation et communiquant entre eux du côté du collecteur par des orifices e.
- Ces canaux sont rangés en deux groupes, le premier servant à l’aspiration, et le second débouchant dans un ventilateur a a, b b.
- On réalise ainsi l’appel et l’échappement du côté opposé au collecteur, c’est-à-dire à l’abri des poussières de cuivre provenant de l’usure du collecteur. Grâce à cette ventilation intérieure on peut augmenter considérablement la puissance de la dynamo et employer ce genre de machines avec des dimensions beaucoup plus importantes.
- Comme exemple nous donnerons tout d’abord
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- 3ot
- celui à une machine en dérivation de 120000 watts, i3o volts et 925 ampères.
- La vitesse de cette machine n’est que de 275 tours par minute,
- Les inducteurs sont du type Manchester, l’induit en tambour à ventilateur est muni d’une seule couche de câble ; l’entrefer atteint 3o millimètres.
- Les essais ont fourni les résultats suivants :
- Intensité du courant dans le circuit extérieur. Différence do potentiel aux bornes. Puissance.
- 0 ampères. 145 volts. 0 kilowatts.
- i56 — 142 — 22,i5o —
- 36o — i3o,5 — 5o,58o —
- 464 — i3g,5 — 64,730 —
- 58o — i39 — 80,620 —
- 700 — 137 - 95,900 —
- 860 — 134 — 115,240 —
- 980 — i33,5 — i3o,83o —
- 1040 — 133 — 138,320 —
- 1100 — 132 — 145,200 —
- 1280 — i3o — 156 —
- Gomme précédemment le décalage des balais est pratiquement nul ; ces machines présentent sur le collecteur une région neutre, assez étendue, qui permet de réduire dans de fortes proportions le diamètre du collecteur en même temps qu’on peut augmenter la section droite des balais et les faire, par suite, travailler avec une densité de courant assez élevée. On peut même aller jusqu’à ne mettre qu’un seul balai d’une section droite suffisante, ce qui permet de réduire la longueur du collecteur.
- Les variations de la différence de potentiel aux bornes de la machine précédente sont, comme on le voit, très faibles et sensiblement égales à celles qu’on aurait pu obtenir par un compoundage de la machine.
- Enfin, la réduction des pertes par courants de Foucault, grâce au dispositif particulier des fils induits, ainsi que de celles par hystérésis, à cause de la faible vitesse de la machine, lui assure un rendement très élevé.
- Ces machines employées comme réceptrices jouissent des mêmes avantages que les petits moteurs signalés plus haut.
- Un moteur shunt de 5o chevaux, tournant à la vitesse de 5oo tours, sous une différence de potentiel de i3o volts constante aux bornes, n’a qu’une variation de vitesse de 5 0/0 lorsqu’on passe de la marche à vide à la charge de soixante-dix chevaux.
- L'induit à ventilation porte un seul rang de câbles ; l’entrefer est de 23 millimètres, le rendement industriel de 91 0/0.
- Un autre moteur, également en dérivation, d’une puissance de 70 chevaux, et tournant à 400 tours avec la même différence de potentiel aux bornes que le précédent n’accuse également qu’une variation de vitesse de 5 0/0 entre la marche à vide et la charge de 100 chevaux.
- L’induit porte encore une seule couche de câble et l’entrefer est ici de 23 millimètres.
- En résumé les perfectionnements précédents ont permis à la Société VÉclairage électrique de construire des machines bipolaires de grande puissance avec des vitesses augulaires réduites; de réduire considérablement les dimensions des collecteurs et des balais ; de rendre le déplacement de ceux-ci absolument négligeable en pratique, et enfin d’obtenir le rendement maximum par la diminution des pertes par courants de Foucault dans les conducteurs ainsi que de celles hystérésis.
- Au point de vue de l’emploi de ces machines comme moteurs, les perfections dont nons nous occupons ont permis de réaliser des régimes très variables, sans étincelles et sans variations sensibles de vitesse, ainsi que la marche dans les deux sens, par une simple inversion du courant dans l’induit.
- Au point de vue de l’économie, la machine bipolaire nécessite l’entretien le moins coûteux, tant en raison de sa simplicité qu’à cause de la régularité de sa marche, qui, on Ta vu précédemment, dispense de toute surveillance.
- Ces propriétés peuvent trouver, leur application dans la traction électrique, où les variations de régime sont une des causes les plus importantes de la détonation rapide des moteurs (J).
- F. Guilbert.
- (*) Dans une des ^dernières séances de l’Institution des Ingénieurs Électriciens de Londres, M. Sayers a indiqué un moyen de maîtriser les étincelles au collecteur des dynamos à courant continu. Ce dispositif ne diffère pas comme principe de celui que MM. Déri et Blathy emploient pour les moteurs à courants alternatifs et que nous avons décrit dernièrement.
- Ce procédé donnerait aussi de très bons résultats tant au point de vue de la suppression des étincelles qu’à celui de l’amélioration de la puissance spécifique des machines.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- DISTRIBUTION DE L’ÉNERGIE ÉLECTRIQUE
- PAR COURANTS POLYPHASÉS ET COURANTS CONTINUS A BOCKENIIEIM (')
- La canalisation est aérienne dans le voisinage de l’usine sur 800 mètres environ et devient souterraine au-delà.
- La partie aérienne de la ligne est constituée par six fils de cuivre nu de 28 millimètres carrés de section constituant deux canalisations à haute tension pour les courants polyphasés et par huit conducteurs en cuivre nu de i3o millimètres carrés pour les quatre feeders de basse tension. Dès l’approche des maisons tous les fils deviennnent souterrains. Les courants triphasés sont transportés par des câbles Felten et Guil-leaume à trois conducteurs concentriques, isolés par une matière fibreuse imprégnée de goudron, et protégés par une double enveloppe de plomb et de fer. Tous les câbles du réseau à haute tension, qui comporte environ 2750 mètres de câbles et 1700 mètres de fils aériens, sont construits sur le même modèle, sauf les dimensions, et tous placés directement dans le sol avec des boîtes de raccord et de branchement remplies de matière bitumineuse. Les feeders, ainsi que les autres câbles du réseau à courant continu et à basse tension, sont constitués par des câbles à un seul conducteur, isolés comme ceux à haute tension, mais portant seulement un tube de plomb comme protection mécanique. Ils sont placés dans des caniveaux et raccordés par des boîtes de jonction ou de branchement.
- Le réseau de distribution à courant continu, qui a un développement de 9 kilomètres environ, dessert 600 lampes à incandescence de 16 bougies, quelques lampes à arc, ainsi qu’un assez grand nombre de petits moteurs d’une puissance inférieure à 5 chevaux, branchés sur le réseau à 110 volts. Ces moteurs à courant continu n’of-rien de bien particulier.
- Mais, comme nous l’avons fait remarquer au début, les moteurs d’une dizaine de chevaux entrent pour une forte part dans la consommation totale de courant. Ces moteurs sont alimentés directement par les courants triphasés venant du réseau à 600 volts; ils rentrent dans la classe
- des moteurs asynchrones à courants polyphasés ou moteurs à champ tournant, sur lesquels quelques explications ne seront pas inutiles.
- Un moteur asynchrone à courants polyphasés est constitué en principe par deux circuits, l’un fixe et l’autre mobile. Le circuit inducteur, qu’il soit fixe ou mobile, se compose d’un anneau ou d’un tambour divisé en trois bobines, si l’on veut créer seulement deux pôles magnétiques inducteurs et si l’on emploie des courants triphasés. Si l’on veut obtenir un plus grand nombre de pôles magnétiques inducteurs, il faut diviser l’anneau en autant de sections de trois bobines que l’on veut avoir de champs magnétiques, les sections étant réparties sur le pourtour de l’anneau ou du tambour.
- L’induit peut consister simplement en une masse métallique .en fer ou en cuivre, comme dans les expériences de Ferraris qui ont servi de base pour la construction de tous les appareils à courants polyphasés établis depuis. Mais, le couple moteur étant proportionnel au produit du flux inducteur par le flux induit, on doit chercher à augmenter autant que possible l’intensité du champ magnétique induit. Pour arriver à ce résultat on peut agir sur deux facteux*s différents ; d’abord en augmentant la perméabilité magnétique du métal traversé par le champ magnétique, et ensuite en augmentant l’intensité'du courant induit, parl’emploi d’un métal plus conducteur. C’est pourquoi, afin d’obtenir le maximum d’effet utile, on remplace généralement l’anneau ou la couronne massive en cuivre ou en fer par une couronne ou un tambour en fer traversé par des barres de cuivre de grosse section. Ces barres de cuivre étant toutes réunies ensemble de chaque côté de l’induit, le tambour ou la couronne induite forme un enroulement Siemens ou Gramme dont toutes les bobines seraient en quantité, c’est-à-dire qui necomprendraitqu’une seule spire, fermée sur elle-même et de très faible résistance.
- Si les trois bobines du circuit inducteur sont traversées par des courants triphasés, c’est-à-dire pardes courantsalternatifs ordinairesd’intensité égale, mais dont les sinusoïdes qui les représentent sont décalées d’un tiers de période, il est facile de voir, par un petit calcul ou par la représentation graphique, que les trois flux de force décalés qui circulent dans la masse de fer de l’inducteur vont donner lieu à une résultante
- (') La Lumière Électrique, 12 août 1893, p. 268.
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- unique, de valeur constante et tournant à l’intérieur de l’inducteur avec une vitesse uniforme w égale à la vitesse de variation des courants alternatifs, c’est-à-dire que l’on créera un aimant fictif qui fera autant de tours par seconde que les courants auront accompli de périodes complètes pendant ce même laps de temps.
- Le flux inducteur produit par cet aimant tournant va induire un courant dans le tambour ou l’anneau Gramme qui se trouve coupé par les lignes de force du champ magnétique tournant. Au point de vue de l’induction le flux tournant produirait le même effet, le tambour restant fixe, qu’un aimant de position invariable agissant sur un induit se déplaçant avec la même vitesse a> que le champ tournant. Mais l’induit se trouve animé lui-même, en temps ordinaire, d'une certaine vitesse Y inférieure ou au plus égale à la vitesse oj. L’aimant et l’induit tournant dans le même sens, les phénomènes se passent comme si l’on avait un aimant fixe et un tambour possédant une vitesse relative i2 = to — V, égale à la différence entre la vitesse de l’aimant et celle du tambour.
- L’ensemble des circuits inducteur et induit se trouve donc dans les conditions d’un moteur Gramme dont l’anneau n’aurait qu’une seule bobine, fermée sur elle-même au lieu d’être reliée à une source de courant ; on se trouve également dans le cas d'une roue de Barlow qui ne recevrait aucun courant extérieur, c’est-à-dire dans le cas d’un disque d’Arago. Le tambour induit est pourtant parcouru par un courant, mais ce courant ne prend pas naissance par l’action d’une force motrice extérieure. Il est dû à l’induction du champ supposé fixe de l’aimant sur la bobine même du tambour, tournant à la vitesse relative Q.
- La bobine unique de l’induit se composant de spires réunies en quantité et réparties uniformément à la surface du tambour, on se trouve dans le cas du disque de Faraday, c’est-à-dire qu’en négligeant les effets accessoires dus à la self-induction, le courant induit aura une valeur pratiquement constante et proportionnelle à la vitesse relative de rotation, sa position sur l’anneau se déplaçant constamment de manière à toujours rester dans le plan de l’aimant fixe. Ce courant induit va créer à son tour un champ, magnétique à angle droit avec le champ magnétique ordinaire. On retombe donc dans
- le cas d’un moteur Gramme ordinaire, c’est-à-dire qu’entre les pôles des deux aimants se produira un couple de rotation égal au produit des deux flux magnétiques. Or, le flux magnétique inducteur a une valeur constante proportionnelle à la fréquence des courants alternatifs, c’est-à-dire à la vitesse de rotation du champ oj; le flux magnétique induit a une valeur variable avec la vitesse propre V du tambour : il est proportionnel à la vitesse relative Q = o> — V.
- On déduit de là que c’est au démarrage que le couple moteur est maximum, puisqu’à ce moment la vitesse V étant nulle, le flux induit est maximum. En réalité, le couple ne sera pas tout à fait maximum, à cause d’un facteur cos 9/ provenant de la self-induction. Ce terme, n’étant jamais supérieur à l’unité, ne peut que réduire, la valeur du couple moteur dû à la self-induction. Ce terme est bien minimum lorsque la vitesse propre V de l’induit est nulle, mais il ne peut être égal à o comme on l’a dit souvent. En fait, il ne réduit pas d’une façon considérable la valeur normale du couple, car la self-induction de la bobine unique du circuit induit, qui ne comporte qu’une spire en tension et beaucoup de spires en quantité, est certainement très faible, puisque, toutes choses égales d'ailleurs, le coefficient de self-induction d’un circuit est d’autant plus petit qu’il y a moins de spires en tension et plus de spires en quantité.
- Par suite de la self-induction, le maximum du couple subira seulement un faible déplacement et coïncidera avec une vitesse un peu supérieure au démarrage. Le couple n’en sera pas moins très grand au démarrage, et si l’on introduit au moment de la mise en route une résistance extérieure dans le circuit induit, c’est plutôt pour réduire l’intensité du circuit secondaire, qui pourrait devenir trop forte, que dans le but d’augmenter la valeur du terme cos 9 pour la rapprocher de l’unité.
- La variation de la résistance du circuit induit a en effet deux actions contraires. Si, par exemple, on diminue cette résistance, on aura d’un côté une augmentation de l’intensité du circuit induit, et d’un autre côté une diminution du terme fractionnaire cos 9.
- Si, laissant la résistance du circuit induit constante on fait varier la vitesse propre V du tambour, on obtient un effet analogue : si la vitesse
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- V augmente, la vitesse, relative £2 diminue, ce qui produit d’une part'une diminution de l’intensité du circuit induit, mais d’autre part une augmentation du terme fractionnaire cos<p.
- En pratique, c’est toujours le premier terme qui est prépondérant; par conséquent le couple moteur diminuera à mesure que la vitesse du tambour augmentera, c’est-à-dire que la vitesse du moteur à vide est maxima et serait égale à u> s’il n'y avait pas à vaincre les frottements mécaniques de l’axe. A mesure que l’on charge le moteur, la vitesse diminue, de façon à produire un couple plus intense!'Le calcul montre donc qu’il n’y a pas d’inconvénient à surcharger dans une certaine mesure un moteur à champ tournant, et l’expérience a confirmé ce fait. Pour arriver à caler le moteur, il faut lui donner une charge de beaucoup supérieure à la charge normale. Si à, ce moment il s’arrête, c’est parce que le facteur dû à la self-induction surpasse celui dû à l’intensité induite et affaiblit de plus en plus le couple moteur.
- Tenant compte ou non du facteur dû à la self-induction, on voit que l’on peut maintenir un couple moteur constant quoique la vitesse V du moteur varie, en diminuant la résistance du circuit induit à mesure que la vitesse V augmente, et inversement. Cette propriété n’est pas utilisée en pratique : sauf à la mise en route et à l’arrêt, on laisse le circuit induit fermé sur lui-même. Dans les moteurs industriels, on fait quelquefois varier la résistance du circuit induit dans un autre but, soit pour maintenir la vitesse constante pour des charges variables du moteur, soit pour faire varier la vitesse avec une même 'charge.
- Un calcul très simple fait voir que le rendement, toutes choses égales d’ailleurs, augmente d’abord avec la vitesse V du moteur, puis décroît ensuite. Si l’on néglige la self-induction, le rendement est maximum pour une vitesse V égale à la demi-vitesse du champ tournant w.
- Le rendement ne se trouve pas exactement en ce point, à cause des autres facteurs qui influent sur le rendement. Pour avoir un bon rendement, à cause des pertes par échauffement dans les'bobines de l’inducteur et de l’induit, on doit autant que possible diminuer la résistance de ces circuits, ce qu’on réalise en pratique en employant de gros conducteurs.
- Mais il se produit en outre dans les parties .
- en fer du moteur, aussi bien dans l’inducteur que dans l’induit, des pertes dues à l’hystérésis. Le champ magnétique dans le fer de l’inducteur est égal, nous l’avons vu, à celui d’un aimant fixe, mais les composantes formant ce flux magnétique n’en sont pas moins soumises à des variations concordant avec les alternances du courant inducteur. La perte par hystérésis dans le fer de l’inducteur sera donc constante, proportionnelle à la vitesse de rotation <o du champ tournant ou du courant inducteur et d’autre part au volume de fer contenu dans l’inducteur.
- Toutes les parties du noyau de fer de l’induit étant successivement traversées par le champ magnétique induit, la masse du tambour subira des variations de flux qui donneront lieu à une perte par hystérésis. Mais la vitesse de variation du flux n’est plus égale ici qu’à la vitesse relative du tambour £2 = Y — w. Cette perte sera donc proportionnelle à la vitesse relative du tambour et à un terme constant correspondant au volume du fer de l’induit.
- La vitesse relative £2 étant toujours inférieure ou au plus égale à la vitesse de rotation du champ (o, il en résulte qu’à masse égale la perte par hystérésis sera beaucoup plus faible dans l’induit que dans l’inducteur, d’autant plus que dans ce dernier l’induction du fer et par suite la perte par cm3 et par cycle est plus grande que dans le fer de l’induit.
- C’est pourquoi les moteurs à champ tournant dans lesquels l’inducteur est formé d’une couronne extérieure et l’induit d’un tambour intérieur, se trouvent dans de mauvaises conditions de rendement : la masse de fer de la couronne étant très grande parce qu’elle est extérieure, et plus sensible à l’hystérésis parce qu’elle fait partie de l’inducteur, elle donne lieu à une perte par hystérésis très forte. Cette disposition a pourtant été conservée dans la plupart des petits moteurs à champ tournant à cause de la simplicité qu’elle procure ; en effet, en se dispensant de régler la résistance du courant induit au démarrage et à l’arrêt, on obtient une machine ne comportant aucun collecteur ou pièce frottante.
- Mais pour des moteurs dont la puissance dépasse quelques chevaux on se trouve conduit à adopter la disposition inverse, c’est-à-dire à mettre l'induit à l’extérieur et l’inducteur à l’intérieur afin de diminuer sa masse; on arrive ainsi à réduire dans de grandes proportions la
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- perte totale due à l’hystérésis et par conséquent à augmenter beaucoup le rendement. Mais l’inducteur se trouvant à l’intérieur, on le rend généralement mobile et on laisse l’induit fixe; on perd alors l’avantage provenant de la suppression du collecteur, puisqu’il faut amener le courant aux bobines de l’inducteur par des balais mobiles; il est vrai que le collecteur ne demande pas grand entretien, puisqu’il ne comporte pas
- de lamelles et se compose simplement de trois bagues pleines.
- Pourtant rien n’empêcherait de laisser l’inducteur fixe en faisant tourner l’induit malgré sa position extérieure annulaire, et sans même avoir besoin d’aucun collecteur, Pour les gros moteurs il est nécessaire de diminuer l'intensité dans le circuit secondaire au moment de la mise en route. On effectue le plus souvent cette
- Fig\ 8. — Installation d'un moteur asynchrone de i5 chevaux.
- réduction en intercalant directement une résistance dans le circuit de l’induit, mais il est à remarquer que ce courant étant produit par l’induction du champ inducteur sur l’armature, on arrive au même résultat et même d’une façon plus accentuée en introduisant la résistance dans le circuit inducteur, puisqu’on diminue ainsi l’intensité dans le circuit induit en même temps que dans le circuit inducteur.
- C’est d’ailleurs de cette manière que l’on opère avec les moteurs asynchrones Lahmeyer, dont l’inducteur est mobile et l’induit fixe. On peut
- voir sur la figure 8 l’installation d’un moteur de ce genre d’une puissance de i5 chevaux, dans une fabrique de vis. Un rhéostat à eau placé à côté du moteur est intercalé dans le circuit des courants triphasés, qui est traversé également par un commutateur ordinaire avant de se rendre aux balais du circuit inducteur. Le circuit induit reste au contraire fermé sur lui-même. Pour mettre le moteur en route, on ferme le commutateur, puis on enfonce progressivement dans l’eau les plaques conductrices du rhéostat en tournant à la main un petit volant à
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- vis; on voit la vitesse s’accélérer rapidement puis conserver une valeur stable. Afin de maintenir à peu près la vitesse constante, lorsque la charge varie dans de grandes limites, par exemple si une seule machine au lieu de trente fonctionne dans l’atelier, on fixe le rhéostat dans une position différente mais qu’on ne change plus pendant tout le reste de la journée. Pour arrêter on fait l’opération inverse, c’est--à-dire qu’on tourne la vis du rhéostat de
- façon à soulever progressivement les lames qui plongent dans la cuve, jusqu’à ce qu’elles émergent de l’eau. Le courant étant alors coupé, on ouvre le commutateur, qui ne sert qu'à assurer un bon contact et à couper le circuit dans un cas pressant. Les manœuvres sont si simples qu’elles sont effectuées par n’importe quel ouvrier.
- Quant à l’entretien, il consiste uniquement dans le graissage des paliers tous les huit ou
- Fig. 9. — Moteur asynchrone Lahmeyer à courants triphasés.
- quinze jours; les bagues pleines du collecteur ont très peu de chance de se détériorer et on n’y regarde que très rarement. Elles sont d’ailleurs rendues inaccessibles, une fois le moteur installé, par un manchon en tôle perforée placé à l’extrémité de l'arbre (fig. 9).
- Le moteur, qui n’occupe qu’une surface d’un mètre carré environ, est placé sur une plateforme en béton ou en bois, à côté d'un panneau adossé à un muret contenant le commutateur et les fils d’arrivée des courants triphasés ainsi
- qu’un ampèremètre pour mesurer l’intensité du courant inducteur.
- Le moteur lui-même se compose d’une couronne annulaire fixe (voir fig. 9) en fer, boulonnée sur le bâti. Cette couronne est traversée de part en part par une série de tiges de cuivre réunies toutes ensemble de chaque côté par un plaque annulaire. L’inducteur mobile, dont l’axe repose dans deux coussinets, est constitué par un tambour en fer doux lamellé portant trois bobines de fil de cuivre isolé, placées sur le pour-
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- tour du tambour; ces bobines sont montées en étoile et leurs extrémités extérieures aboutissent à trois bagues pleines placées à une des extrémités de l’axe. Trois balais isolés frottant sur les bagues amènent le courant inducteur.
- La vitesse de rotation ordinaire des moteurs asynchrones employés à Bockenheim est de 1200 tours pour les moteurs d’une puissance inférieure à 8 chevaux; au-dessus de ce chiffre ils ne font plus que 8oo tours par minute.
- La commodité d’emploi de ces moteurs les a fait rapidement apprécier des industriels de Bockenheim. Pour en donner une idée, il suffit de constater que sur les 400 chevaux constituant la force motrice totale utilisée dans les diverses fabriques de la ville, 260 chevaux, c’est-à-dire à peu près les deux tiers, sont fournis par des moteurs électriques, et l’on doit remarquer que l’usine ne marche que depuis le mois d’avril dernier. La puissance de ces moteurs varie entre 5 et 25 chevaux. Ils sont employés dans des ateliers de diverse nature, tels que ceux de construction de machines, menuiseries, fonderies d’art, imprimeries, etc.
- De nouvelles demandes de courant arrivent journellement, surtout pour les moteurs; aussi l’usine est-elle assurée d’avoir à fournir d’ici peu le maximum de courant que peuvent produire les machines. La ville même tire profit de l’installation de l’usine électrique, qui engagera beaucoup de petites fabriques à venir s’installer à Bockenheim de préférence à une autre localité, parce qu’elles seront sûres d’avoir là de la force motrice sous la main à un prix abordable.
- L’énergie, qui est mesurée avec des compteurs Hartmann et Braun, est en effet tarifée pour les moteurs à raison de 25 cent, par cheval heure, tandis que pour l’éclairage les abonnés payent 0,88 par kilowatt-heure. Ce qui permet à la Société locale qui exploite l’installation de Bockenheim de livrer l’énergie à un taux si modéré, c’est d’abord le faible prix de premier établissement de l’usine et ensuite la réduction des dépenses d’exploitation à une très petite valeur. Comme personnel il n’y a qu’un seul homme à la sous-station, et à la station primaire un ingénieur, deux mécaniciens et un chauffeur.
- Les détails que l’on vient de lire suffisent amplement pour prouver qu’au point de vue industriel l’installation de Bockenheim est aussi soigneusement étudiée dans ses détails que bien
- conçue dans son ensemble et remplit parfaitement le but cherché : distribuer l’énergie électrique dans une ville industrielle, en vue d’alimenter des moteurs en beaucoup plus grande quantité que des lampes.
- Au point de vue technique elle présente encore plus d’intérêt, car elle montre d’une façon concluante le parti que l’on peut tirer de l’emploi combiné des courants polyphasés et des courants continus. C’est la première installation de ce genre, et à ce titre nous sommes heureux d’avoir pu en donner une description complète.
- Ch. Jacquin.
- LES LAMPES A ARC Q).
- La lampe différentielle de M. II. Wall, représentée par la figure 1, a son arc amorcé par l’électro-aimant en série D, qui, attirant son armature Dj remonte, par le levier D2, le charbon supérieur B et son châssis Cj, de manière à le séparer du charbon inférieur fixe. Ce châssis porte à la fois le train d’engrenage C du frein C2 et le solénoïde régulateur en dérivation E, dont l’armature Ej commande par E2 le sabot E3 du frein. La réunion des mécanismes du frein et du solénoïde E sur une même plate-forme présente l’avantage d’établir entre eux une solidarité qui en facilite et en préserve le réglage, rendu très précis au moyen des ressorts antagonistes E., E5.
- En outre, la roue C2 du frein n’est pas entièrement circulaire, mais pourvue d’un léger plat qui, à chaque tour, chaque fois qu’il passe sous le sabot E3, lui fait échapper ce sabot et tourner plus vite, de manière à empêcher les mécanismes de se coller. Cette accélération, néanmoins, ne fait aucunement papillonner l’arc, parce que le déplacement du charbon B correspondant à un tour de C2 est extrêmement faible. On peut ainsi, en déterminant sur la roue C3 quelques plats, en augmenter, toutes choses égales, la vitesse de rotation comme par une réduction de son diamètre, dans le cas, par exemple, où l’on viendrait à employer des charbons plus petits que ceux pour lesquels la
- (’) La Lumière Electrique du 24 juin 1893, p. 555.
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- lampe a été primitivement réglée, ün évite de cette manière le changement de la roue du frein.
- Le frein de la double lampe Brokie, également actionné par la pesanteur, est excessivement simple. Il se compose (fig. 2 et 3) pour chaque paire de charbons, d’une roue D, folle sur son axe et portant deux cames f et g sur les-
- Fig. 1. — Lampe différentielle de Watt (1892).
- quelles passent les cordes ou les lamelles d’attache des charbons. Ces cames sont profilées en spirales, de manière que le charbon supérieur tende à descendre en remontant l’inférieur avec une force constante, malgré l’usure inégale des charbons, c’est-à-dire, en spirales telles que le moment de rotation du charbon supérieur augmente et que celui du charbon inférieur diminue avec cette usure.
- Le frein est soumis à l’action des solénoïdes différentiels S Sl5 conjugués sur un même balancier M, qui fait osciller dans un sens ou dans
- Fig. 2 et 3. — Lampe double de Brokie (1892). Détail des freins.
- l’autre le levier coudé mx m2, dont l’un des bras m2 porte un prolongement articulé m3. Ce prolongement est pourvu d’un galet de caoutchouc
- Fig. 4. —- Lampe focale de Hills.
- n, sans cesse appuyé à l’intérieur du frein D par le ressort de manière à l’empêcher de tourner dans le sens de la flèche, jusqu’à ce que l’électro dérivé Sj fasse buter ni' sur L En ce point, n là-
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- che la roue du frein, qui laisse les charbons se rapprocher. Le solénoïde en série S les écarte, au contraire, en entraînant D par l’arc boute-ment de n.
- La roue D ne fait qu’un tour par service. Quand les charbone d’une paire sont usés, le taquet W de la roue D correspondante vient s’appuyer sur la butée x du balancier M de sorte que les porte-charbons de la paire usée continuent à être soumis au mécanisme régulateur pendant
- Fig. 5. — Lampe de théâtre Ivruger (1891-1893).
- le service de la seconde paire de charbons, et que la charge du balancier M reste ainsi à peu près invariable.
- La lampe focale de Hills a (fig. 4) son mécanisme disposé de manière que l’on puisse l'incliner sans faire varier sensiblement ses résistances et ses frottements. Les deux charbons G C2 sont conjugués, par leurs crémaillères D D2, au moyen de pignons D3 D4 de diamètres inégaux : Dédouble de D3, et l’une des crémaillères, D celle qui agit par son poids et est commandée par le mécanisme régulateur B E, est guidée par la prise
- des galets I I H2 dans sa coulisse G. Ce mode de guidage fait que le frottement de D ne varie que très peu avec l’inclinaison de la lampe. Pour compenser les variations de son effort moteur — dus à son poids, — on complète l’action de ce poids par celle d’un ressort spirale T, tirant sur la corde M par son barillet R, et réglable au moyen de la vis V et du ressort W de manière à l’augmenter à mesure que l’on incline la lampe davantage.
- Le mécanisme de la lampe de Kruger, pour théâtres, est aussi (fig. 5 à 7) disposé pour être
- Fig. 6 et 7. — Lampe de théâtre Kruger. Ensemble et détail du pivot.
- incliné sans inconvénients. Ses crémaillères sont guidées par des galets : elles sont mues par un mécanisme d’horlogerie que l’on remonte en les rentrant pour le remplacement des charbons. Ce mécanisme tend constamment à rapprocher les charbons, mais il ne le peut que si l’électro-aimant régulateur laisse l’étoile que l’on voit à gauche de la figure 5 échapper la butée qui l’immobilise ordinairement. C’est ce qui a lieu dès que l’attraction du ressort attaché au châssis qui porte le train de cette étoile l’emporte sur celle de l’électro-aimant.
- Le charbon supérieur D peut être fixé soit en 38, soit en 3g, de manière à amener son cratère en arrière ou en avant du charbon inférieur,
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- Fig. 8 et 9.
- Lampe différentielle Einstein (1890-1893).
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- suivant que l’on veut projeter le faisceau lumineux par une lentille ou par un réflecteur comme en figure 6, dont la position peut se régler au moyen d’une vis 49. La caisse de la lampe est articulée à une fourche par un axe 32, à serrage molleté 27, qui permet de la fixer dans une inclinaison quelconque.
- La lampe différentielle d'Einstein, représentée par les figures 8 à 14 est remarquable par le soin de son exécution et par plusieurs détails, de construction destinés à lui assurer une marche douce et très régulière.
- En gros, le fonctionnement de cette lampe est le suivant.
- Kiyr. i5 et 16. —Lampes différentielles Waterhouse (1893).
- A l’origine(fig. 10) les deux charbons sont au contactparleur poids. Dèsqu’on lancelecourant, les électros en série CC, attirant leur armature C2(fig. 10 et 12) font basculer autour de l’axe le châssis G. Ce mouvement entraîne l’axe k (fig. 12 et i3) de la roue K,, qu'il appuie sur le frein h3 (fig. 11) de manière à empêcher la rotation des tambours G2 G3. Ces tambours sont dès lors emportés par l’oscillation de leur châssis G, de manière que i relève le charbon supérieur pendant que i abaisse le charbon inférieur. L’arc une fois amorcé, l’électro en dérivation D le régularise en faisant tourner, par son armature Dt et le cliquet o (fig. 8) le rochet k de la roue Iv, de manière à rapprocher les charbons.
- L’armature Dx, soumise à l’action des deux
- pôles d d (fig. 10) porte un contact D3 à ressort réglable et disposé de manière qu’il reste fermé pendant une partie de l’attraction de D'. Quand cette attraction cesse, le ressort lamellaire Ds (fig. 14) ramène l’armature sur D3, en entraînant le rochet b, qui fait alors tourner la roue K, mais très peu, de manière à effectuer la régularisation par mouvements insensibles ; grâce à la petitesse du pignon k relativement à Kj et à G2. Afin de compenser l’augmentation de la résistance du
- Fig. 17. — Lampe double Ward.
- solénoïde dérivé D par le fait de la chaleur delà lampe, on complète son action sur D! par celle d’une pièce polaire P dont on règle la position par la vis(fig. 10 et i3). Cette pièce agit en opposition de D d’autant moins que le courant baisse plus en C et. augmente en D, de sorte qu’elle augmente la puissance et la sensibilité de l’action différentielle des électros S et 1).
- Les tambours G, et G2 sont en ébonite, ce qui dispense de les isoler autrement, et leurs bandes i et I attaquent les porte-charbons E et F en des points calculés de façon à éviter tout coince-
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- ment sur les colonnes B B, ou ils sont guidés par des glissières e2 à ressorts e3 (fig. 9).
- La lampe différentielle de Waterhouse (fig. i5 et 16) fonctionne comme il suit :
- Quand l’arc s'allonge, l’électro en dérivation S abaisse le frein C, dont l’extrémité Ci s’appuie sur l’étrier L, de manière que ce frein lâche le charbon supérieur R. Ce charbon tombe alors, mais de très peu, car il entraîne avec lui, par le frottement de sa réserve d’eau glycérinée, le piston P et sa tige P1? reliée par W à l'étrier L,
- Fig-. 18 à 20. — Lampe Sanders (189:-!).
- qui lâche aussitôt le frein. Ce frein arrête alors de nouveau le charbon R, pendant que le ressort O ramène lentement P à sa position primitive, fixée par la butée de l’étrier L sur le taquet D.
- En figure 16, la régularisation s'opère au moyen d’un électro en série et de deux électros S, et S, accouplés en série. Quand, l’arc s'allongeant, S attire A et desserre, para, le frein C, en l’appuyant sur cx, Sj attire aussi S2 de manière à arrêter le charbon R par le serrage du second frein g. Quand les charbons se sont assez rapprochés pour laisser l’électro en série M les séparer de nouveau, S,, parcouru par un courant
- trop faible, laisse le ressort d relâcher g, et le ressort e ramener clt autour de c2, dans sa position primitive, prêt à servir d’appui au frein C, afin de le desserrer au premier appel de S.
- Le courant suit, dans la double lampe de Ward le circuit représenté schématiquement sur la figure 17, passant, de l’électro en série C, par la paire de charbons AB et la borne T, au commutateur K, puis au second électro en série C2, et à la seconde paire de charbons A2B2, régularisée par cet électro. Le commutateur K, attirant son armature P2, ferme le circuit des électros dérivés D^-,, mais elle l’interrompt aussitôt que le circuit principal est rompu, par
- Fig-. 21 et 22. — Charbons Sanders.
- exemple, par la consommation de l’une des paires de charbons.
- En disposant les connexions comme en figure 17, l’un des charbons supérieurs est positif et l’autre négatif, ce qui peut présenter un certain avantage pour les lampes de photographie, dont la lumièee totale se trouve aussi plus également distribuée. Ce genre de lampes peut être utile dans le cas assez fréquent où l’on dispose d’une tension sensiblement constante et à peu près égale au double du voltage d’un arc. On emploie alors fréquemment deux lampes ordinaires en série, quitte à remplacer l’une d’elles par une résistance équivalente quand une seule lampe suffit. C’est une perte que l’on évite avec deux lampes doubles, utilisant chacune tout le potentiel du circuit, et fournissant
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- chacune la lumière d’une des lampes ordinaires qu’elles remplacent.
- La lampe semi-incandescente de Sanders a (fig.~i8 à 20) ses deux charbons constamment appuyés l’un sur l’autre par des ressorts J, avec une pression réglée par la vis L (fig. 19) qui serre plus ou moins le frein k du tambour K, auquel est suspendu le porte-charbon H, guidé dans son tube G. Des ressorts F guident les charbons près de leurs pointes. Les montures des deux charbons sont identiques, et chacun d’eux est relié l’un à la borne ax et l’autre à la borne
- dron de gaz, moulé à la presse, séché et chauffé jusqu’à l’expulsion de toutes les matières volatiles. D’après l’inventeur, ces charbons n’exigeraient que le vingtième de la force électromotrice des charbons ordinaires : « Ils donneraient 25o à 5oo bougies avec des courants de 2 1/2 à 5o ampères et 2 à 5 volts », affirmation assez vague, et qui mériterait confirmation. Enfin on augmenterait encore le rendement de ces charbons en les recouvrant par galvanoplastie d'une mince couche de cuivre B (fig. 21 et 22), d’une couche de zinc, antimoine, magnésium ou calcium G, et d’une troisième couche de cuivre ou d’argent D.
- l'iy. 24 et 25. — Lampe à réflexion Piefer 1,1 Syu).
- Fiy. 23. — Suspension Matson. (i8<jo-i8y3).
- a', par l’un des bras A, les plaques ü i et le ressort J. Les garnitures sont protégées par deux capuchons d’ébonite N et N', dont le supérieur, N, porte une petite soupape permettant l’évacuation des gaz chauds du globe D et s’opposant à la rentrée de l’air.
- Les charbons pour lampes semi-incandescentes de Sanders sont composés de
- Coke pulvérise........... 180 \
- Sels de calcium.......... 12 f
- , . ï 200
- — de strontium........... 3 V
- Bicarbonate de soude.... 5 ' le tout bien mélangé et aggloméré avec du gou- f
- La suspension de D.-B. Matson est (fig. 23) disposée de manière qu’en abaissant, par son anneau isolé a, la lampe attachée aux ressorts H ou à un contre-poids, les contacts ce se séparent et les ressorts J J ferment le circuit, de manière que l’on puisse manipuler la lampe sans aucun danger, et sans toucher aux câble A A' pendant la manœuvre.
- La lampe à réflexion de Piefer est (fig. 24 et 25) enfermée dans un globe mi-partie opalescent, à sa partie inférieure, et mi-partie transparent, à sa partie supérieure. C’est le charbon inférieur qui est positif, de manière que son cratère envoie la lumière se réfléchir directement sur le plafond. Les trous de canalisation d’air O et H sont garnis de toile métallique M, de sorte que l’on peut employer ces lampes sans crainte
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- 3 20
- d’incendies, dans les ateliers, lilatures, etc. Le service se fait en remontant le globe sur la tige T, où il s’accroche en L par les attaches B K.
- Gustave Richard.
- RECHERCHES RECENTES SUR l.A
- THÉORIE ÉLECTROMAGNÉTIQUE DE LA LUMIÈRE (')
- 5. — Le principe de la moindre action en Electrodynamique (2).
- Introduction (3). — Nous avons vu précédemment que le principe de la moindre action peut s’appliquer même à des formes incomplètes du problème, dans lesquelles on peut éliminer certaines coordonnées, parce que des forces qui sans cela auraient pu s’introduire, manquaient ou n’exerçaient aucune action et qu’il pouvait s’introduire des formes du potentiel cinématique très différentes dans lesquelles on ne peut effectuer la séparation des deux formes de l’énergie, la fonction II, le potentiel cinétique pouvant être une fonction absolument quelconque des coordonnées pa et des vitesses correspondantes qa.
- Il faut d’ailleurs supposer toujours que l’état du système est entièrement déterminé à chaque instant par les valeurs des quantités pa-, qa et aussi d’un certain nombre de constantes.
- La forme fondamentale que Ilamilton a donnée au principe de la moindre action présente l’avantage que la valeur de l'énergie potentielle peut y être une fonction du temps et, par suite, contenir des termes qui renferment des forces extérieures variables ou des forces qui n’appartiennent pas aux forces conservatrices de mouvement proprement dites, mais qui exigent au contraire l’immixtion d’autres phénomènes phy-
- (') La Lumière lCleclrique du 12 août 1893, p. 263.
- \*) U'iedemann’s Annalen, l. XLV1I, p. 1 (1892).
- p) Cette introduction résume les résultats exposés députe le commencement de cet article; j’ai cru utile de la reproduire parce qu’elle lixera l’attention du lecteur sur les points qu’il aura à retenir pour la compréhension de ce qui suit. (On remarquera un changement de notation; <1> désigne ici la quantité que nous avions appelée F à la page 10.)
- siques. C’est cette propriété qu’on a utilisée pour déduire les expressions des forces de Lagrange. Le principe de Hamilton s’écrit :
- 8 X[*+ïM>Ai
- il faut faire varier tous les pa en considérant les P,t comme des fonctions du temps qui ne sont pas sujettes à la variation. Il en résulte les expressions bien connues de Lagrange :
- — _ ?_‘L* . éLL- _ éL P l1 ~ + 3p„ d l Lap.J
- (a,;.
- La condition essentielle pour qu’on puisse obtenir cette valeur de la force est que, sous le signe d’intégration, les P(t ne soient pas multipliés par des coefficients qui contiennent les qtn sans quoi il s’introduit dans la variation le pro-
- duit P„ x —ÉÉ qu’on ne peutplus faire dispa-
- raître en intégrant par partie de façon à introduire 3pa et à mettre en évidence P « seul.
- La même condition doit être satisfaite lorsque le potentiel cinétique |'*I»— L] est amené, par élimination, à une autre forme H, fonction quelconque des pa et des qa. Ici encore les coefficients des P„ ne doivent pas contenir les qa, tandis qu’on peut très bien concevoir des formes où plusieurs forces Pa seraient réunies en une seule, P, qui serait multipliée par une fonction des coordonnées seules.
- La valeur de l'énergie est :
- — a P " \3
- 3 H <7„
- (A,
- le principe de la conservation de l’énergie s’exprime par l’équation
- JE
- ai
- uV
- Les recherches physiques nous permettent en général, pour un système dont la constitution et les forces internes nous sont inconnues, lorsqu'il passe par des états variables, reconnaissables à des phénomènes intérieurs mesurables, de déterminer les quantités de travail que le système reçoit ou fournit pendant les différents changements d’état possibles. Si nous représentons les états du système par une série de grandeurs convenables p«, on pourra en général évaluer les quantités de travail I~la dna, P„ dpu que le système fournit, quand se produisent les
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 32 i
- variations de l’état II«, mesurées par dit„, ou de l’état P„, mesurée par dpa. Il faut naturellement tenir compte de toutes les formes de l’énergie, et en particulier de la chaleur qui a pu se dégager. On peut ainsi, même pour un système dont la constitution interne est entièrement inconnue, déterminer dequelle façon la fonction P dépend des 7rrt et des pa, qui déterminent l’état à chaque instant. Naturellement la valeur de E contiendra une constante arbitraire, car on ne peut mesurer que les différences des valeurs de E qui correspondent aux divers états.
- Admettons que la loi de la conservation de l’énergie soit satisfaite, de sorte qu’on puisse admettre que E est réellement fonction des Tia et des oa, ce qui est le cas dans le domaine des phénomènes électrodynamiques, il faut encore chercher à déterminer le potentiel cinétique du système.
- Dans un système de corps pondérables dont les forces intérieures sont conservatrices, nous savons lesquelles des quantités etp^ désignent des coordonnées ou des vitesses et nous pou-vonségalerles premières, commeprécédemment, aux pu et les secondes aux qa. Il est alors possible, jusqu’à une certaine limite, au moyen de l’équation (A2), de trouver H.
- Gomme nous l’avons vu plus haut, la seule quantité qui reste indéterminée est une fonction linéaire des q„, qui s’ajoute à la valeur de H, parce que ces termes linéaires disparaissent de la valeur de E.
- Mais ceci ne peut plus se faire quand on ne sait pas distinguer dans les variations intérieures du système les variations de longueur des différentes parties des variations de vitesse des mouvements internes inconnus ou même des variations des quantités de mouvement. Or, c’est dans cette position que nous sommes dans le domaine de l’Electrodynamique. Nous avons à considérer l’électrisation et l’aimantation des substances et des corps divers. Les deux états peuvent persister. Les courants électriques font naître des forces magnétiques, les variations magnétiques des forces électriques.
- Nous devrons donc, sans pouvoir nous appuyer sur l'équation (A2), rechercher si les lois de l’Electrodynamique découvertes empiriquement, telles qu’elles sont formulées dans les équations de Maxwell, peuvent se mettre sous la forme d’une formule de minimum et quelles
- analogies cette forme peut présenter avec celle qui convient aux corps pondérables.
- Enfin il faut remarquer que si on ne suppose pas d’abord ou si on n’écrit pas
- on peut, en ajoutant des termes convenables au potentiel cinétique (équation t d, p 12), déduire cette relation de l’équation du minimum.
- Le potentiel cinétique en électrodynamique. — Si nous cherchons à nous faire des idées sur l’essence des forces électriques et magnétiques et sur la nature du substratum matériel qui les porte, nous reconnaissons d’abord que les deux espèces de forces obéissent à la loi de la conservation de l’énergie; mais nous ne savons pas séparer avec certiturle les deux formes de l’énergie l’une de l’autre et nous ne savons pas non plus si elles participent aux autres propriétés générales de toutes les forces conservatrices qui concernent le mouvement des substances pondérables, propriétés dont le principe de la moindre action fournit l’expression la plus condensée, en même temps qu’il met en évidence une série de lois de réciprocité spéciale entre les forces de diverses origines qui existent dans un système de masses pondérables.
- On a vu plus haut (p. 170) que, dans une classe limitée de phénomènes électrodynamiques, le principe de la moindre action s’applique, lorsqu’on peut admettre la loi du potentiel, proposée par Neumann et généralisée par Helmholtz, pour des courants fermés, le milieu ambiant ne contenant aucune substance électrique ou magnétique.
- Il s’agissait maintenant de chercher si le principe pouvait également comprendre les équations complètes de l’électrodynamique, telles que Maxwell les a posées et que Hertz les a complétées f1) par le développement explicite des termes qui dépendent du mouvement du milieu.
- Abstraction faite des questions théoriques relatives à la nature des forces fondamentales, des questions se posent encore au sujet des phéno-
- C' Le mémoire de Ilerlz sur les équations fondamentales de l’électrodynamique pour les corps en mouvement acté traduit in extenso dans ce journal t. XXXVlll, p. 48S). Le lecteur devra revoir ce travail avant de lire le présent article.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
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- mènes observables. Les valeurs des forces pon-déromotrices dans les systèmes électromagnétiques n’ont été jusqu’ici déduites que de la valeur de l’énergïe. Mais nous avons vu (p. c>65) que, dans le cas où le potentiel cinétique contient des termes linéaires par rapport aux vitesses, ces termes disparaissent de la valeur de l’énergie et qu’on ne peut déduire de l’énergie la valeur des forces correspondantes. Or des termes de cette espèce s’introduisent dans le potentiel cinétique formé suivant la méthode de Neumann, dès que des aimants permanents et des courants fermés agissent les uns sur les autres (p. 170).
- On ne pouvait trancher la question de l’existence d’autres termes semblables sans une étude dirigée spécialement sur ce point.
- La fonction que nous avons appelée <t> ne peut renfermer que le travail des forces conservatrices, dont la valeur est donnée complètement par la configuration du système à chaque instant; les mêmes forces peuvent également s’introduire seules dans la fonction H. Toutes les forces non conservatrices, telles que, par exemple, la résistance analogue à un frottement que subit le mouvement électrique dans les conducteurs, de même que les forces qui sont exercées par les masses qui n’appartiennent pas au système et par leurs états variables ne peuvent entrer que dans la série des forces P„, parce que celles-ci peuvent être des fonctions arbitraires du temps.
- Le potentiel cinétique ne pourra donc comprendre que les phénomènes qui se produisent dans les isolants. Dans ceux-ci peuvent exister, outre les polarisations diélectriques dont nous désignerons/es composantes par/, g, A, des polarisations magnétiques, soit temporaires, soit permanentes. Nous désignerons par L, M, N les composantes des premières, et celles des secondes par l, m, n. L’électricité vraie qui s’est amassée reste, comme le montreront les équations, fixée invariablement dans un isolant, aux parties matérielles où elle se trouve. Sa densité de volume g a, comme l’on sait, pour valeur :
- /, g, h, celles du potentiel vecteur U, V, W, que nous introduisons au lieu des moments magnétiques qui leur sont reliés, comme nous le verrons, par les équations
- L+ / =
- >w
- Sx
- , au
- M+?«=
- N + n :
- a Y
- a.v
- av
- ' ac
- aw
- a.v
- au sx '
- (2)
- Les quantités L, M, N ne figurant pas dans la quantité soumise à la variation, les équations (2) ne représentent pas autre chose qu’une définition de ces notations. Après avoir effectué la variation, on reconnaîtra que les quantités ainsi définies obéissent aux mêmes équations que les valeurs des composantes de l’aimantation temporaire d’après Maxwell, avec lesquelles on peut par suite les identifier.
- Les quantités l,m,n représentent les composantes de l’aimantation permanente, qui ne varie pas au moins dans certaines limites, et conserve dans l’élément matériel correspondant et par rapport à lui, une direction invariable. Dans les allongements et les torsions du volume correspondant (qui, pour les aimants de grande force coercitive, n’ont qu’un effet minime, quand elles n’amènent pas la rupture), nous pouvons admettre que ces quantités se comportent comme les composantes de l’aimantation temporaire dans un volume soumis aux mêmes actions et que leurs variations satisfont aux équations
- = £+[&+£+1-3+£[>'-«]
- dm , r St Sm dn] 3 r 0 q
- + ^[cc.w-p./] dn r ? I dm S ni 3 r q
- = 777 + As.r + Sx +77J+ siv[u’n ~'{ l}
- ha)
- «7
- s/, S g d h
- Sx + ïx + Tx’
- (0
- Comme variables soumises à la variation, nous prenons dans le potentiel électrocinétique, outre les composantes de la polarisation diélectrique
- a, fi, y désignant les composantes de la vitesse d’un point matériel dans la déformation. Si ces équations ne s’appliquent pas rigoureusement aux aimants réels, les écarts ne peuvent donner lieu qu’à des corrections insignifiantes ;
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 3s3
- Il en résulte, si l’on pose
- dl 2 -v dm 2 n + 27 + 27 = - T.
- d t d , , 2 (2 c)
- ° - dï + al r (o!t) + Tÿ (Pt) + (rt).
- c’est-à-dirè que x {dx dy dz) reste constant dans
- les changements qui se produisent.
- Les équations (2) donnent alors
- slantiel (substantielle)- Punk!), parce qu’on ne peut pas lui attribuer avec certitude une masse, c’est-à-dire de l’inertie, ce qui rend impropre l’expression habituelle de « point matériel » (Massenpunkt).
- Nous désignerons les composantes de la vitesse par
- ?r +
- 2 N
- = + T.
- (2 Ci)
- Cette dernière quantité est la densité de volume du magnétisme permanent aux pôles d’un aimant; l’invariabilité de la quantité contenue dans chaque élément matériel résulte aussi des équations de Maxwell.
- Il est encore à remarquer que les équations (2) déterminent complètement les valeurs de L, M, N quand les U,V, W et l,m,n sont donnés complètement, mais que les U,V, W ne sont pas définis complètement par les valeurs des L, M, N et des l,m,n, même quand on impose comme condition aux limites que les U, V, W soient nuis à l’infini, ce qui est toujours le cas quand les mouvements électriques se sont propagés pendant un temps fini à partir d’un espace fini.
- Pour déterminer complètement les valeurs des U, V, W, il faut encore trouver la valeur de la quantité
- 2JJ 2V 2W 2 x + dy + 2 5
- A \JJ\
- (2e)
- La méthode de variation détermine 'F, comme nous le verrons plus loin. Ceci fait, les équations (2) et (?e) déterminent complètement U, V, W.
- Les quantités /, g, li et U, V, W sont considérées comme fonctions des coordonnées rectangulaires x,y, z de points fixes, coordonnées qui correspondent à la position initiale du système au temps t=t0. Mais le milieu dans lequel se produisent les phénomènes électromagnétiques devant être lui-même considéré comme mobile, il faut envisager en outre des déplacements des points du milieu par rapport à la position initiale. Soient ij, /), Ç les composantes de ce déplacement, fonctions de .y, y,z,l, de sorte que (.y-|-^), (r-j-7|), (a-j-Ç) soient les coordonnées d’un point du milieu défini et toujours le même. Ce point est ce que Helmholtz appelleun point sub-
- Les variations de position d'un point substantiel seront mesurées par 8?, 8-/), 3 Ç. Il n’y a pas besoin de considérer les x,y, z comme des variables, parce qu’on peut regarder toute position prise par le système dans le cours de son mouvement comme position initiale par rapport aux déplacements subis pendant l’intervalle de temps suivant dt et former pour cette position les équations du mouvement.
- Nous donnerons au potentiel électrocinétique la valeur suivante, divisée en plusieurs parties pour faciliter l’étude.
- <f> = <|>< -|- <]>u 4. <|»7 4- R, (?)
- "•. = /// J.v.(,-JqA±£L±*'j m
- ».=///^r7[§77 + 'î 1
- . r2 w 2 u 12 , rau a v -p + | 77" - 27 +w| + 1.27- “ 27 + n\ {
- «F, = Lj.i + + <14,3.
- ‘L,1 -X f f f dx dy dz U | ,
- + yy. (/ fi — g a) + 7- (./ Y — P «0 (
- C J c -O ,
- v* - K f f f dx dy dz V J jE + 3 cr
- + jtT (g T — h P) + jT- (ga —y'P) |
- = A f f f 4v<ir‘,!w j +1 ”
- + gL— (A “ —fl) + jyy (*P — g P) | •
- m
- (3C)
- Le terme ‘ly représente l’énergie électrostatique; s étant le rapport de la polarisation à la force, /, g, h n’ont pas ici exactement le même sens que dans Maxwell; ils correspondent, non au déplacement, mais à Y induction électrique. Dans les intégrales «Pg, qui représentent l’énergie électro-dynamique, l'élément différentiel es
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- 304
- compliqué par le fait que les composantes du courant qui y figurent ne sont plus rapportées à un point fixe de l’espace.
- La dernière partie R comprend les forces intérieures qu’exerce vers l’extérieur la transformation supposée du milieu et qui doivent être contrebalancées par des forces extérieures opposées pour que les changements supposés dans <i> puissent se produire sans perturbation.
- »-/// | [x/-t- Y g + Z /;] + A (u V + r V |
- . ( {Sd)
- + il’ W) + (S | + V y) + Z ç) | d.x dy dz )
- X, Y, Z sont les composantes de la force électrique, S, Y, Z celles des forces pondéromotrices, u,v,w les composantes du courant électrique dans le conducteur.
- Toutes les intégrales de volume doivent être étendues à l’espace infini. A l'infini, il faut poser /, g, h ; U, V, W ; a, p, y égaux à zéro. Tant qu'il n’effectue pas de variations de position, a, l, in, n, £ et ;j. sont à considérer comme invariables dans le temps, mais comme fonctions continues des coordonnées, il en est de même de la seconde condition pour a, £5, y. On fera abstraction du fait que £ et [j. sont en réalité entièrement indépendants de l’intensité de la polarisation et de la déformation de l’élément de volume. Si ces quantités éprouvent des discontinuités sur certaines surfaces-limites dans des exemples particuliers, on les traitera comme des cas-limites d’un passage continu.
- La condition à exprimer est alors :
- Nous considérerons comme variables indépendantes
- (l\D.r), (V D.r),(W.D;];
- <f Dy. Dz), (g. Dz. D .r), (/( D.r. Dr) ;
- É, Yb ï.
- Les six premières se rapportent à des éléments de longueur D a, Dr, Ds qui se déplacent avec le milieu, les U, V, W aux composantes comptées suivant ces éléments de longueur mobiles, les/, g, h, à celles comptées suivant les normales aux surfaces mobiles. Quand on ne fait pas varier ;, y,, Z, les U, V, W; /, g, h doivent donc être considérés comme variables indépendantes,
- parce que les Dx, Dy, Dz ne dépendent pas du temps. Au contraire, quand on fait varier les <j, -/j, Z, il s’introduit certaines conditions qu’on examinera plus loin sur les variations résultantes des grandeurs dirigées reliées aux éléments de volume.
- C. Raveau.
- (A suivre)..
- CHRONIQUE ET REVUE
- DE LA PRESSE INDUSTRIELLE
- Microphone Paetzold (1893).
- Dans cet appareil, le charbon pulvérulent u est maintenu par des garnitures en feutre r entre le bloc de feutre k et le diaphragme, sous
- Fig. î. — Microphone Peatzold.
- une pression réglée par la vis p. Lorsqu’on accroche le récepteur en h, il ouvre le circuit de communication II, et ferme celui d’appel en /, /,.
- Microphone Mildé (1893).
- La partie caractéristique de ce microphone consiste en une chambre métallique E à parois minces et ondulées, remplies aux 5/6 de coke pulvérisé, au centre par deux charbons creux F F, isolés en GG, alourdis par des noyaux en plomb. Ces charbons sont reliés tous deux en
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-
-
- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 325
- C et en I aux fils du circuit et l’un au diaphragme A par une vis B à rondelles de liège G. Ce microphone simple, très net et très sen-
- Fig. 7. — Microphone Mildé.
- sible s’emploie aussi bien à longue qu’à courte distance. G. R.
- L’unification métrique des filetages.
- La Société d’encouragement pour l’industrie nationale, adoptant les conclusions d’un rapport présenté par M. Gustave Richard au nom de son comité des arts mécaniques, fait appel au concours de tous les mécaniciens constructeurs et les invite à collaborer à l’unification des filetages des pièces mécaniques de construction usuelle.
- Le président de la Société, M. Tisserand, dans la lettre qu’il adresse à tous ceux qui s’occupent de l’étude des machines, rappelle que l’adoption d’un système unique de filetage universellement admis pour les vis employées dans les machines et dans les constructions, est désirée depuis longtemps; la Société se propose de provoquer, avant la fin de l’année, une réunion aussi étendue que possible, une sorte de congrès auquel seraient invités tous ceux qui s’intéressent à ces questions; dès à présent elle envoie un exemplaire des mémoires spécialement publiés de MM. E. Sauvage, Man'e et G. Richard. Les observations et communications qui seront présentées doivent être adressées avant le rp novembre prochain, à l’adresse de M. le Président de la Société d'encouragement pour l'industrie nationale, 44, rue de Rennes, à Paris,
- La proposition qui est faite d’un nouveau système uniforme pour les vis employées dans les machines et les constructions est justifiée parla diversité même des projets antérieurement présentés et par ce fait qu’aucun ne satisfait entiè-rement à toutes les conditions nécessaires Les systèmes uniformes employés à l’étranger, de Whitxvorth, en Angleterre, de Sellers, en Amérique, sont fondés sur l’emploi du pied et du pouce et ne peuvent être mis d’accord avec les mesures métriques; les mémoires publiés exposent les systèmes préconisés par Armen-gaud, par Ducommun et Steinlein, par 1). Poulet, par Polonceau et par d’autres ; ils indiquent l’usage de la marine française et des grandes compagnies françaises et décrivent la série systématique que M. Thurv a fait adopter à Genève pour les vis horlogères.
- Dès à présent le mémoire de M. Sauvage formule la proposition du système préconisé après
- Fig- 1
- études par le comité de la Société et la résume ainsi :
- « La forme théorique du filet de toutes les vis mécaniques s’obtient en traçant un triangle équilatéral dont le côté est égal au pas, puis menant les parallèles E F et G I I à la base à une distance h : 8 du sommet A el de la base B G. h étant la hauteur du triangle.
- Le diamètre de lavis est le diamètre du cylindre qui termine les filets suivant E F.
- Les vis sont normalement enroulées à droite.
- Les vis principales qu’on emploiera de préférence sont au nombre de 20, désignées par les n"' o, i,2,3... 19; le n" o est commun avec la série des vis horlogères. Les pas de ces visvarient par demi-millimètre et se déduisent du n" n par la formule
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-
- 326
- ,A LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- Le diamètre D en millimètres est donné par la relation :
- (n + q)°-
- 5
- D:
- — 14
- en arrondissant le résultat par excès ou par
- défaut pour obtenir le nombre entier le plus voisin.
- Voici le tableau des pas et diamètre de ces 20 vis principales :
- n = o P — 1 D = 6
- 1
- i,5
- IQ
- 15
- s
- 2,5
- 20
- 5
- 3,5
- 6
- 4
- 37
- 7
- 4,5
- 44
- 9
- 5,5
- 58
- 11 — 10
- p — 6
- D= 66
- 6,5
- 74
- /
- 85
- 13 7.? 92
- 14
- 8
- 8,5
- 111
- 16
- 9
- 17
- 9,5
- 1.32
- 18
- 10
- •43
- • 9
- io,5
- 154
- Si l’on veut employer, des diamètres intercalaires, ce qu’on devra éviter autant que possible, ils seront toujours des nombres entiers de millimètres, et le pas sera celui du diamètre principal immédiatement inférieur.
- Si l’on a besoin de diamètres inférieurs à 5 millimètres, on choisira des vis de la série hor-logère, par exemple, le diamètre de 4 millimètres au pas de 0,7 mm. ou de 3 millimètres au pas de 0,6 mm.
- La surface théorique de la vis, qui vient d’être définie, est une limite que ne doit franchir ni la vis mâle, ni la vis femelle. La vis pleine ou boulon doit toujours être en dedans de la surface théorique, et la vis creuse ou écrou toujours en dehors. Suivant l’usage auquel sont destinées les vis, on cherchera à réduire plus ou moins le jeu qui restera entre la surface théorique et les deux vis, mais jamais ce jeu ne doit changer de sens: mieux vaut donner un jeu un peu fort que dépasser si peu que ce soit les limites. La stricte observation de cette condition essentielle permet seule de faire des filetages interchangeables.
- Le corps des boulons, vis, goujons, sera en. fermé dans un cylindre de diamètre D + o,5.
- La tête pourra être rattachée au corps par un congé, mais le rayon de ce congé ne dépassera pas la moitié du pas.
- Les largeurs d’écrou (ou ouvertures des clefs de serrage) seront données par la formule
- (=3» + 5 + D,
- arrondie de manière à former un multiple de 5, pour les vis principales; pour les intercalaires, on prendra dans la formule le numéro immédiatement inférieur. Cette cote est un maximum qui ne devra jamais être dépassé par l’écrou, et un minimum pour la clef.
- La hauteur des écfous et des têtes de boulons
- ne dépassera pas le diamètre de la vis. La longueur du corps du boulon sera de préférence un nombre entier de diamètres.
- Les trous de goupilles, les fentes pour tournevis, auront un diamètre ou une largeur (mini-ma) de deux fois le pas.
- L’angle au sommet des têtes coniques sera de 85".'
- La saillie, la largeur et la hauteur des ergots seront des multiples entiers du pas. »
- En reproduisant les détails de la proposition actuellement soumise aux observations et objections de tous les intéressés, on s'est proposé de leur faire voir que la question à résoudre est en somme une question de définitions et d'entente. L’adoption du principe d’uniformité qu’il s’agit de faire prévaloir offre pour l’industrie un intérêt d’une incalculable portée.
- _______ E. R.
- Chemin de fer mixte de Lauterbrunnen à Mürren.
- Les sites de l’Oberland-Bernois sont, avec ceux du Valais, les plus fréquentés des touristes qui visitent la Suisse. Les Suisses ont compris que le plus sûr moyen d’attirer encore davantage les voyageurs était de leur faciliter l’accès des glaciers dont l’ascension était jadis le privilège de quelques rares et hardis pionniers.
- Déjà, depuis quelques années, une voie ferrée, à traction de locomotives, part d’Interlaken jusqu’à Lauterbrünnen, à quelques centaines de mètres de la célèbre cascade du Staubbach. Mais le but des excursions des touristes qui sc rendent à Lauterbrünnen est principalement le point de vue de Mürren.
- La différence de niveau entre ces deux points est d’environ fioo mètres; le développement longitudinal à vol d’oiseau est à peine de quelques kilomètres. Pour franchir d’un seul bond cette
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
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- distance, les ingénieurs de l’Oberland ont imaginé d’établir d’abord un chemin funiculaire en ligne droite, d’une hardiesse qui n’avait pas été égalée jusqu’à présent; puis, après avoir atteint le plateau sur lequel est situé Mürren, de tracer un chemin sinueux, permettant aux voyageurs de jouir du panorama dans tous ses aspects, en utilisant, pour fournir l’électricité nécessaire à la traction de ce chemin de fer, la force hydraulique des sources qui alimentent précisément le Staubbach.
- C’est cette double installation qui fut, par décision du conseil fédéral en datedu 18 juin 1887, concédée à MM. Frey et Haag, qui prirent à forfait l’entreprise des constructions et de toutes les installations du chemin de fer et constituèrent la Société du chemin de fer de Lauterbrünnen-Mürren.
- M. Montier, inspecteur des services techniques de l’exploitation à la Compagnie du Nord, donne dans la Revue générale des chemins de fer une description de cet intéressant chemin de fer mixte. Nousen extrayons les détails suivants relatifs à la partie électrique, et nous ne dirons que quelques mots du funiculaire.
- Le funiculaire part de l’extrémité nord du village de Lauterbrünnen (816 m. au dessus du niveau de la mer), en face de la station du Bern-Oberland, et s’élève en droite ligne sur le flanc de la montagne jusqu’à Grütsch (1490 mètres d’altitude).
- La longueur horizontale de la voie est de 121 b m. et la longueur développée de 1892 m. On débute par une rampe de 42 1/2 0/0 qui est raccordée au palier d'origine par une courbe verticale de 23oo mètres de rayon (flg. 1). A la distance de 129 m. comptée horizontalement à par-tirdupointd’origine, la déclivité passe de 42 0/0 à 5oo/o pendant les 95 m. suivants, puis se réduit à 49,2 0/0. Enfin à partir du point situé à 448 m. (distance horizontale) du point origine, on observe une rampe continue de 60 0/0 jusqu'à la station de Grütsch.
- Les deux wagons du funiculaire, dont l’un se trouve à la partie inférieure de la ligne pendant que l’autre est au sommet, sont attachés aux extrémités d’un câble métallique unique, qui s’enroule sur un tambour situéau sommet de la rampe. En pratique, le poids du câble qu’à l’origine le wagon descendant doit entraîner est un facteur important, et, d’ailleurs, il n’arrive pas toujours
- que le wagon descendant ait la même charge que le premier. On est donc obligé d’avoir recours soit à un moteur spécial, qui actionnera le tambour où est enroulé le câble, soit à un poids additionnel qui augmentera la charge du wagon descendant.
- Dans ces x'égions élevées, il ne faudra pas songer à employer la vapeur, et c’est à l’eau des sources voisines qu’on aura recours pour créer une chute artificielle en vue d’alimenter les turbines qui actionneront, soit directement, soit par l’intermédiaire de dynamos, le tambour du câble, ou bien pour remplir des réservoirs ménagés sous les wagons, de manière à donner la surcharge nécessaire au wagon descendant. C’est ce dernier moyen qui a prévalu au Lauter-brünnen-Grütsch.
- A Grütsch on quitte le funiculaire pour prendre le chemin de fer électrique qui conduit à Mürren. La ligne longe les Hautes Alpes, franchit par des viaducs le Staubbach, le Spiess-bachj le Sagibach et l’Egerterbach et atteint l’extrémité nord du village de Mürren, où se trouve la gare terminus, qui est située à environ deux minutes de l'hôtel des Alpes et à cinq minutes du casino de Mürren.
- L’altitude de cette station est de 1641 m., en sortequ’il y a une différence de 121 m. entre les niveaux des deux stations extrêmes.
- La ligne comporte 53 courbes de 200, i5o, 100, 80, 60 et 5o m. de rayon. La longueur totale de la voie est de 4300 m. Au milieu de cette ligne se trouve une voie d’évitement où peut s’effectuer le croisement des trains.
- Les déclivités atteignent par endroits 5 0/0 comme le montre la figure 1. .
- Le matériel roulant se compose de trois locomotives électriques, deux voitures à voyageurs et deux wagons à marchandises. La locomotive, du poids de 7,2 tonnes a une longueur totale de 4 m., une largeur de 2 m. et une hauteur de 3 m. Son empattement est de 2 m. et les roues ont un diamètre de 0,75 m. Elles ont chacune deux moteurs électriques placés respectivement au-dessus des essieux; ces moteurs sont reliés au moyen de ressorts au bâti de la locomotive. Le mouvement de ces dynamos est transmis à l'essieu par l’intermédiaire d’engrenages qui réduisent la vitesse dans le rapport de 5 à 1.
- Chaque locomotive est munie d’un puissant frein à vis agissant sur des sabots placés de
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- chaque côté des roues motrices ; de plus le renversement du courant dans l’appareil moteur permet de freiner automatiquement les voitures et de régulariser la vitesse sur le parcours de Mürren à Grütsch qui se fait en descendant sur des pentes de 5 o/o. L’action simultanée des deux freins permet d'arrêter sûrement le train sur cette pente.
- Le courant d’alimentation est amené par un fil central placé à 5 mètres de hauteur au-dessus de la voie et par un frotteur fixé sur la toiture de la locomotive et mis en contact par un ressort avec ce fil central. Les moteurs marchent à une vitesse angulaire moyenne de 4-5o à 5oo tours par minute correspondant à une vitesse linéaire de
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- t t kilomètres à l’heure. Ils absorbent chacun une puissance de 3o chevaux (36 ampères à 600 volts), ce qui pour les deux moteurs à la vitesse de 2,25 m. par seconde représente un effort de 2000 kilogs, soit le tiers environ du poids de la locomotive. Le poids de l’appareil moteur, y compris les engrenages, est d’environ 1000 kilogs.
- Les voitures à voyageurs pèsent à vide 4,5 tonnes, et avec les 40 voyageurs, le conducteur et les bagages, 8 tonnes ; leur largeur totale est de 10 mètres. Elles reposent sur deux boggies espacés de 5 m. d’axe en axe; l’espacement des roues des boggies est de 1,20 m.
- L’usine centrale, construite par la maison Escher,jWvss et 'C“. se trouve vis-à-vis de l’hec-
- tomètre i3,5o compté de la station de Grütsch et à environ 3oo m. de la ligne. Les turbines sont alimentées par les eaux du Staubbach. Ces eaux, après leur utilisation, sont rejetées dans le ruisseau et produisent une cascade artificielle d’un très bel effet.
- Les turbines ont une puissance maxima de i5o chevaux effectifs; mais 120chevaux suffisent pour le service normal.
- La dynamo génératrice, du type Brown com-pound, est calée directement sur l’arbre de la turbine et elle peut débiter en marche normale i5o ampères sous 600 volts à la vitesse angulaire de 7.5o tours par minute, soit 120 chevaux.
- Six fils de cuivre de 5o mm2 de section chacun conduisent le courant de l’usine à la ligne.
- Trois d’entre eux, l’un se dirigeant vers la station de Grütsch et les deux autres vers celle de Mürren, amènent le courant, tandis que les trois autres sont mis par le chemin le plus court en communication avec les rails qui font office de fils de retour.
- Gomme on pourrait craindre que la longue ligne de rails présentât des défauts de conductibilité aux joints, par exemple, par suite de la rouille qui se forme entre l’éclisse et le rail, on a soudé une plaque de cuivre qui suit les rails consécutifs. En outre les deux files de rails sont réunies tous les cent mètres par un fil de cuivre.
- Le train comporte généralement deux véhicules : le moteur et une voiture pour les voyageurs; quelquefois on ajoute un wagon pour les marchandises.
- La durée du parcours pour aller de Lauter-brünnen à Mürren est de 25 minutes.
- La construction du funiculaire fut commencée le 25 août 1890 et achevée en trois mois et demi environ, malgré la rigueur exceptionnelle de l’hiver 1890-91, dont les ouvriers eurent beaucoup à souffrir.
- Au mois de mai 1891, au moment où le matériel de superstructure du chemin de fer électrique avait été amené à Grütsch par le funiculaire, il y avait encore un mètre de neige sur la voie du chemin de fer électrique.
- Les dépenses de construction ont été de 1 million 5ooooo francs, soit 291 000 francs par kilomètre.
- La ligne est exploitée par la Compagnie du chemin de fer de l’Uberland-Bernois, et pendant la belle saison, elle fonctionne sans interrup-
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- tion ; les trains sont presque toujours remplis de voyageurs, qui paient iS francs pour le voyage complet d’Interlaken à Mürren.
- REVUE DES TRAVAUX
- RÉCENTS EN ÉLECTRICITÉ
- L’èlectrolyse de la vapeur d’eau, par J.-J. Thomson (').
- L'auteur commence par rappeler les expériences faites en 1861, par Perrot (a), et les résultats auxquels ce physicien est parvenu. D’après lui, la vapeur d’eau est décomposée par le passage des décharges électriques en hydrogène, qui est entraîné dans le sens de la décharge, c’est-à-dire vers l’électrode négative, et en oxygène, qui se meut en sens inverse; en outre, les quantités de gaz recueillies sont chimiquement équivalentes à la quantité de cuivre déposé dans un voltamètre à sulfate de cuivre
- Fig. 1
- intercalé sur le circuit de décharge. Ces conclusions ont été confirmées récemment par l\I. Lu-deking (:1). M. Thomson arrive à des conclusions différentes.
- L’appareil employé par M. J.-J. Thomson est composé d’un ballon H, relié par un tube I\ au tube de décharge C D (fig. 2). De ce tube partent deux autres F et C destinés à amener les gaz provenant de la décomposition de la vapeur dans des eudiomètres. La partie supérieure du tube K et le milieu du tube de décharge sont entourés d’un manchon qui permet d’élever la température de la vapeur à 140 ou i5o°. La vapeur se trouve ainsi débarrassée de toute particule d’eau liquide et la décomposition observée
- (') Proceedings ofthe Royal Suciely, t. L1II, p. 90-110, 1893.
- (a) Annales de chimie et de physique, [3] t. LXI, p. 161 ; 1861.
- ("J Philosuphical Magazine [5] t. XXXIU, p. S21. — La Lumière Electrique, t. XL1V, p. 586; 1892.
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- ne peut être attribuée à l’èlectrolyse des particules liquides par le courant de décharge.
- La ligure 1 représente le tube de décharge. a et b sont deux petits tubes de cuivre doré ou de platine entre lesquels jaillissent les étincelles : ils sont fixés par deux tubes de verre e e soudés au tube principal ; celui-ci est fermé par deux tubes h h traversés par les (ils de platine c et d, reliant les électrodes de décharge aux pôles d’une bobine d’induction. Il eût été plus simple de produire les décharges, comme le faisaient M. Perrot et M. Ludeking, entre les extrémités de deux fils de platine disposés suivant l'axe du tube de verre. Mais la surface du verre se recouvrant d’une couche d’eau liquide, il était à craindre que cette couche ne servit de conduc-
- teur au Hux d’électricité et lui ainsi décomposée. Il est vrai qu’ayant adoptécette disposition dans quelques expériences, M. J.-J. Thomson a obtenu les mêmes résultats qu’avec la disposition complexe décrite ci-dessus.
- Les gaz recueillis dans les eudiomètres reposant sur une cuve à mercure sont formés d’hydrogène et d’oxygène; de temps en temps on fait passer une étincelle à travers le mélange, de telle sorte que l’on observe seulement l’excès de l’un des gaz sur l’autre.
- Des précautions minutieuses doivent être prises pour enlever toute trace d’air de l’appareil. L’excès d’hydrogène ou d’oxygène que l’on observe n’est en effet qu’une très petite fraction du volume gazeux résultant de la décomposition de l’eau. De plus, le volume de vapeur d’eau
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- traversé par la décharge et décomposé par elle n’est lui-mème qu’une faible fraction, estimée à i/ioo par M. Thomson, du volume de vapeur produit pendant l’expérience. Il en résulte que si la vapeur contient seulement 0,1 o/o d’air, la quantité d’oxygène provenant de cette cause est comparable à celle produite par la décomposition.
- L’air contenu dans la vapeur peut provenir de l’air renfermé primitivement dans l’appareil et de celui qui est dissous dans l’eau. Pour éliminer la première source d’erreur, l'appareil est complètement rempli d’eau distillée en plongeant l’un des tubes de dégagement dans l’eau et en faisant le vide au moyen de l’autre. Pour se débarrasser de l’air dissous dans l’eau, M. Thomson n’a pu employer d’autre moyen qu’une ébullition prolongée. Dans les premières expériences, il additionnait l’eau de substances avides d’oxygène, mais il reconnut que cette précaution est inutile pourvu qu’on prolonge l’ébullition pendant 6 ou 7 heures. Au bout de ce temps, on plaçait les eudiomètres sur les extrémités des tubes de dégagement; la vapeur se condensait dans ces eudiomètres et on s’assurait qu’au bout d’une heure aucune bulle d’air n’était visible au sommet. On faisait alors passer les décharges à travers la vapeur.
- Ces décharges sont produites par une grande bobine d’induction capable de donner des étincelles de 5 centimètres de longueur. Primitivement cette bobine ne pouvait mettre en liberté, dans un voltamètre placé sur le circuit secondaire, que o,25 cm3 d’hydrogène par heure. Mais en ajoutant au condensateur ordinaire de la bobine un grand condensateur d’une capacité de 6 microfarads environ, M. Thomson obtint une intensité du courant de décharge beaucoup plus grande et capable de mettre en liberté 6 à 8 centimètres cubes d’hydrogène par heure.
- Pour mesurer la quantité d’électricité qui traverse le tube de décharge, un voltamètre bien isolé est toujours placé en série avec lui et on observe de temps en temps la quantité d’hvdro-gène mise en liberté. On pouvait craindre que la bobine d’induction ne donnât des décharges alternatives et que par suite le volume gazeux observé dans le voltamètre ne soit un mélange d’hydrogène et d’oxygène mis en liberté à la même électrode par les courants de sens inverse. Aussi a^ait-on la précaution de faire
- passer à de longs intervalles une étincelle dans le gaz recueilli ; aucune diminution de volume n’a été constatée. Mais comme on pourrait objecter qu'un mélange d’hydrogène et d’oxygène contenant seulement une très petite quantité de ce dernier gaz ne détonne pas toujours sous l’action de l’étincelle, M. Thomson mesura à plusieurs reprises la diminution résultant du passage de l’étincelle après avoir additionné le gaz d’un volume connu d’oxygène. Il a toujours trouvé une diminution triple de ce dernier volume. La décharge ne se produit donc que dans un sens, le courant induit produit par la fermeture du courant inducteur étant négligeable par rapport au courant induit résultant de la rupture du circuit primaire.
- Une dernière précaution à prendre avant les expériences définitives est de régler l’appareil de manière que les volumes des mélanges gazeux recueillis dans les deux eudiomètres soient à peu prés égaux. Quand l’appareil était formé de pièces soudées complètement, on ne pouvait y parvenir qu’en faisant plonger les tubes de dégagement dans des cuvettes à mercure distinctes dont on faisait varier les niveaux. Mais en formant les tubes de dégagement de deux parties réunies par un tube de caoutchouc, il était facile, en enfonçant plus ou moins l’un des tubes dans le mercure de la cuvette commune, de régler le dégagement.
- Ces opérations préliminaires effectuées, on peut procéder aux mesures. Celles-ci consistent dans l’évaluation des volumes gazeux qui se trouvent dans chaque eudiomètre après qu’on y a fait passer la décharge d’une machine de Wimshurst. Les volumes restant dans les eudiomètres ne sont pas égaux; au plus grand correspond l’hydrogène. 11 a été remarqué que l'explosion se produit toujours plus facilement dans l’eudiomètre contenant un excès d’oxygène et que dans ce même eudiomètre elle est accompagnée de points lumineux excessivement brillants qui se déplacent dans le gaz, apparence que M. J.-J. Thomson attribue à l’oxydation de particules de platine arrachées des électrodes par la décharge. La durée d’une expérience définitive est de 1 heure ou de 1 heure 1/2.
- Les résultats obtenus diffèrent beaucoup suivant la longueur des étincelles, que M. Thomson divise en courtes, moyennes et longues, sans d’ailleurs fixer exactement leurs longueurs, qui
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- dépendent de la bobine et de l’intensité du courant inducteur.
- Dans le cas des courtes étincelles ayant une longueur de i ,5 à 4 millimètres, l’apparence de la décharge est celle d’un arc. Les résultats trouvés conduisent aux deux lois suivantes :
- i° Dans les limites des erreurs expérimentales les volumes d’hydrogène et d’oxygène qui restent dans des eudiomètres après l’explosion des mélanges gazeux recueillis sont respectivement égaux aux volumes d’hydrogène et d’oxygène mis en liberté dans le voltamètre placé en série;
- 2° L’excès d’hydrogène se trouve dans le tube qui correspond à l’électrode positive, l’excès d’oxygène dans celui qui correspond à l’électrode négative.
- La seconde loi étant en contradiction avec les résultats de M. Perrot et de M. Ludeking, ainsi qu'aux prévisions théoriques, M. Thomson a fait un très grand nombre d’expériences pour s’assurer de son exactitude. 11 a opéré avec des tubes électrodes en platine, en or, avec des électrodes en lil de platine fixés suivant l’axe du tube de verre, et toujours les résultats ont été identiques. Le tableau suivant donne quelques-uns de ces résultats.
- Longueur dos étincelles Nature des électrodes Excès (Vit dans le tube correspondu ut il l'électrode -j- Excès d’O dans le tube correspondant il l'électrode — il dans le voltamètre Durée des expériences
- iinii. 1,5 or cc 3,25 cc, 1,5 cc. 3,2 min. 40
- i,s platine 2,8 i,r> 3,0 Al)
- r,S or 1,7 0,8 1,75 1,8 20
- 2,0 or 2,0 1,95 Mo
- 2,0 or 3,25 1,08 3,2 Go
- 2,0 platine 1,8 tube rompu 2,0 non notée
- 2,0 platine 3,o 1,5 3,0 Go
- 2,0 or 2,5 1,5 3,0 60
- -h 9 or 1,8 non noté 1 ,8 non notée
- 3,0 or 0,7 0,4 0,8 90
- 3,0 or 2,r, non noté 1,75 non notée
- -1,0 or 0,9 0,37 o,7 20
- 4,0 or 2,75 1,25 2,7 Go
- 4,o or 1,0 non noté 1,25 non notée
- 4,o or 2,5 1,25 2,3 45
- Lorsque les étincelles sont de moyenne longueur, la première des lois obtenues avec les courtes étincelles cesse d’être exacte. La seconde demeure vraie tant que la longueur des étincelles ne dépasse pas 11 millimètres. En d’autres termes, quand la longueur des étincelles est comprise entre 7 et 11 millimètres, l’hydrogène
- est produit en plus grande quantité du côté de l’électrode positive, mais le volume d’hydrogène recueilli n’est plus égal à celui qui est mis en liberté dans le voltamètre. Le tableau suivant donne les valeurs de ces volumes pour quelques-unes des longueurs d’étincelles.
- Longueur dos étincelle» 11. de la vapeur U. «lu voltamètre
- mm. ce. cc.
- 5 1,8 1 .2
- 5 3,75 ;•!.()
- 5 4.4 2,1
- h 4,0 I ,0
- 7 4,25 M,o
- 7 3,75 2,0
- 8 3,7' 2,0
- L’accroissement du rapport des volumes d’hv-drogène recueillis dans l’eudiomètre et dans le voltamètre n’est pas continu quand la longueur des étincelles augmente. Dès que cette longueur dépasse 8 millimètres, ce rapport décroit rapidement et on arrive bientôt à une longueur d’étincelles pour laquelle l’excès d’hydrogène se produit indifféremment du côté de l’électrode positive ou du côté de la négative.
- Pour cette valeur critique de la longueur de l’étincelle il arrive souvent qu’un excès d’hydrogène se produise du côté de l’électrode positive, par exemple, puis que, par suite d’un petit changement dans les conditions de l’expérience, un excès d’oxvgène se produise du côté de la même électrode. Le résidu gazeux qui reste dans chaque eudiomètre après qu’on y a provoqué une explosion décroît alors, s’annule, puis croît de nouveau, la nature du gaz de chacun ayant changé, jusqu’à ce qu’un nouveau changement dans le sens de la décomposition donne lieu à une diminution de ce résidu.
- Quand la longueur des étincellesdépasse cette valeur critique, c’est l’oxygène qui est produit en excès du côté de l’électrode positive.
- La longueur d’étincelles pour laquelle a lieu le renversement du sens de la décomposition dépend surtout de l’intensité du courant à travers la vapeur ; plus faible est le courant, plus courte est la longueur critique. Ainsi, en diminuant l’intensité du courant par l’introduction d’une résistance liquidedans lecircuit, Al. Thomson a pu abaisser cette longueur critique de 11 millimètres à 8 millimètres. D’ailleurs d’autres
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- causes, nombreuses el mal spécifiées influent sur cette longueur critique. L’auteur a constaté que ces variations capricieuses sont beaucoup atténuées si on réunit les électrodes de décharge ci deux petites bouteilles de Leyde, ou si on fait une interruption de quelques millimètres sur le circuit de décharge.
- Les résultats obtenus avec les longues étincelles sont conformes à ceux de M. Perrot et de M. Ludeking. L’accord avec les résultats de ce dernier s’explique aisément, puisqu’il opérait avec de longues étincelles. Mais dans les expériences de M. Perrot, la longueur des étincelles n’était que de! 6 millimètres. M. Thomson a cherché s’il était possible, en se rapprochant des conditions des expériences de ce savant, d’avoir une longueur critique inférieure à 6 millimètres ce qui aurait expliqué les résultats qu’il a trouvés; mais M. Thomson n’a pu Obtenir une longueur critique moindre que 8 millimètres.
- Au moment où l’étincelle passe par sa longueur critique son apparence n’offre rien de particulier. La seule chose que M. Thomson ait observée est que l’hydrogène se produit en excès du côté de l’électrode positive quand les étincelles sont assez courtes et assez nombreuses pour former une sorte d’arc, tandis que c’est l’inverse quand la décharge présente tous les caractères d’une étincelle.
- Quant au volume d’hydrogène recueilli dans l’eudiomètre, M. Thomson trouve qu’il est presque égal à celui de l’hydrogène recueilli dans le voltamètre quand la longueur des étincelles dépasse peu la longueur critique. Mais quand la longueur des étincelles devient beaucoup plus grande les résultats deviennent très irréguliers.
- On voit que la décomposition de la vapeur d’eau par les décharges électriques est beaucoup moins simple qu’on ne l’avait cru jusqu’ici.
- Cette étude de l’électrolyse de l’eau a conduit M. Thomson à une autre série d’expériences ayant pour but de reconnaître les propriétés des gaz soumis à des décharges en arc. 11 résulte, en effet, de ce qui'précède que quand la décharge affecte cette forme, c’est-à-dire quand elleNest produite par une série de courtes étincelles, l’hydrogcne se porte vers l’électrode positive et, par conséquent, se conduit comme s’il possédait une charge négative, ce qui est contraire aux idées reçues.
- L’appareil employé dans ces expériences est représenté par la figure 3. A et B sont les électrodes entre lesquelles jaillit la décharge d’un transformateur, C un tube amenant le courant g-azeux; E une électrode de platine reliée à une paire de quadrants d’un électromètre dont l’autre paire est reliée au sol. Cette électrode est protégée contre l’influence des décharges par un tube de platine D fermé à son extrémité inférieure par une toile en fils de platine qui laisse passer le gaz lancé par le tube C; ce tube de platine est relié au sol. Au début d’une expérience, la paire de quadrants communiquant avec l’électrode E est chargée positivement ou
- Fig. 3
- négativement avec une batterie. Par la déviation du miroir, on suit la perte de charge de l’électrode; lorsque la décharge ne passait pas, cette perte était presque nulle.
- Lorsque la décharge passe et qu’on fait arriver de l’oxygène par le tube C on obtient les résultats suivants :
- r Si l’électrode E est chargée négativement, elle perd cette charge très rapidement, puis acquiert une charge positive jusqu’à ce que son potentiel atteigne une valeur V qui dépend beaucoup de la grandeur de l’arc et de sa distance à l’électrode ; dans beaucoup de cas, V est égal à io ou 12 volts.
- 2° Lorsque l’électrode est chargée positivement à un potentiel élevé, son potentiel diminue
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- jusqu’à la valeur V ; quand le potentiel initial est inférieur à V, la charge augmente jusqu’à ce que le potentiel devienne V.
- Quand on augmente la longueur des étincelles, ces phénomènes deviennent moins nets, etquand cette longueur est suffisante, la perte de charge de l’électrode est très lente, quel que soit le signe de cette charge.
- Si on remplace l’oxygène par de l’hydrogène, les résultats sont inverses.
- Ces résultats peuvent être dus soit à une électrisation provenant du contact de l’électrode et du gaz, soit à ce que les molécules gazeuses possèdent elles-mêmes une charge électrique. S’ils sont dus à la première cause, ils ne doivent plus se produire quand l’électrode est couverte d’une couche isolante, sauf à son extrémité, tandis que cette opération ne doit avoir aucun effet s’ils proviennent de la seconde. M. Thomson a constaté qu’en recouvrant l’électrode de verre, de mica, d’ébonite, de soufre, les déviations de l’électromètre se produisent dans le même sens que lorsque l’électrode est nue, avec cette différence cependant qu’elles sont plus petites. Quelques autres expériences, que nous ne ferons que signaler, prouvent également que l’hydrogène se conduit comme s’il possédait une charge négative, et l’oxygène une charge positive,lorsque la décharge est en forme d’arc.
- L’auteur termine son mémoire par une tentative d’explication des résultats observés dans l’électrolyse de la vapeur d’eau.
- On sait que le passage des décharges modifie les propriétés des gaz dans le voisinage de la ligne de décharge. Ainsi Hittorf et Schuster ont montré qu’un gaz devient très bon conducteur dans le voisinage d’une décharge et Faraday a remarqué que lorsqu’une étincelle a traversé un gaz, le passage de celle qui la suit immédiatement est beaucoup facilité. D’autre part, M. Thomson a montré que la conductibilité d’un gaz modifié par le passage de la décharge est comparable à celle d’une dissolution électrolytique. Aussi admet-il que la décharge a pour effet de décomposer les gaz en atomes qui se recombinent dès que la décharge a cessé, ces décompositions et ces combinaisons étant analogues à celles qui se produisent, d’après la théorie de Grotthus, dans un électrolyte traversé par un courant.
- Dans le cas de la vapeur d’eau, les produits
- de la décomposition sont l’hydrogène et l’oxygène. Si les décharges sont fréquentes, la combinaison n’a pas le temps de s’effectuer complètement entre deux décharges ; par suite on a toujours de l’hydrogène et de l’oxygène libres dans la vapeur. Or, d’après les expériences précédentes, le premier se conduit dans le cas des décharges en arc comme s’il était chargé négativement; il doit donc se porter sur l’électrode positive, tandis que l’oxygène doit se porter sur l’autre électrode, ce qui est conforme aux résultats observés.
- Les résultats obtenus dans l’électrolyse de la vapeur d’eau par les longues étincelles s’expliquent d’une manière analogue.
- J. B.
- Sur l’éclairage électrique des phares, par M. André Blondel (').
- L’auteur expose dans ce mémoire les résultats des importantes expériences exécutées dans ces derniers temps, par le service central des Phares français sous l’initiative et la direction de M. l’inspecteur général Bourdelles, et fait connaître à cette occasion les différents problèmes que soulève l’exploitation des phares électriques, au point de vue des machines et des lampes et les solutions qu’ils comportent.
- 11 laisse de côté la question optique proprement dite, qui a été déjà traitée dans la Notice sur les appareils des phares, présentée par l’administration française à l’Exposition de Chicago.
- I. — GÉNÉRALITÉS SUR LES MACHINES ET LES LAMPES.
- La première partie du mémoire comprend une série de remarques générales sur les conditions que doivent remplir les machines et les lampes, ainsi que leurs moteurs pour la scurité et la commodité de l’installation. Les moteurs doivent être en général des machines à vapeur munies au besoin de condenseurs à air. Toutes les machines doivent être en double. La meilleure façon de graduer la lumière disponible est de donner aux courants les régimes de 25,5oet ioo ampères. Ce résultat est atteint de la manière la plus convenable dans les phares français à l’aide de deux machines capables de fournir chacune 25 et 5o
- (') Engineering du 4 août. — Résumé d’un mémoire lu à l’international maritime Congress, London meeting.
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- ampères et qu’on peut coupler en quantité. Les accumulateurs ne se prêtent pas aux exigences du service.
- Les lampes (fig. i) sont encore presque partout du type Serrin primitif ou modifié par MM. Le Baron, Bergeot et Ciolina, à trois ou deux conducteurs; au phare de la Hève on a essayé un t ype différent de MM. Sautter-Ilarlé. Des essais ont été faits pour le réglage automatique du foyer, mais ce procédé n’a pas paru
- avantageux, surtout parce qu'il endort la surveillance des gardiens.
- Influence des propriétés de la dynamo sur la sensibilité du réglage de la lampe. — La lampe consommant le courant total entier, la façon dont varie le voltage en fonction du courant dépend uniquement de la construction de la machine et de la caractéristique aux bornes de la lampe, courbe ne différant de la caractéristique externe de la dynamo que de la petite quantité de voltage perdue dans les conducteurs. Le procédé de régulation de la lampe, qu’elle soit en série ou en dérivation; doit donc être choisi d’après la forme de la caractéristique.
- Si cette dernière a une faible inclinaison (nous verrons plus loin qu’il est nécessaire que cette courbe s’abaisse dans la direction du courant croissant), les ampères varieront beaucoup plus rapidement que les volts pour un écart donné des charbons. Le mode de régulation le plus sensible serait alors celui en série; si, au contraire la courbe s’abaisse très rapidement lorsque l’intensité augmente la régulation en dérivation de la lampe serait préférable.
- Enfin si la caractéristique est inclinée à 45% ce qui a lieu pratiquement pour la machine de Méritens ainsi que nous le verrons bientôt, les deux modes de régulation sont équivalents et par suite on peut employer le plus simple, c’est-à-dire la régulation en dérivation (J).
- Réaction produite sur la dynamo et le moteur par les variations de la résistance de l'arc. — L’arc électrique utilisant seul le courant de la machine, les variations de la résistance et par suite celles de l’énergie consommée se font sentir sur la dynamo et le moteur sous forme de variations de vitesse qui modifient encore plus le régime de l’arc. Ces réactions réciproques sont la cause d’oscillations périodiques de la lumière qui peuvent donner lieu soit à l'extinction, soit au collage.
- Pour éviter cet inconvénient il est nécessaire de munir les moteurs d’un régulateur suffisamment sensible et de faire cesser les oscillations en choisissant les constantes des dynamos de telle sorte que dans le voisinage de l’intensité de régime, la puissance demandée au moteur croisse avec le courant, ou mieux passe par un maximum, ce qui peut être facilement obtenu avec les alternateurs.
- II. — EMPLOI DES COURANTS CONTINUS
- § i. — Propriétés et effets utiles de l’arc à courants continus.
- Constitution et éclat intrinsèque. — L’auteur rappelle que conformément aux idées actuelles l’éclat intrinsèque du cratère est constant. Mais cette loi est uniquement applicable à l’éclat maximum ; en fait le maximum se produit seulement sur une portion variable du cratère (*)
- (*) Une régulation différentielle donnerait une sensibilité double, mais la complication des régimes la rendrait peu pratique.
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- et l’éclat moyen peut varier entre des limites assez larges.
- Distribution de la lumière. — La puissance d’un faisceau produit par une source lumineuse placée dans une optique donnée ne dépend, comme on le sait, que de son éclat moyen, de la forme géométrique de l’optique et de la partie de celle-ci utilement éclairée. Dans le cas actuel les parties utiles sont celles qui reçoivent la lumière du cratère. La forme connue de la courbe de distribution de la lumière émise par un arc à courant continu met en évidence la façon dissymétrique dont se distribue cette lumière (fig. 3).
- On voit qu’au-dessus du plan horizontal pas-
- Fig. 2
- sant par les bords du cratère, l’arc ne joue plus aucun rôle utile.
- Disposition des charbons. — Si l’on plaçait dans les appareils optiques ordinaires le positif au-dessus du négatif, comme on l’a fait dans les premières applications, notamment au Lizard (Angleterre), la partie la plus importante de l’appareil resterait inutilisée. M. Douglass avait proposé pour vaincre la difficultéd’excentrer l’un des deux charbons, de façon à produire un cratère oblique analogue à celui des projecteurs. Mais ce dispositif, qui n’éclaire l’optique que suivant une portion très restreinte, est inapplicable aux phares dans les optiques ordinaires.
- On a proposé aussi de placer le cratère positif en bas et le négatif en haut, mais on se heurte alors à une difficulté spéciale; l’arc qui, avec le
- cratère en dessus se trouve pour ainsi dire retenu en place, se met ici à voyager autour des bords, vacille et s’éteint très facilement. Get inconvénient, peu sensible avec les petites lampes, devient si fort avec les intensités supérieures à 5o ampères qu’il avait jusqu’ici complètement empêché l’emploi des courants continus. Un
- Fig. 3
- essai tenté dans ce sens à l’île May (Ecosse), en 1886, était resté infructueux.
- MM. Sautter, Harlé et C°, ont récemment tourné la difficulté en disposant concentriquement au charbon inférieur (fig. 2), et aussi près que possible de l’arc, un solénoïde formé de quelques spires de gros fil de cuivre parcourues par le courant de la lampe et protégées par une j plaque réfractaire. L’arc jouant le rôle d’un corps
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- conducteur fluide se met à tourner sur lui-même et prend immédiatement en vertu de cette giration une grande fixité. C’est avec une lampe Sautter-Harlé de ce système qu’ont été effectuées les expériences du dépôt des Phares et qui se poursuivent au phare de la Hève. Il y a donc possibilité d’éclairer les phares avec des courants continus si l’on tient à conserver les formes actuelles de lampes et d’optiques.
- Dans le cas du positif en bas, toute la partie de l’optique placée au-dessous du plan focal ne le voit pas et on devrait lui donner comme foyer la pointe du charbon négatif; mais il serait bien préférable de supprimer résolument cette partie de l’optique et de donner à la coupole un plus grand développement en diamètre et en hauteur, comme on l’a fait pour l’optique de I’île May, où la seule erreur fut de remplacer par un anneau catadioptrique la moitié supérieure du tambour dioptrique.
- Dans ces circonstances, il serait peut-être
- Optique Dlun des c supé- rieur îètre rayons infé- rieur Inten- sité du cou- rant Vol- tage aux boni. Puissance dépensée Puissance lu- moyenne Ronde- ment lumi- par watt
- mm. mm. amp. volts watts carcels ca rceU
- Optique bi-i 10 i3 25 5o 1 250 41 I OOO 329
- focale... j 18 22 75 53 3 975 661 800 167
- (type 1888) 18 25 90 52 4 680 900 OOO 192
- Par éclair,- 3 i3 25 53 1 325 687 000 481
- hifoo Hp.) 18 21 47 55 2 585 916 000 354
- la Héve.' 18 23 94 57 5 358 1 781 000 33q
- avantageux à certains égards, de retourner la moitié de l’appareil en lui donnant la forme représentée par la figure 3 , en remplaçant la lampe ordinaire par une lampe suspendue à la partie supérieure et analogue à celle employée dans l’éclairage public.
- Effets obtenus aux divers régimes. — Avec des arcs géométriquement semblables entre eux, c’est-à-dire dans lesquels la proportion entre l’écart, le diamètre des charbons et la racine carrée de l’intensité reste la même, les occultations du cratère par le crayon négatif ont la même valeur relative; on devrait donc toujours obtenir le même effet Optique à grande distance et il n'y aurait aucun avantage à employer des
- arcs de grande intensité. Pratiquement, cette conclusion un peu hâtive n’est pas confirmée par l’expérience, ainsi que le montre le tableau précédent, qui résume les expériences faites au dépôt des Phares avec une série d’arc à courants continus semblables.
- Cette apparente contradiction peut s’expliquer par la petite dimension de la surface lumineuse relativement aux aberrations inévitables de l’appareil.
- De plus, il ne faut pas oublier que si l’éclat maximum est constant, l’éclat moyen peutvarier dans des limites assez larges, comme on l’a dit plus haut.
- Influence du diamètre des charbons. — Même en admettant la constance de l’éclat, il y a avantage à diminuer le diamètre le plus possible, mais on estlimitéparl’échauffementdes crayons.
- Si on calcule d’après les expériences relatées dans ce tableau les dimensions relatives à chaque intensité, en tenant compte autant que possible des lois de similitude, on trouve pour des charbons durs :
- Crayon inférieur
- Cruyon supérieur
- adopté
- Écart. — Il y a avantage pour augmenter le rendement optique à allonger l’écart jusqu’à ce que le cratère soit complètement libre sans dépasser la limite pour laquelle l’arc devient instable et produit une flamme considérable qui s’élève le long du charbon supérieur.
- Le tableau précédent indique les données qui semblent les plus favorables à l’auteur d’après les expériences et la forme géométrique de l’arc.
- Nature des charbons. — Si les charbons sont suffisamment purifiés, l’éclat intrinsèque peut être regardé comme pratiquement constant, quelle que soit leur provenance. Mais il y a avantage, pour faire disparaître les occultations, à réduire le diamètre en employant des charbons les plus jdurs possibles, qui, par suite de leur
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- grande conductibilité peuvent être traversés par un courant plus intense sans s’échauffer.
- Pour donner de la stabilité à l’arc, on peut ajouter une mèche au crayon, mais ce procédé a l’inconvénient de diminuer l’éclat moyen et même l’éclat maximum (1).
- Conditions de stabilité de l'arc. — Outre les conditions générales indiquées plus haut à propos de l’influence de la lampe sur la machine, il en existe une autre relative à la stabilité de l'arc lui-même, bien connue des électriciens. Il faut que la caractéristique d’alimentation aux bornes de lampe, soit une courbe tombante, comme la représente la figure 4.
- Les ingénieurs du génie maritime français ont
- trouvé les résultats suivants pour la stabilité des projecteurs réglés à la main :
- Pente
- Arc de 45 ampères 4.3 volts o,5o
- — 65 — 45 - 0,60
- — 79 — 48 - 0,45 à 0,45
- - 95 - 5o — o,35 à 0,45
- Avec des lampes de phares réglées automatiquement, les valeurs plus faibles peuvent être adoptées. Une machine à potentiel constant et ayant une différence de potentiel constante de 70 volts a donné les valeurs suivantes avec des crayons à mèche haut voltage,
- Pente
- Arc de 25 amp. et de 5o volts aux bornes ou 45 à l’arc 1
- — 5o — 52 — 47 — 0,46
- — 100 — 55 — 5o — 0,40
- (') D’après de récentes expériences de l’auteur, le pouvoir émissif atteint environ 160 bougies par millimètre carré avec des charbons homogènes et s’abaisse à 140, i3o bougies, et au-dessous avec des mèches de conductibilité croissante.
- Cette pente peut être obtenue soit par la forme même de la caractéristique, soit à l’aide d’une résistance intercalaire. Les câbles qui relient la machine à la lampe contribuent à cet effet : dans un phare de 60 mètres de haut avec 20 mètres de raccords un câble de 37 mm2 de section représente une résistance totale de 0,074 et absorbe, par conséquent près de 8 volts pour un courant de 100 ampères sans compter la résistance des joints.
- F. G.
- (.A suivre).
- Influence des forces magnétiques et électriques sur la concentration des solutions, par W. von Turin (*).
- L’auteur déduit de ses expériences les lois suivantes :
- La concentration d’une solution placée dans un champ électrique (c’est-à-dire le rapport de la masse des corps dissous à la masse du dissolvant), m est plus grande dans les points où l’intensité du champ s est plus grande aussi, si la constanté diélectrique D croît avec m, c’est-à-
- dire si est positif et inversement. Dans le d m
- cas de faibles solutions, si p est la pression osmotique, 8 et 8' sont les concentrations, c’est-à-dire la masse du corps dissousdans l’unité de volume de la solution placée dans le champ magnétique et dans le champ non magnétique, D est la constante du diélectrique, on a :
- où
- p z* d. D P Cû+ C 8 nd5:
- : O,
- p — C B, = o
- d’après M. van’t Hoff. Il suit de là
- S — B _ s2 d D 8 — 8itC dS ‘
- Dans le système C. G. S. -É est à zéro = 4.4.
- 10-11 du poids moléculaire du corps dissous. D’aprèscelalaconcentration de la solution devra augmenter avec l’intensité, quand la constante
- (*) J* d. russ. Ces., 2,
- p. IOI-I2I.
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- diélectrique D augmente avec la concentration, et inversement. d C
- -jj est une quantité extrêmement petite, de
- sorte que l’on ne peut songer à confirmer expérimentalement le calcul qui précède.
- Si l’on substitue un champ magnétique à un champ électrique, les déductionssontles mêmes; il suffit seulement de remplacer la constante diélectrique D par la perméabilité magnétique y..
- A. B.
- VARIÉTÉS
- SUR LES PHÉNOMÈNES DE VIBRATION A HAUTE FRÉQUENCE (')
- Sur la résonance électrique.
- Les effets de résonance occupent de plus en plus les ingénieurs et acquièrent une importance considérable dans les applications pratiques des courants alternatifs. Nous intercalerons donc ici quelques remarques générales relatives à ces effets.
- 11 est évident que si nous réussissons à employer les effets de résonance pratiquement dans l’actionnement de dispositifs électriques, le fil de retour deviendra en réalité inutile, car la vibration électrique peut être transportée par un seul fil tout aussi bien, et quelquefois mieux, que par deux fils. La première question à examiner est celle de la possibilité d’obtenfion d’effets de résonance pure. La théorie et l’expérience montrent que cela est impossible dans la nature, car à mesure que l’oscillation devient de plus en plus énergique, les pertes dans les corps vibrants et dans le milieu ambiant augmentent rapidement et réagissent nécessairement contre la vibration qui, sans cette réaction, croîtrait à l’infini. Il est heureux, d’ailleurs, que la résonance pure ne puisse être produite, car elle ferait courir à l'expérimentateur les plus grands dangers.
- La production de la résonance est possible jusqu’à un certain degré, la grandeur des effets étant limitée par la conductibilité et l’élasticité
- (*) La Lumière Electrique, 12 août 189.8, p. 287.
- 1: imparfaites du milieu, ou en général par clés i pertes de frottement. Plus ces pertes sont minimes, plus nets sont les effets. La vibration mécanique est dans le même cas. Une barre d’acier rigide peut être mise en vibration par des gouttes d’eau la frappant par intermittences; et avec le verre, d’une élasticité plus parfaite, l’effet de résonance est encore plus remarquable, car on peut briser un gobelet en émettant devant un son de hauteur voulue.
- La résonance électrique s’approche d’autant plus de la perfection que la résistance ou l’impédance du conducteur est plus petite et que le diélectrique est plus parfait. Dans une bouteilie de Leyde se déchargeant à travers un câble court formé de torons de fils fins, ces conditions se trouvent probablement le mieux remplies, et les effets de résonance y sont très marqués. Ce n’est pas le cas des dynamos, des transformateurs et des appareils industriels en général, dans lesquels la présence du fer complique et rend impossible cette action.
- En ce qui concerne les bouteilles de Leyde dont on se sert fréquemment pour démontrer les effets de résonance, je ferai remarquer que les effets observés sont souvent attribués, mais rarement dus à la vraie résonance, erreur qui se commet, d’ailleurs, facilement. C’est ce que nous pouvons démontrer par l’expérience suivante.
- Prenez, par exemple, deux grands disques ou deux grandes sphères métalliques isolées, que je désignerai par A et B; placëz-les à une certaine distance l’une de l’autre et chargez-les à l’aide d’une machine à frottement ou à influence à un potentiel si élevé qu’il suffise de l’augmenter seulement d’une très faible quantité pour produire la décharge explosive. Si, maintenant on approche de l’un des corps chargés une autre sphère fixée à une poignée isolante et reliée à une bobine à haute tension et grande fréquence, la décharge se produit entre A et B, au moins quand le potentiel de la bobine est suffisamment élevé.
- L’explication de ce phénomène se trouve dans le fait que la sphère reliée à la bobine agit in-ductivement sur les corps A et B. Lorsque l’étincelle se produit, les charges se neutralisent nécessairement, puisque les corps sont mis en communication électrique par l’arc formé. Or cet arc se forme qu’il y ait résonance ou non.
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- Même si l’étincelle ne se produit pas, la diffé- I rence de potentiel alternative créée entre les corps quand on en approche la sphère chargée tend toujours à donner lieu à la décharge.
- Au lieu des corps chargés A et B, nous pouvons prendre leif armatures d’une bouteille de Leyde, et à la place de la machine une autre bouteille de Leyde se déchargeant à travers un circuit de faible résistance. La sphère ou le disque reliés à celle-ci produisent, quand on les approche de la première bouteille, la décharge de cette dernière. Mais il n’est nullement nécessaire que ces bouteilles et leurs circuits soient accordés. Si, en introduisant dans un des circuits une bobine de fil, l’expérience ne réussit plus, on admet le plus souvent que c’est parce que la résonance entre les deux circuits est détruite. Cette conclusion est loin d’être nécessairement vraie; car l’introduction d’une bobine équivaut à joindre les deux circuits par un petit condensateur, dont l'effet est de diminuer la différence de potentiel alternative entre les armatures chargées et, par suite, d’empêcher leur décharge.
- Pour effectuer de bonnes observations sur la résonance électrique, il est désirable, sinon nécessaire, d’employer un alternateur donnant des courants à variations harmoniques; cardans les Courants interrompus, beaucoup de phénomènes qui dépendent de la vitesse de variation peuvent être obtenus avec des fréquences très différentes. Mais l’emploi même d’un alternateur donne lieu à des mécomptes. Pour un circuit relié à l’alternateur il existe une infinité de valeurs de la capacité et de la self-induction dont la combinaison satisfait à la condition de résonance. En mécanique on trouve également un nombre infini de diapasons qui répondent à une note d’une certaine hauteur, ou de ressorts chargés ayant une période de vibration définie. Mais la résonance est la plus parfaite dans le cas où le mouvement s’opère le plus librement.
- Or, en mécanique, il est de peu d’importance qu’un diapason soit un peu plus long qu’un autre, attendu que les pertes dans l’air ne sont pas très considérables. On peut naturellement placer un diapason. dans de l’air raréfié, et, en réduisant ainsi au minimum la résistance de l’air, obtenir une meilleure résonance. Là encore, la différence ne sera pas très grande. Elle serait autrement considérable si le diapason était plongé dans du mercure.
- Pour la vibration électrique, il est très important d’arranger les conditions de telle manière que la vibration s’effectue le plus librement possible. La grandeur de l’effet de résonance dépend, toutes choses égales d’ailleurs, de la quantité d’électricité mise en mouvement ou de l’intensité du courant. Mais le circuit s’oppose au passage du courant en raison de son impédance; il est donc nécessaire de réduire l’impédance à un minimum. Il est impossible de la supprimer complètement, car la résistance ohmique en fait partie. Mais dans le cas des grandes fréquences, le courant est presque uniquement déterminé par la self-induction. Or, on peut vaincre la self-induction en la combinant avec la capacité. Lorsque la relation entre ces éléments est telle qu’à la fréquence employée ils s’annulent, c’est-à-dire lorsqu’ils satisfont à la condition de résonance, on obtient le meilleur résultat.
- Il est plus simple et plus sûr de relier le con-
- Fig-. 1. — Dispositifs pour l’étude de la résonance.
- densateur en série avec la self-induction. Dans des combinaisons de ce genre on aura, pour une certaine fréquence et en considérant la période fondamentale, des valeurs qui donneront le meilleur résultat avec le condensateur relié en dérivation à la bobine de self-induction; mais c’est la pratique qui détermine le choix à faire. Dans le montage en série on peut prendre une petite self-induction et une grande capacité ou une grande self-induction et une petite capacité; ce dernier cas est préférable, parce qu’il n’est pas facile de régler par degrés une grande capacité. En employant une bobine de forte self-induction, la capacité critique est réduite à une valeur très petite, et souvent la capacité de la bobine est suffisante. Il est facile, en s’aidant de certains artifices, d’enrouler une bobine dont l’impédance est réduite à la valeur de la résistance ohmique, et pour toute bobine il existe, naturellement, une certaine fréquence pour laquelle l’intensité de courant est maxima.
- L’observation de la relation entre la self-
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- induction, la capacité et la fréquence prend de l’importance dans la mise en œuvre des appa-x-eils à courants alternatifs, tels que les transformateurs ou moteurs, parce qu’une combinaison judicieuse des éléments rend inutile l’emploi de condensateurs coûteux. Il est ainsi possible de faire passer dans un moteur à courants alternatifs le courant d’intensité voulue avec une petite force électromotrice et d’éliminer entièrement le courant apparent; mais il est nécessaire pour cela de se servir de courants à très haut potentiel et très grande fréquence.
- La figure il montre une disposition qui a été employée dans l’étude des effets de résonance à l’aide d’unalternateuràgrandefréquence. Cx est une bobine d’un grand nombre de tours divisée en petites sections indépendantes pour les besoins du réglage. Quelquefois, le dernier réglage a été effectué par l’introduction de quelques fils de fer fins ou par l’emploi d’un secondaire fermé. La bobine C4 est reliée à la ligne L de l’alternateur G et à l’une des armatures c d'un condensateur ce, dont l’autre armature communique avec la plaque P-^
- En ce qui concerne l’élévation du potentiel par l’effet de la résonance, on peut dire que théoriquement la valeur du potentiel peut devenir aussi élevée qu’on le veut, mais que dans la pratique l’on est limité dans le choix des valeurs de la self-induction et de la résistance. On peut partir de 1000 volts, par exemple, et élever la force électromotrice à une valeur 5o fois aussi élevée, mais on ne saurait partir de 100000 volts pour atteindre le décuple de cette valeur, à cause des pertes dans le milieu ambiant qui sont considérables surtout pour de hautes fréquences.
- Deux volts pris sur le circuit d’une dynamo à haute ou à basse fréquence peuvent être transformés en plusieurs centaines devolts. On pourrait relier à la machine par une de leurs extrémités seulement des bobines de dimensions convenables dont l’effet serait de détériorer la machine, quoique le circuit de celle-ci ne fût pas fermé, dans l’acception ordinaire du terme. Je n’ai pas réussi à produire des élévations de potentiel considérables. Il est possible que le fer employé dans les appareils empêche que ces possibilités théoriques puissent être réalisées. S’il en est ainsi, j’en attribue la cause aux pertes par hystérésis et par courants de Foucault.
- Généralement il est nécessaire de transformer
- de bas en haut, et à cet effet on emploie une bobine d’induction de forme ordinaire; mais quelquefois on a trouvé plus avantageuse la disposition représentée par la figure i II. Une bobine C est formée d’un grand nombre de sections, dont quelques-unes constituent le circuit primaire. De cette façon on peut régler à la fois le primaire et le secondaire. Une extrémité de la bobine est reliée à la ligne Lx de l’alternateur G, dont l’autre ligne L est en relation avec un point intermédiaire de la bobine. Cette disposition présente également plusieurs avantages dans l’étude de la décharge disruptive. Quand on a atteint les conditions de résonance, le front de l'onde doit se trouver à l’extrémité libre de la bobine, par exemple à la borne du globe à phosphorescence B. C’est ceque l’on reconnaît aisément en observant le potentiel en un pointu* du fil plus près de la bobine.
- À propos des effets de résonance et du problème de la transmission de l’énergie sur un seul conducteur que j’envisageais tout à l’heure, je voudrais dire quelques mots sur un sujet que j’ai sans cesse devant l’esprit et qui touche le bien-être de tous. Je veux parler de la transmission de signaux intelligibles, ou peut-être même de la transmission de l’énergie à toute distance sans se servir du tout de fils. Je suis de jour en jour plus convaincu de la praticabilité de cette opération, et quoique je sache fort bien que la grande majorité des savants ne croiront pas que de pareils résultats puissent être obtenus pratiquement et immédiatement, tous considèrent néanmoins que les travaux de ces dernières années sont de nature à encourager les expériences dans cette voie. Ma conviction s’est établie d’une façon si ferme que je ne considère pas plus longtemps ce plan de transmission de signaux ou d’énergie comme une simple possibilité théorique, mais comme un problème sérieux qui se pose à l’ingénieur électricien et doit être résolu un jour ou l’autre.
- L’idée des transmissions sans fils est la conséquence naturelle des résultats les plus récents des recherches électriques. Quelques enthousiastes ont exprimé leur confiance dans la possibilité de réaliser la téléphonie à toute distance par induction à travers l’air. Je ne saurais pousser l’imagination jusque-là ; mais je crois fermement qu’il est possible, au moyen de puissantes machines, de modifier les conditions
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- électrostatiques de la terre et de transmettre ainsi des signaux intelligibles et peut-être de l’énergie. En fait, qu’est-ce qui s’oppose à la réalisation de ce programme? Nous savons aujourd’hui que les vibrations électriques peuvent être transmises avec un seul conducteur. Pourquoi, dès lors, ne pas essayer de nous servir de la terre dans ce but ? Il ne faut pas que l’idée de la distance nous effraye. Au voyageur harrassé qui compte les kilomètres, la terre peut paraître très grande, mais au plus heureux des hommes, l’astronome, qui contemple les cieux et juge notre globe à cette échelle grandiose, elle paraît bien petite. II doit en être de même, semble-t-il, pour l’électricien. Quand il considère la vitesse avec laquelle une perturbation électrique se propage à travers la terre, toutes ses idées sur la distance doivent s’évanouir.
- Un point de grande importance, ce serait de savoir quelle est la capacité de la terre et quelle charge elle peut contenir si elle est électrisée.
- P>ien que nous n’ayons pas d’exemple positif de l’existence dans l’espace d’un corps électrisé sans corps à électricité opposée dans le voisinage, il est très probable que la terre est un corps dans cet état, car, quel que soit le mode suivant lequel elle s’est séparée des autres corps célestes, et c’est là l’explication admise de son origine, elle doit avoir retenu une charge, comme il arrive dans tous les processus de séparation mécanique. Si elle est un corps chargé isolé dans l’espace, sa capacité doit être extrêmement petite, inférieure à un millième de farad. Mais les couches supérieures de l’air sont conductrices, de sorte que peut-être il se trouve dans l’espace libre au-delà de l’atmosphère un milieu qui peut contenir une charge opposée. La capacité peut alors être incomparablement plus grande. Dans tous les cas, il est de la plus grande importance de donner une idée de la quantité d’électricité que la terre contient. 11 est difficile de dire si nous acquerrons jamais cette connais-
- p,
- | St
- B
- Fig. 2. —Transmission de l’energie à toutes distances sans fils.
- sance nécessaire, mais on peut espérer que nous y parviendrons, et cela grâce à la résonance électrique. Si jamais nous parvenons à établir suivant quelle période oscille la charge de la terre quand elle est influencée,par rapport à un système d’électricité opposée ou à un circuit connu, nous aurons acquis une connaissance de la plus haute importance pour le bien-être de la race humaine.
- Je propose de chercher cette période au moyen d'un oscillateur électrique ou d’une source de courants alternatifs. Des deux bornes de la source d’électricité, l’une serait reliée à la terre, par exemple au réseau de distribution d’eau de la ville, et l’autre à un corps isolé de grande surface. Il est possible que les couches d’air extérieures conductrices ou l’espace libre contiennent une charge opposée et qu’elles forment avec la terre un condensateur de très grande capacité. Dans ce cas, la période de vibration peut être très longue, et une machine dynamo pourrait servir à l'expérience. Je transformerais alors le courant en un courant à potentiel aussi élevé qu’il serait possible, et je relierais les extrémités
- du circuit secondaire à haute tension au sol et à un corps isolé. En faisant varier la fréquence des courants et en observant soigneusement le potentiel du corps isolé, tout en surveillant la perturbation en divers points voisins de la surface du sol, la résonance pourrait être décélée. Si, comme la majorité des savants le pensent probablement, la période est extrêmement petite, une dynamo ne suffirait plus, et il-faudrait ima giner un oscillateur électrique convenable, peut-être même ne serait-il pas possible d’obtenir des vibrations aussi rapides. Mais que cela soit possible ou non, que la terre soit ou non chargée, et quelle que soit la période de vibration, il est certainement possible — nous en avons la preuve chaque jour — de produire quelque action électrique suffisamment puissante pour qu’elle soit perceptible au moyen d’instruments convenables en un point quelconque de la surface de la terre.
- Admettons qu’une source de courants alternatifs S soit reliée, comme dans la figure a, par l’une de ses bornes à la terre E (par exemple à des tuyaux d’eau) et par l’autre borne à un corps de grande surface P. L’oscillation électrique
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- créera un mouvement d’électricité alternatif, et les courants passeront à travers la terre en convergeant vers le point c. De cette manière des points de la surface terrestre voisins de c seront atteints par la perturbation, qui diminuera, toutefois, avec la distance, mais d’autant moins que la quantité d’électricité mise en jeu sera plus grande. Le corps P étant isolé, le potentiel de la source devra être énorme afin que la surface de P ne limite pas l’action. Les conditions peuvent être rendues telles que la source S crée le même mouvement électrique que si le circuit était fermé. De cette façon il est certainement possible d’imprimer à la terre une vibration électrique au moins de longue période. La distance à laquelle une vibration ainsi produite pourrait se faire sentir ne peut guère être prévue avec quelque certitude.
- J’ai examiné à une autre occasion comment peilt se comporter la terre envers des perturbations électriques. Il n’est pas douteux que, la densité électrique à la surface terrestre ne pouvant qu’être faible, l’air n’aurait pas d’influence nuisible et qu’il n’y aurait pas beaucoup d’énergie perdue par l’action de l’air. Théoriquement, la production d’une perturbation électrique perceptible à une grande distance, ou même sur toute la surface du globe ne nécessiterait pas une très grande dépense d’énergie.
- Il est bien certain qu’en un point quelconque dans un certain rayon de la source S un système bien réglé à self-induction et à capacité peut être actionné par résonance. Mais on peut également faire fonctionner synchroniquement une autre source Sj (fig. 2), ou un nombre quelconque de sources et répandre ainsi le flux d’électricité sur une très grande surface.
- Je crois qu’il est possible d’actionner des dispositifs électriques dans une ville par l’intermédiaire des réseaux de tuyaux à l’aide de la résonance en se servant d’un oscillateur placé en un point central. Mais la solution pratique de ce problème serait incomparablement moins profitable à l’homme que la transmission de signaux ou peut-être de l’énergie à une distance quelconque à travers la terre. Si cela est possible, les distances ne signifient plus rien. Mais il s’agit avant tout d’imaginer des appareils appropriés à ce but ; c’est à cette question que j’ai déjà consacré beaucoup de travail ; je suis fermement convaincu que ce problème peut être résolu et
- j’espère que nous serons témoins de sa réalisation.
- Sur les phénomènes lumineux produits par les
- courants à haute fréquence et à haute tension.
- Les effets lumineux qui ont formé l’objet principal de nos investigations peuvent se diviser en trois classes :
- i° Incandescence d’un solide ;
- 20 Phosphorescence;
- 3° Incandescence ou phosphorescence d’un gaz raréfié :
- 4° Luminosité produite dans un gaz à la pression ordinaire.
- La première question qui se pose est celle-ci : commentées effets lumineux sont-ils produits? Pour répondre à cette question d’une façon aussi satisfaisante que je puis le faire en m’éclairant d’idées acceptées et de l’expérience acquise, tout en ajoutant quelque intérêt à cette démonstration, je m’occuperai ici d’un fait que je considère comme de grande importance, d’autant plus qu’il permet de jeter une grande lumière sur la nature de la plupart des phénomènes produits par les courants électriques à haute fréquence.
- J’ai eu occasion déjà de signaler la grande importance d’un gaz raréfié ou d’un milieu atomique en général autour du conducteur à travers lequel circulent les courants alternatifs à haute fréquence, en ce qui concerne réchauffement du conducteur par les courants. Mes expériences, décrites il y a quelque temps déjà, ont montré que plus sont élevées la fréquence et la différence de potentiel des courants, plus la présence du gaz raréfié devient importante comme facteur d’échauffement. Toutefois, la différence de potentiel joue, comme je l'ai montré, un rôle plus important que la fréquence. Quand ces deux éléments sont suffisamment considérables, l’élévation de température peut être presque entièrement due à la présence de gaz raréfié. Les expériences suivantes montreront l’importance du gaz raréfié, ou généralement du gaz à la pression ordinaire ou à d’autres pressions, en ce qui concerne l’incandescence et les autres effets lumineux.
- Je prends deux lampes à incandescence ordinaires de 5o volts et 16 bougies, en tout semblables, à l’exception que la pointe de l’une a élé cassée pour laisser rentrer l’air, tandis que
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- l’autre est au degré de raréfaction ordinaire. Lorsqu’on attache cette dernière à une borne secondaire de la bobine d’induction dont je me suis déjà servi dans l’expérience indiquée dans la figure i3, p. 298, le filament est, comme on l’a vu, porté à un haut degré d’incandescence. Lorsqu’on remplace la lampe précédente par celle remplie d'air, le filament brille encore, mais d’une lueur beaucoup moins intense.
- Cette expérience ne démontre que partiellement la vérité de ce que nous avons affirmé plus haut. L’importance du milieu dans lequel est plongé le filament se manifeste, mais peut-être pas au point que l’on désirerait. La raison en est que le secondaire de cette bobine, n’étant formé que de i5o tours, ne donne pas une différence de potentiel bien élevée. Mais comme l’effet dépend également de la fréquence, on peut dire plus justement que le facteur prépondérant est le taux de variation de la différence de potentiel. Plus cette variation est grande, plus important est le rôle du gaz comme facteur d’échauffement.
- Je puis produire une variation beaucoup plus grande d’une façon qui évite les objections que l’on peut faire à la méthode précédente et qui sont basées sur l’incertitude des résultats dus aux réactions entre le primaire et le secondaire. J’obtiens ce résultat en chargeant avec un transformateur ordinaire une batterie de condensateurs que je décharge directement à travers un circuit de faible self-induction.
- Dans les figures 3, 4 et 5, les barres de cuivre B sont reliées aux armatures opposées d’une batterie de condensateurs et sont traversées par les décharges à haute fréquence. Je relie d’abord aux barres, à l’aide de vis de serrage ce, une lampe à incandescence ordinaire de 5o volts. Les décharges traversant la lampe, le filament est rendu incandescent, quoique le courant soit très faible et ne pût suffire à produire un effet visible dans les conditions d’emploi ordinaires.
- Je relie maintenant aux barres la lampe à pointe brisée et par suite remplie d’air à la pression ordinaire; dans les mêmes conditions que ci-dessus le filament ne devient pas incandescent. Mais ce résultat pourrait encore être attribué à l’une des multiples réactions qui ont lieu. Je relie donc les deux lampes en dérivation, comme dans la figure 5, et je constate encore que le filament de la lampe à air raréfié l brille,
- tandis que celui de la lampe ouverte lt reste obscur.
- Il ne faudrait pas croire que cette dernière lampe n’absorbe qu’une petite fraction de l’énergie totale; au contraire, elle en consomme une partie considérable et peut même s’échauffer beaucoup plus que la lampe qui brille.
- Dans cette expérience la différence de potentiel aux bornes des lampes change de sens théoriquement trois à quatre millions de fois par seconde. Les extrémités des filaments sont électrisées dans le sens correspondant, et le gaz est violemment agité et transforme une grande partie de l’énergie en chaleur. Dans l’ampoule non épuisée, qui contient quelques millions de fois plus de molécules de gaz que l’autre, le bombardement, qui est le plus violent aux extrémités du filament dans le col de l’ampoule, consomme beaucoup d’énergie sans produire d’effet visible. Le bombardement est, si l’on veut, plus abondant, mais les chocs individuels ne sont pas très violents, parce que la vitesse des molécules n’est pas aussi grande dans l’espace libre, plus restreint. Dans la lampe à air raréfié, au contraire, les vitesses sont très grandes et les collisions violentes, et par suite mieux adaptées à la production d’un effet visible.
- D’autre part, la convection de la chaleur est plus active dans l’ampoule ouverte. Dans les deux cas le courant traversant le filament est très faible, incomparablement moins intense que ce qu’exigerait un circuit à basse fréquence. Mais la différence de potentiel entre les extrémités du filament est très élevée, peut-être de 20 000 volts ou plus. Dans la lampe ordinaire une étincelle saute d’une extrémité à l’autre ou d’un fil de platine à l’autre avant qu’une différence de potentiel de cette valeur puisse être atteinte.
- On pourrait objecter à propos de l’expérience précédente que les lampes étant en dérivation, celle à air raréfié peut prendre un courant plus intense et que l’effet observé peut ne pas être dû à l’action du gaz. Cette objection perd son poids si j’obtiens le même effet avec les lampes en série. Dans ce cas (fig. 4) la lampe à pression ordinaire /[ reste obscure, tandis que la lampe raréfiée l brille d’un éclat encore plus vif que dans les conditions normales de fonctionnement. D’après les idées acceptées, le courant devrait maintenant être le même dans les deux fi-
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- lamefits s'il n’était modifié par le-gaz qui les ; entoure.
- Ici je signalerai un autre fait intéressant, qui est uneconstatation de plus de l’importance qu’il faut attribuer à l’effet du taux de variation du potentiel. Je laisse les deux lampes en série sur les conducteurs B B, (fig. 3), comme précédemment, mais je réduis considérablement la fréquence des courants C’est ce que j'obtiens en ajoutant de la self-induction ou en augmentant la capacité des condensateurs. Dans ces conditions la lampe raréfiée / brille à peu près comme dans l’expérience précédente, mais en outre la lampe /, est portée à l’incandescence. En réglant le courant je porte cette dernière au rouge sombre, tandis que l’autre continue à briller d’un éclat très vif, quoique, moindre (fig. 3) que dans l’expérience précédente (fig: .|).
- Dans ces expériences le gaz agit par convec-
- Figr. 3, 4 et 5. — Effets de la présence d'un milieu gazeux.
- tion et par bombardement. Plus la fréquence et le potentiel sont élevés, plus le bombardement a d’importance, tandisqu’au contraire la convection est plus faible. Avec des courants constants, il n’y a pas de bombardement et la convection modifie alors sensiblement le degré d’incandescence. Ainsi de deux lampes montées en dérivation sur un circuit à courant constant, l’une à air raréfié, l’autre à la pression ordinaire, la première prendra beaucoup moins de courant pour être amenée à l’incandescence que l’autre. Cet effet est entièrement dû à la convection, et il est d’autant plus marqué que le filament est plus mince. MM. Avrton et Kilgour ont publié récemment des résultats quantitatifs concernant l’émissivité thermique par rayonnement et par convection des fils fins. On peut encore montrer l’effet des fils fins en plaçant une série de fils de platine excessivement minces, contenus dans des tubes à air raréfié, çn dérivation sur une machine à courant continu. Tous ces fils à
- la fois peuvent être rendus incandescents à l’aide d’un courant beaucoup moins intense que celui qu’exigerait l’incandescence à l’air libre d’un seul de ces fils. Si l’on pouvait faire le vide à un degré tel que la convection devînt nulle, les deux effets pourraient être séparés très facilement sans avoir recours aux mesures calorifiques.
- Je décrirai encore ici un résultat que j’ai obtenu en observant ces phénomènes. J’ai remarqué que de faibles différences dans la densité de l’air produisent des différences très grandes dans
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- Fig. 6 et 7. — Incandescence dans un gaz à densité non uniforme et effet de la diffusion latérale.
- le degré d’incandescence des fils, et j’ai été ainsi amené à penser qu’un fil placé dans un gaz à densité non uniforme pourrait être rendu incandescent aux endroits seulement où la densité du gaz serait plus faible. J’ai donc préparé un tube t (fig. 6) contenant un fil très fin de platine tr. L’air était raréfié modérément et l’on a observé qu'en attachant l’électrode à une bobine à haute fréquence, le fil devient incandescent par places comme l'indique la figure.
- L’effet est très net lorsque la décharge est stratifiée, mais il se produit également quand les stratifications ne sont pas visibles, ce qui montre que même dans ce cas, la densité du gaz est loin d’être uniforme. Dans la position
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- des.. stries les couches de plus grande raréfaction correspondent aux zones d’incandescence maxima du fil w. Mais dans quelques cas ces zones correspondent aux parties denses de la décharge stratifiée, comme en l (fig. 6) quoique l’effet soit à peine perceptible. Ceci peut s’expliquer en admettant que la convection n’est pas très différente dans les différentes zones, tandis que le bombardement est plus actif dans les zones denses. On observe, en effet, quelquefois qü’on obtient pour un fil fin l’incandescence la plus élevée lorsque la raréfaction n’est pas poussée trop loin, C’est ce qui arrive lorsque le potentiel de la bobine n’est pas suffisamment élevé pour le vide employé. Dans tous les cas ce curieux phénomène disparaît lorsque le fil atteint une température uniforme.
- Si nous laissons de côté l’effet modificateur de la convection, deux causes distinctes déterminent l’incandescence d'un fil ou d’un filament traversé par des courants variables : le courant de conduction et le bombardement. Avec des courants constants nous n’avons affaire qu’à la première de ces deux causes et l’effet d’échauffe-ment est minimum, parce que la résistance est moindre pour un courant constant. Mais quand le courant est variable, la résistance est plus grande et l’effet calorifique se trouve augmenté. Si donc la variation du courant est très grande, la résistance peut augmenter à un tel point que les filaments soient portés à l’incandescence par des courants inappréciables, et nous pourrons, par exemple, porter à l’incandescence un bloc court et épais de charbon ou autre matière avec un courant incomparablement moins intense que ce.lui nécessaire pour amener au même degré un filament mince de lampe ordinaire avec un courant constant ou de basse fréquence.
- Ce résultat est important et montre combien nos idées sur ces sujets changent rapidement et combien le champ de nos connaissances à cet égard s’étend tout d’un coup. Dans l’industrie de l’éclairage par incandescence, à voir le résultat sous un seul aspect, on a communément considéré comme un élément essentiel de succès pratique que le filament devait être mince et de résistance considérable. Aujourd’hui, nous savons que la résistance ne signifie rien à ce point de vue; le filament peut tout aussi bien être gros et court, car s’il est immergé dans un gaz
- raréfié, il deviendra incandescent au passage d’un faible courant. Tout dépend de la fréquence et du potentiel du courant, et nous pouvons conclure de ceci qu’il serait avantageux, en ce qui concerne la lampe même, d'employer des courants à haute fréquence pour l’éclairage, de manière à permettre l’usage de filaments courts et épais et de faibles courants.
- Lorsqu’un fil ou filament est immergé dans un milieu homogène, toute l’élévation de température est due au véritable courant de conduction ; mais si ce filou filament est enfermé dans un récipient à l’intérieur duquel on a pratiqué le vide, les conditions sont entièrement différentes. Le gaz commence alors à agir et
- Fig'- 8. —Utilisation du courant de conduction et du bombardement.
- l’effet calorifique dû à la conduction du courant peut, comme l’ont montré de nombreuses expériences, être très petit par rapport à celui dû au bombardement. C’est spécialement le cas quand le circuit n’est pas fermé et que le potentiel est très élevé. Supposons qu’un filament fin, enfermé dans un récipient où le vide a été pratiqué, soit relié par l’une de ses extrémités aux bornes d’une bobine à haute tension et par l'autre à une grande plaque isolée. Bien que le circuit ne soit pas fermé, le filament, ainsi que je l’ai montré déjà, est porté à l’incandescence. Si la fréquence et le potentiel sont comparativement faibles, le filament est échauffé par le courant qui le traverse, mais, si la fréquence et le potentiel, et surtout ce dernier, augmentent, la plaque isolée pourra n’être que très petite ; on pourra même arriver à la supprimer entière-
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- ment sans que le filament cesse d’être porté à l’incandescence, l’effet calorifique étant alors dû au bombardement.
- On peut montrer une combinaison des deux effets du courant de conduction et du bombardement, en reliant, comme dans la figure 8, une extrémité du filament très fin d’une lampe ordinaire à un réflecteur servant alors de plaque isolée, l’autre extrémité étant reliée à une source à-haute tension. 11 ne faudrait pas croire que les gaz raréfiés aient seuls le privilège de ces effets calorifiques, la présence du gaz à la pression ordinaire peut produire les mêmes effets si la différence de potentiel et la fréquence des courants sont excessives. J’ai déjà établi à cetégard que, quand un conducteur est fondu par un coup de foudre, le courant qui l’a traversé peut être excéssivement faible, pas même suffisant pour échhuffer le conducteur d’une façon perceptible si ce dernier eût été plongé dans un milieu homogèfie.
- De ce qui précède, il est clair que, lorsqu’un conducteur de haute résistance est relié à une source de courants à haute fréquence et à haut potentiel, il peut y avoir une dissipation d’énergie considérable, principalement aux extrémités du conducteur, par suite de l’action du gaz environnant celui-ci. Il en résulte que le courant peut êtrè beaucoup plus petit à travers une section en un point intermédiaire entre les extrémités qu’à travers une section prise près des extrémités. De plus, le courant passe principalement dans les couches extérieures du conducteur, mais cet effet doit être distingué de l’effet analogue, localisation du courant dans les couches extérieures, tel qu’il est interprété ordinairement car ce dernier se produirait ou devrait se produire également dans un milieu continu incompressible.
- Si un grand nombre de lampes à incandescence sont reliées en série sur une source de courants de la nature qui nous occupe, les lampes d’extrémité seront plus brillantes, tandis que celles intermédiaires pourront rester obscures. Cela est dû principalement au bombardement, comme il a été dit plus haut. Mais même avec des courants constants, pourvu que la différence de potentiel soit très grande, les lampes des extrémités pourront brûler plus brillamment que celles du milieu. Dans ce cas il n’v a pas de bombardement rythmique et le
- résultat est dû entièrement à des fuites. Ces fuites, ou dissipation dans l’espace, quand la tension est élevée, sont considérables lorsqu’on se sert de lampes à incandescence, et plus encore avec des lampes à arc, parce que ces dernières agissent comme flammes. En général, la dissipation est beaucoup plus faible avec des courants constants qu'avec des courants variables.
- J’ai combiné une expérience qui montre d’une façon frappante l’effet de la diffusion latérale. Un petit tube d’environ i centimètre de diamètre et de 3o centimètres de longueur (fig. 7), a l’une de ses extrémités étirée en une fibre fine /de près d’un mètre de longueur. Le1 tube est placé dans une douille de laiton T qui peut être vissée sur la borne Tt de la bobine d’induction. La -décharge passant dans le tube illumine d’abord la partie inférieure, de section relativement grande; mais elle ne peut passer à travers la longue fibre de verre. Graduellement le gaz raréfié s’échauffe, devient plus conducteur, et la décharge se prolonge jusque dans la fibre de verre, qui présente alors l’apparence d’un fil mince très lumineux. En réglant le potentiel on peut faire progresser la lumière dans la fibre à une vitesse quelconque. Mais une fois que toute la fibre est chauffée la décharge se produit sur toute sa longueur instantanément.
- Le point intéressant à noter est qu’avec une fréquence plus élevée des courants, c’est-à-dire avec une plus grande dissipation latérale, la lumière se propage dans la fibre avec plus de lenteur. L’expérience réussit bien avec un tube à air extrêmement raréfié et récemment construit. Au bout d’un certain nombre d’essais l’expérience ne réussit plus. Il est possible que la cause en soit la perte graduelle du vide.
- Cette lente propagation de la décharge à travers un tube de verre étroit correspond en tous points à la propagation de la chaleur à travers une barre chauffée à une extrémité. Plus est rapide la déperdition de chaleur latérale, plus il faudra de temps pour chauffer l’extrémité éloignée de la barre. Quand un courant de basse fréquence traverse la fibre d’un bout à l’autre, la dissipation latérale est faible et la décharge la traverse instantanément.
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- FAITS DIVERS
- Pour galvaniser l’aluminium, on a dû avoir recours a une couche de zinc intermédiaire destinée à recevoir le plaqué galvanique, dont l’adhérence directe a l’aluminium est rendue impossible par le contact gras de ce métal.
- Un nouveau procédé imaginé par M. Wegner est caractérisé par la suppression de la couche intermédiaire de zinc. La pièce à galvaniser est soumise à un mordançage opéré dans un bain composé d’acétate de cuivre, d’oxyde de fer, de soufre et de chlorure d’ammonium et au sortir duquel on la frotte avec une brosse douce en fiIs de laiton. Il s’est formé alors une couche métallique qui non-seulement a débarrassé la pièce d’aluminium de sa pellicule graisseuse, mais encore en abouché les pores et aplani la surface.
- La pièce, après lavage à l’eau pure, peut être soumise aux opérations ordinaires de galvanisation.
- On vient de lancer à Toulon un nouveau bateau sous-marin qui, par ses dimensions, laisse loin deiiièie lui ses devanciers, le Gymnote et le Goubet. Ce bateau, qui a reçu le nom de Gustcivc-Zédè, en souvenir de son constructeur Gustave Zédé,ancien directeur des constructions
- navales, mort avant d’avoir vu son œuvre achevée, a un déplacement de 226 tonneaux et sa machine motrice développe 720 chevaux
- D’après le Matériel électrique, le principe sur lequel repose le fonctionnement de l’appareil moteur est emprunté à la torpille Whitehead. La plonge est assuiée pai la manœuvre d’un gouvernail horizontal qu’on met en action quand le bateau est en marche; dès que la machine stoppe, le sous marin remonte à la surlace.
- La force motrice est fournie par des accumuLUeuis électriques, qui ont le grand avantage de ne pas laiie varier le poids du navire, condition importante poui un bateau de ce genre et qui n’aurait pu être obtenue avec aucune autre source, telle que la vapeur, 1 air comprimé, etc., qui ont été essayés à l’étranger.
- Le lancement a été fait sous la direction de M. le sous-ingénieur Maugat. Le bateau a plongé à deux reprises différentes, pour apparaître finalement à la surlace avec ses onze hommes-d’équipage montés sur la plate-forme. Il a été ramené ensuite dans l’arsenal, 011 seront teVmines
- les travaux d’aménagement.
- D’après Manufacturer^ h'ecord, une usine fonctionne avec succès depuis quelques mois à Savannah (Géorgie) pour la transformation en caoutchouc de l’huiledegraine de cotonnier.
- L’inventeur a soumis quelques échantillons de son produit à des connaisseurs, qui déclarèrent avoir sous les
- yeux du caoutchouc véritable et ne voulurent pas croire que le produit était obtenu artificiellement, mais un grand fabricant de caoutchouc de Boston reconnut aussitôt la valeur de la découverte et la commandita.
- Il paraît que pour produire ce caoutchouc artificiel, il faut i5o/o de caoutchouc naturel. La substance obtenue ne peut être distinguée du caoutchouc du Brésil ou de la Guyane.
- Telle est la version du journal américain ; mais nous ne pouvons que la donner sous réserves, car nous avons eu en mains des produits analogues, également obtenus avec des huiles, et qui, s’ils présentaient quelques-unes des précieuses propriétés du caoutchouc, ne les possédaient pas intégralement et ne peuvent être par conséquent considérés que comme des imitations approchées.
- Un projet de transfert de l’usine actuelle del’Annunziata à Gênes, sur un terrain plus vaste situé, au Val Bisogno, est actuellement à l’étude. U permettrait d’agrandir la sphère d’action de l’usine centrale, qui serait dorénavant en état d’alimenter, pour l’éclairage public, 400 lampes à arc au lieu de i3o (800 lampes étant prévues pour plus tard) et qui pourrait en même temps fournir le courant aux particuliers. La municipalité se réserverait le droit de modifier les tarifs par chaque période de cinq ans, à proportion des progrès réalisés par la science électrique.
- Le mot « tromomètre » est le nom d’un instrument très, simple imaginé par M. Quintard, d’Angers, pour déterminer le degré de précision de la vision et la sûreté de main d’une personne.
- Suivant le Génie civil, cet appareil consiste en une longue aiguille à tricoter repliée à angle droit à l’une de ses extrémités sur une longueur de 2 centimètres, et une plaque métallique percée de trous formant une filière divisée par tiers de millimètre, qui se vend couramment dans le commerce, et qui est percée de vingt trous de diamètres progressivement croissants. Ces deux objèts sont intercalés dans le circuit électrique d’une sonnerie actionnée par une pile.
- Le sujet à examiner prend d’une main l’aiguille et de l'autre la filière; il passe successivement, ou du moins s’efforce de passer l’aiguille dans l’axe des trous de la filière en commençant par le plus gros. Lorsque les tremblements que la main imprime à l’aiguille ont une amplitude supérieure au diamètre du trou, le circuit est fermé et la sonnerie résonne. 11 n’y a qu’à lire le numéro du trou de la filière pour avoir une indication sur la justesse du coup d’œil et la précision de main du sujet.
- Ces indications sont importantes pour un tireur à la veille d’un concours, pour un ajusteur mécanicien, pour un alcoolique dont on veut connaître le degré de nervosité, etc
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- Les mesures de potentiel de l’air dont nous avons annoncé l’organisation ont continué depuis une année à la Tour Eiffel. Un météorologiste du Bureau central a constaté, à l’aide d’un enregistreur Mascart, que le potentiel de l’air varie de 3ooo â 7000 volts, et que quelquefois dans les beaux jours secs de l’été, il ne s’élève pas à mdins de
- ÏO OOO VOltS.
- Ces chiffres excitent l’étonnement de notre confrère VElectrical Engineer ; pourtant il est probable qu’ils seraient encore plus élevés si les observations n’étaient faites â une petite distance du paratonnerre, dont la tige diminue probablement une partie du potentiel véritable.
- Quoi qu’il en soit, les faits déjà signalés méritent d’attirer d’une façon toute spéciale l’attention du public.
- Il va s’ouvrir au Havre une exposition d’hygiène dans laquelle on verra de nouveau expérimenter la désinfection par l’eau de mer électrolysée.
- Pendant toute la durée de l’exposition, toute la canalisation des égouts de Saint-François sera quotidiennement purifiée par l’électrolyse au moyen des procédés Hèrmite, qui avaient déjà servi lors de l’épidémie de choléra dans cette ville du Havre et qui ont été décrits dans ce journal l’année dernière.
- lAWWWVVVVVWVWW^
- Pour produire facilement des températures constantes de 3oo° à iooo°, on commence à se servir dans les laboratoires des moufles électriques construits en spirales de platine enroulées autour d’un tube métallique garni d’une toile d’amiante. Nous avons décrit déjà dans la Lumière Électrique (mai 1892) un appareil semblable destiné aux analyses organiques et à la combustion des houilles.
- Les capuchons des becs Auer à incandescence par le gaz sont fabriqués avec un tissu de coton sur lequel on a déposé des oxydes des métaux du groupe du cérium et du zirconium. Le coton est immergé dans la solution des azotates, séché et carbonisé. II reste un treillis de forme voulue d’oxydes. Les oxydes doivent être exempts de fer. Les capuchons fabriqués avec des mélangesd’oxydes donnent les meilleurs résultats et durent le plus longtemps.
- D’après la Revue de chimie industrielle, M. Péan a trouvé que l’oxyde de thorium donne le plus de pouvoir éclairant au gaz, l’oxyde de lanthane vient après, suivi par les oxydes d’yttrium, de zirconium et de cérium. Un mélange de deux parties d’oxyde de thorium et d’une partie d’oxyde d’yttrium est recommandé quand on veut avoir un fort pouvoir éclairant.
- La teinte de la lumière dépend de la composition du capuchon. Les oxydes de lanthane, de thorium, de zirconium donnent tous une lumière blanche: les oxydes de cérium, de didyum et de niobiuin, mêtne eh faibles proportions, donnent à la lumière uhe teinte jaühe, tandis que l’oxyde de cérium en grande qtiahtité donne une lumière rouge et l’oxydé d’erbium un toh Verdâtre*
- Quoi qu’il en soit, la lumière du bec Auer a une teinte blafarde qui fait paraître livides les personnes et dénature les couleurs des objets. Il faudrait chercher à supprimer cette teinte blafarde, soit en enlevant aux oxydes celui qui produit cet effet, soit au contraire, en lui en ajoutant un autre qui en neutralise les effets.
- On annonce que les actionnaires de la Société des accumulateurs électriques Faure, Sellon, Volckmar, réunis le 18 juillet, ont voté la dissolution et autorisé le conseil d’administration à céder l’actif social à la Société pour le travail électrique des métaux.
- Le vieil amphithéâtre de physique de la vieille Sorbonne est en train de disparaître; l’année prochaine les cours auront lieu dans les bâtiments avec une installation toute moderne, sur laquelle nous reviendrons. La Sorbonne disposera d’une force motrice assez considérable pour faciliter les recherches au moyen de l’électricité.
- A^VWVVVWVVWVW*WVVV
- La foudre a frappé la Tour Rouge dans le High-road (ICilburn) et détruit tous les cadres en bois supportant les fils et les câbles télégraphiques du voisinage. Un poteau massif a été coupé en deux par le fluide, évidemment attiré par ces fils, et ne .trouvant pas une voie suffisante pour se dissiper dans le réservoir commun. Semblable accident arriverait fatalement dans les Exchanges téléphoniques, centralisant un service étendu, si l’on 11e prenait point des mesures spéciales pour leur protection.
- A Dol, la foudre a fait sauter le toit de deux maisons; des femmes qui étaient couchées ont failli périr sous les débris qui les ont en partie recouvertes. Mais l’accident ne dément pas l’opinion assez répandue et fort raisonnable que la foudre n’atteint jamais les personnes couchées sur un lit de bois.
- Les anciens prétendaient que les lauriers protégeaient contre la foudre. Cette opinion, basée sur ce que cet arbre était consacré à Apollon, vient de recevoir un démenti. M. Griffith Montagu, un poète gallois, qui avait été couronné à l’Estedfeld, a été mortellement frappé dans un faubourg de Holghead. Il a succombé sans avoir repris connaissance.
- Plusieurs personnes ont été foudroyées dans les rues de Paris pendant cette même nuit, notamment du côté de la Villette. Il y a longtemps qu’un semblable accident n’avait été signalé.
- M. Rhodes, chef du Cabinet de la colonie du Cap, a obtenu les crédits nécessaires pour la constructioh d’une ligne télégraphique de Salisbury, dans le Transvaall, à Tête, sur les bords du Zambèze. Le gouvernement du Cap a l’intention de prolonger cette ligne jusqu’au lacNyassà, puis jusqu’à Zanzibar. Ultérieurement on se préoccupera de la rattacher aux télégraphes égyptiens en traversant lé
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- pays des Somalis et toute l'Abyssinie afin de réaliser le grand central africain.
- Il n'est pas sans intérêt de rappeler qu'il y a une quinzaine d'années les télégraphes égyptiens s'étendaient jusqu'à Kartoum, et de Kartoum jusqu’aux lacs. Les sanglantes catastrophes dont tout le monde connaît l’histoire ayant fait reculer la civilisation, les lignes télégraphiques ont été immédiatement détruites par les madhistes Elles ne seront rétablies que le jour où la civilisation aura repris son empire sur ces régions désolées par la superstition la plus sanguinaire
- Un correspondant de VElectrical Engineer, de New-York, cite un exemple remarquable de la rapidité avec laquelle les tramways électriques peuvent satisfaire aux exigences les plus exceptionnelles, et de l’élasticité qu'on peut donner aux usines de production d’énergie électrique.
- Lors d'une fête importante, le4 juillet dernier, une affluence considérable se produisit dans la ville de Troy (New-York). Pendant toute la journée, 70 voitures électriques durent circuler continuellement et se suivaient à des intervalles d’une demi-minute. D'après les évaluations les plus modérées, 64000 voyageurs ont été transportés ce jour-là par les tramcars, ce qui représente la population totale de la ville de Troy, non compris les faubourgs. On n'a constaté pendant cette journée de service extraordinaire qu’un seul accident, d’ailleurs très léger.
- La Société concessionnaire du tramway électrique de Milan à Monza a procédé récemment aux essais de la ligne. Une voiture portant quarante invités a fait le trajet en une heure, mais on espère en pratique réduire cette durée à 40 minutes.
- Chaque voiture porte 64 accumulateurs Gaudini construits par la Société franco-italienne. Ces accumulateurs sont divisés en quatre groupes de 16 en série; les quatre groupes peuvent développer ensemble un courant de 400 ampères. Les accumulateurs sont placés sous le plancher de la voiture.
- Le moteur est bi*polaire et commande les roues par une vis sans fin.
- Éclairage électrique.
- La ville de Bruxelles vient de publier le règlement adopté par le conseil communal, pour son service d’électricité.
- La ville fournira le courant électrique, dans les rues ou elle établit les câbles de distribution, à tout consommateur qui contractera un abonnement d'un an. L’hectowatt-heure sera livré au prix de 10 centimes, et comme les lampes à incandescence de 16 bougies, dont le pouvoir éclairant égale à peu près celui des becs de gaz à verre,
- brûlant 180 litres de gaz à l’heure, prennent environ 55 watts, leur emploi coûtera donc environ 5 centimes et demi par heure, et les lampes de 10 bougies 3 centimes et demi. La lampe à arc de 4 ampères, dont l'intensité lumineuse est de 225 bougies, coûtera près de 22 centimes par heure, celle de 6 ampères (540 bougies), 33 centimes, et celle de 8 à 10 ampères (1000 bougies), 5o centimes.
- La ville réduira de 5 o|o toute facture d’au moins mille heures et accordera une seconde réduction de 1 0/0 pour toute heure supplémentaireà ce chiffre. Lorsqu’enfin le montant des douze factures mensuelles, déduction faite de la réduction que nous venons de mentionner, dépassera 5 000 francs, la consommation bénéficiera encore d’une déduction de 120 0/0 sur l'excédent.
- L’usine de la Société d’éclairage électrique de Quintin était constituée pour alimenter 200 lampes. Le couvent des Ursulines venant de prendre à lui seul un abonnement de 200 lampes, il s’ensuit qu’il faut doubler les générateurs d’électricité. Une seconde dynamo va donc être installée. La turbine étant d’une puissance de 60 chevaux pourra alimenter à la fois les deux dynamos et la minoterie.
- Ces jours derniers, l’éclairage s’est arrêté brusquement. La turbine s’étant abaissée de près de a5 mm. avait produit le débrayage des engrenages. Cet abaissement a eu pour cause l’usure du pivot, qui est en bois.
- Beaucoup de turbines Hercule, toutes munies, comme on le sait, de pivots en bois, fonctionnant depuis bien des années sans que cet inconvénient se soit manifesté, il est probable que l’usure a eu une cause accidentelle, par exemple une certaine quantité de sable entraînée par l’eau.
- L’avarie a du reste été promptement réparée.
- La lumière à incandescence Auer, dont les électriciens ont à craindre la concurrence, n’est pas sans présenter certains inconvénients qui en rendronl'l’usage général impossible.
- La société polytechnique de Berlin a discuté la question de savoir si la lampe Auer pouvait être employée dans une atmosphère poussiéreuse et humide. Elle demanda l’avis de la compagnie allemande de l’éclairage à incandescence qui répondit que dans les endroits où la poussière est abondante il ne fallait pas employer l’éclairage Auer, parce que la poussière se dépose sur le manchon, surtout lorsque la lampe est éteinte et le pouvoir éclairant dimin ué.
- D’un autre côté, lorsque le manchon est froid, il absorbe l'humidité et se déforme, et son pouvoir éclairant diminue également.
- La Compagnie du Chemin de fer du Nord va prochainement, ainsi qu'elle l’a déjà fait dans plusieurs gares de
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- son réseau utiliser la locomobile qui lui sert à élever l’eau pour l’éclairage électrique de la gare de Montreuil, sur-Mer au moyen d’accumulateurs.
- Télégraphie et Téléphonie.
- Le Journal officiel du 27 juillet dernier a promulgué la convention signée à Paris le 3o juillet 1892 entre la France et la Suisse pour régler les conditions de l’exécution du service téléphonique entre les deux pays. L’article 8 ci-après intéresse le public.
- Les taxes de correspondances sont établies d’après la somme de distances prises à vol d’oiseau entre les divers bureaux téléphoniques centraux par lesquels passent les circuits utilisés pour la communication internationale. Sont considérés comme directement desservis par le bureau central tète de ligne du circuit international : tous les postes d’abonnés et les bureaux publics faisant partie du réseau principal et des réseaux annexes dépendant du réseau principal installé au siège de la localité où aboutit le circuit international.
- La taxe à payer par conservation sur un circuit téléphonique international est formé du total des taxes élémentaires perçues dans chaque pays Ces taxes sont déterminées comme il suit par unité de conversation de trois minutes.
- En France: à 20 centimes pour les conversations échangées entre deux localités de part et d’autre dans un rayon de 10 kilomètres à partir de la frontière, mesurée à vol d’oiseau, comme il a été indiqué ci-dessus; à 5o centimes pour toutes les distances supérieures à 10 kilomètres, par 100 kilomètres ou fraction de 100 kilomètres à partir de la frontière, mesurée à vol d’oiseau.
- En Suisse : à 25 centimes pour les conversations échangées entre les localités suisses de part et d’autre dans un rayon de 10 kilomètres h partir de la frontière, mesurée à vol d’oiseau; à 5o centimes pour toutes les distances supérieures à 10 kilomètres jusqu’à 100 kilomètres, à75cenlimes pour toutes les distances supérieures à ioo kilomètres.
- Le bruit courait dernièrement qu’au cours des nombreuses communications qui ont du être échangées récemment avec le Siam à propos des incidents qui s’y sont produits, certaines irrégularités auraient été commises, qui n’auraient pas été sans occasionner d’assez graves retards. Des mesures disciplinaires étaient même, ajoutai! on, à la veille d’être prises par la direction générale des Postes et Télégraphes contre les agents qui s’étaient rendus coupables de ces manquements à leur service.
- Le Journal des Débats a tenu à contrôler l'exactitude de cev renseignement, et s’est adressé à M. Raymond, administrateur de l’exploitation télégraphique, faisant actuellement fonctions de directeur général.
- Des explications données par M. Raymond il résulte
- que pour toutes les communications télégraphiques officielles importantes l’Administration fait procéder à une enquête. Celle que l’on a faite au sujet des récentes communications avec le Siam 11’aurait révélé aucune irrégularité grave. Quant aux peines disciplinaires dont on a parlé, aucun employé n’aurait été l’objet d’une véritable mesure de rigueur.
- D’après la Revue des Postes et Télégraphes, la chambre de commerce du Mans a décidé de prendre l’initiative d’un réseau téléphonique urbain et d’un circuit de Paris au Mans.
- Une commission composée de trois membres de la chambre de commerce a été chargée d’étudier les voies et moyens pour réaliser ce projet.
- Tous les membres de Ut chambre ont pris l’engagement de souscrire pour 1000 francs chacun, soit 12000 francs, qui seront avancés à l’État pour la construction de ce réseau.
- Les câbles électriques qui, dans les ports militaires, relient entre eux les ouvrages de défense, le réseau des conducteurs électriques sous-marins aboutissant aux torpilles et aux avertisseurs sont dans bien des cas à la portée des passants. L’importance qu’aurait en temps de guerre leur fonctionnement régulier a amené le ministre de la marine à prendre des mesures en vue d’assurer l'efficacité de la surveillance exercée par le personnel chargé de leur protection.
- Pour donner une sanction aux dispositions nouvelles} dit la Revue des Postes et Télégraphes, tous les officiers, quartiers-maîtres et marins commandant les bâtiments et les embarcations chargés, à titre spécial ou accidentel, de veillera la protection de ce réseau de conducteurs électriques seraient admis à prêter serment, ce qui leur donnerait le droit de constater les contraventions par des procès-verbaux.
- On vient de mettre à l’étude un projet d'établissement d’un troisième circuit téléphonique entre Paris et le Havre.
- D'après un rapport récent du Foreign-Ol’ficc, il existe actuellement au Japon 8,543 milles de lignes télégraphiques, dont les lils ont un développement de 24,314 milles; on y trouve en outre 214 milles nautiques de câbles.
- Les lignes téléphoniques sont au nombre de 375, avec 3,234 mille de fils.
- Imprimeur-Gérant : V. Nory.
- Imprimerie de La Lumière Electrique. — Paris, 3i, boulevard des Italiens.
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- La Lumière Électrique
- Journal universel d!Electricité
- 31, Boulevard des Italiens, Paris
- Directeur : Dp CORNÉLIUS LIERZ
- XV ANNÉE (TOME XLIX)
- SAMEDI 26 AOUT 1893
- N» 34
- SOMMAIRE. — Recherches récentes sur la polarisation rotatoire magnétique; J. Blondin. — Les lampes à incandescence; Gustave Richard. — Sur le règlement intérieur du laboratoire central d’électricité; P. Guilbert.— Commutateurs téléphoniques multiples de M. Jamolet; E. Zetzsche. —Histoire chronologique de l’électricité, du galvanisme, du magnétisme et du télégraphe; P.-F. Mottelay. — Sur la mesure des valeurs instantanées et moyennes de la self-induction dans les circuits à perméabilité variable; André Blondel. — Chronique et revue de la presse industrielle: Commutateur double de l’EIectrical Speciality Company de Saint-Louis. — Connexions téléphoniques Bunnett. — Pile portative médicale Mears et Powers. — Electroscope Drake et Gorham. — Câbles sous-marins Preece. — Auge électrolytique Elmore. — Electrolyse du chlorure de sodium Craney. — Accumulateur Hofmann. — Pile pour éclairage domestique, par M. le vicomte Jules Le Noble. — Revue des travaux récents en électricité : Cathodes pour la fabrication électrolytique du chlorate de potasse, par W.-T. Gibbs et S.-P. Franchat. — Sur l’éclairage électrique des phares, par M. André Blondel. — Sur un photomètre, par E.-W. Lehmann. — Sur le transport électrique de la chaleur dans les électrolytes, par M. Henri Bagard. — Variétés: Sur les phénomènes de vibration à haute fréquence; N. Tesla. — Faits divers.
- RECHERCHES RÉCENTES SUR LA
- POLARISATION ROTATOIRE MAGNÉTIQUE
- Depuis 1845, année pendant laquelle Faraday découvrit qu’un corps transparent soumis à l’action d’un champ magnétique fait tourner le plan de polarisation d’un rayon polarise qui le traverse, un grand nombre de physiciens ont étudié ce phénomène. Pendant que les uns découvraient les lois qui le régissent et accumulaient les résultats expérimentaux, d’autres cherchaient à les relier par des considérations théoriques. C’est qu’en effet il semble que cette étude doit nécessairement étendre nos connaissances sur cette question, encore bien obscure, des relations qui existent entre les phénomènes électriques et les phénomènes optiques.
- La diffusion des idées de Maxwell est venue donner un surcroîtd’intérêtetunenouvelleexten-sion aux recherches sur la polarisation rotatoire magnétique. Cependant, on s'était borné jusqu’ici à l’étude des radiations visibles et ultraviolettes du spectre. M. Moreau, dans sa thèse de doctorat, s’est occupé des radiations infrarouges, malgré les difficultés que présente ce genre de recherches. C’est ce travail que nous allons analyser.
- Appareil. — L’appareil employé, que représente la figure i , comprend :
- i° Un héliostat A ;
- 20 Un polariseur de Foucault B à ouverture diaphragmée afin de n’utiliser que la partie centrale, fournissant un faisceau parfaitement polarisé dans un seul plan ;
- 3° Un tube renfermant du sulfure de carbone et placé suivant l’axe d’une bobine magnétisante C ;
- 4° Une lame de quartz Q dont les faces sont perpendiculaires à l’axe de cristallisation ;
- 5° Une lentille cylindrique D dont le foyer rectiligne coïncide avec une fente susceptible de trois mouvements d’orientation (mouvement vertical et mouvements de rotation autour de deux axes horizontaux perpendiculaires);
- 6° Un nicol analyseur F, centré sur un cercle divisé, mû, par une roue dentée, devant un ver-nier fixe. Le cercle et le vernier donnent la minute ;
- 7° Une lentille achromatique G formant avec la fente E un collimateur;
- 8° Un prisme de flint IT reposant sur une' plate-forme disposée au centre d’un cercle divisé horizontal garni d’un vernier donnant la 1/2 minute et à l’estime les i5 secondes
- 9° Une lentille objective achromatique K, qui fait converger les rayons lumineux sortis du
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- prisme sur les soudures d’une pile thermo-électrique ;
- xo° Une pile linéaire de Melloni L;
- ir Un galvanomètre de Melloni M relié à la pile et dont les déviations sont observées à l’aide d’un rayon lumineux réfléchi par un miroir concave, solidaire du système astatique, sur une échelle divisée en millimètres.
- Le tube à sulfure de carbone a 5o centimètres de longueur et 5 centimètres de diamètre. Il est fermé par deux plaques de flint à faces parallèles, de o,5 mm. d’épaisseur, collées à la gomme arabique sur deux rebords plans disposés aux extrémités du tube. Leur faible épaisseur et leur disposition par rapport à la bobine permet de négliger leur rotation propre vis à vis de celle
- du tube à sulfure de carbone. Aux extrémités du tube se trouvent deux tubulures dans chacune desquelles se trouve un thermomètre au i/5 de degré. Un couple thermo-électrique placé dans un tube mince disposé au milieu du tube à sulfure de carbone permettait de s’assurer de l’uniformité de température de toutes les portions de ce liquide. Deux supports, extérieurs à la bobine, soutenaient le tube et permettaient de faire coïncider la direction de son axe avec celle du faisceau lumineux.
- La bobine, utilisée antérieurement par Verdet dans ses recherches sur la polarisation rotatoire magnétique, a une longueur de 42 centimètres et 33 centimètres de diamètre, le diamètre de la cavité centrale étant de 14 centimètres. On la
- E 0
- Fig. 1.
- dispose de manière que son axe coïncide avec 1 a direction du faisceau traversant le tube à sulfure de carbone.
- Le courant est fourni, soit par une série de trente accumulateurs Julien, soit par une dynamo, disposés dans un autre local. Un manchon rempli d’eau placé dans la cavité de la bobine et entourant le tube à sulfure de carbone protège celui-ci contre le rayonnement de la chaleur développée dans les fils par le passage du courant. Pour éliminer l’action magnétique de la bobine sur le galvanomètre, celui-ci est placé de telle façon que le centre du cadran soit dans le plan médian perpendiculaire à l’axe de la bobine, à la même hauteur que cet axe et à 5 mètres de distance, En outre un solénoïde de 1 mètre de longueur et de 6 à 8 ohms de résistance, en dérivation sur la bobine, est disposé à la hauteur de l’aiguille entre le galvanomètre et la bobine.
- La pile est placée dans une boîte A (flg. 2) fixée à l’alidade mobile du cercle divisé ; une plaque de bois dur G, glissant sur une autre montée sur un support à crémaillère, soutient cette boîte. Des plaques de paraffine assurent un bon isolement.
- Méthode d'observation. — Supposons la pile calée dans un azimut pour lequel nous connaissons la longueur d’onde X de la radiation infra-rouge venant frapper le milieu de la pile. Soient O 1 (fig. 3) la direction de la vibration à la sortie du polariseur, O R sa direction après qu’elle a traversé le tube à sulfure de carbone et le quartz, Ô A la section principale de l’analyseur qui fait avec la direction précédente un angle co. La vitesse vibratoire à la sortie de l’analyseur est le produit de la vitesse à l’entrée par cos a>; par conséquent, I étant l’intertsité calorifique qu’aurait la radiation tombant sur la pile si l’analyseur n’existait pas, on a pour l’intensité
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- cette même radiation lorsqu’elle a traversé l’analyseur,
- a — I cos* ou.
- Si maintenant on fait tourner l’analyseur de 90°, l’intensité devient
- b = I sin* (o.
- De ces deux relations on déduit „ a
- COS* U> — -r.
- a + b
- Les déviations du galvanomètre, étant très petites, sont proportionnelles aux intensités a et b. Il suffit donc pour calculer <0 de mesurer les déviations du galvanomètre pour deux positions rectangulaires de l’analyseur et il est facile de se rendre compte que la sensibilité sera maxima quand o> est égal à 45°. On avait soin de remplir à peu près cette condition, la direction
- de la vibration O R étant au préalable déterminée approximativement.
- On détermine ensuite de la même manière les angles «>1, <o2, •••) correspondant à d’autres valeurs du champ magnétique. Les différences a) — w,, o)j — w.2, ..., donnent les rotations produites par le sulfure de carbone sous l’influence des variations du champ magnétique puisque la rotation produite par la lame de quartz ne change pas. Si ces rotations sont proportionnelles aux intensités du champ, comme Verdet l’a établi pour les radiations visibles, les quotients des différences des angles w, to,, w2, ... par les variations correspondantes du champ doivent être constants et donnent la rotation qu’éprouve le plan de polarisation pour un champ d’intensité 1. Cette loi vérifiée, il est facile de calculer la rotation pour un champ quelconque et de comparer cette rotation à celle qu’éprouve dans les mêmes conditions la radiation correspondant à la raie D du sodium.
- Rotation de la raie du sodium. — La mesure
- de; cette rotation s’effectue à l’aide du sacchari-mètre à pénombre de Laurent.
- On sait que cet appareil se compose essentiellement :
- i° d’un nicol polariseur;
- 20 d’un diaphragme circulaire dont une des moitiés est vide et l’autre occupée par une lame de quartz demi-onde, dont l’axe est parallèle au bord diamétral ;
- 3° d’un analyseur mobile sur un cercle divisé ;
- 4° d’une lunette pointant le diaphragme.
- En avant du polariseur est placé un brûleur Laurent donnant les radiations du sodium que l’on épure par l’interposition d’une lame de bichromate de po'tasse. La bobine et le tube à, sulfure de carbone sont situés entre le diaphragme et l’analyseur; un ampèremètre Car-
- I (Vibration à ta sortie du polariseur^.
- Fig. 3
- pentier donne l’intensité du courant traversant cette bobine.
- On opère de la manière suivante :
- On détermine d’abord la position convenable du polariseur de façon que les images soient assez éclairées et qu’en même temps l’égalité de teinte des deux portions du champ de la lunette s’obtienne facilement, conditions qui sont contraires l’une à l’autre.
- On détermine ensuite la position de l’analyseur correspondant à cette égalité, caractérisée par la disparition complète d’une petite ligne noire existant entre les deux parties du diaphragme.
- On fait alors passer le courant dans un sens et l’on ramène l’égalité des teintes et on note l’intensité du courant à l’ampèremètre. On fait passer le courant en sens contraire et l’on recommence les mêmes observations. La moyenne des résultats est prise et l’on continue.
- Ces résultats sont représentés graphiquement en prenant pour abscisse l’intensité du courant
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- marquée à l’ampèremètre et pour ordonnée la rotation.
- La ligne ainsi obtenue permet de connaître la valeur de la rotation pour une valeur quelconque de l’intensité. Si l’on connaît la relation qui existe entre l’intensité et celle du champ magnétique, on peut calculer cette dernière et par conséquent obtenir la valeur de la rotation de la raie du sodium pour une certaine valeur du champ.
- En réalité, il n’a pas été nécessaire de chercher la relation entre l’intensité du courant magnétisant et celle du champ magnétique. En effet, M. Moreau a constaté que la ligne représentant la rotation de la raie du sodium en fonction de l’intensité du courant est une droite tant que l’intensité est moindre que 33 ampères; en d’autres termes la rotation est proportionnelle au nombre d’ampères. Or, de nombreuses expériences antérieures ont montré que cette rotation est proportionnelle à l’intensité du champ magnétique; par conséquent celle-ci est proportionnelle au nombre d’ampères du courant de la bobine, et on peut prendre ce nombre comme représentant la valeur du champ magnétique. En ayant soin, dans la mesure de la rotation d’une radiation quelconque, d’opérer avec des intensités de courants inférieures à 33 ampères, on pourra faire de même dans cette mesure, et les observations se trouveront simplifiées. C’est ce que fait M. Moreau, de sorte que l’unité de champ dont nous parlions à la fin du paragraphe précédent est celui qui correspond à un courant de un ampère.
- Résultats des expériences. — Le tableau suivant est relatif à la radiation infra-rouge K, ; la première colonne donne la déviation galvano-métrique observée quand l’analyseur est dans un certain azimut, la seconde celle qui correspond à un azimut rectangulaire avec le précédent, la troisième l’angle w = -r—r—r de la vibra-
- ci -f- b
- tion avec le premier azimut; l’intensité du courant est i5 ampères
- a b (l) moyenne
- I I ,00 5,75 35“ 52'
- 9,25 4,75 35 38
- 10,00 5,25 35 56 35° 49'.
- 11,00 5,75 35 52
- 12,00 6,25 35 49
- tenu des angles w dont les différences divisées par la variation de l’intensité ont donné 14, i3 et i3,2 minutes pour la rotation correspondant à un ampère. La moyenne, i3'4, permet de calculer les rotations produites par des intensités de 11, i5 et 3i ampères. Les rotations correspondantes de la raie du sodium étant déduites de la courbe construite comme on l’a vu, on fait le rapport des rotations des deux radiations. Il a été trouvé :
- Intensités Kotution du sodium Itupport Moyenne
- j j amp. 6° 700 o,365
- i5 8,916 0,376 0,375.
- 3i 18,000 o,385
- Six radiations de l’infra-rougeont été étudiées de la sorte.
- Les rapports obtenus sont :
- Radiations E, B, H, K, N, J,
- Rapports o;52 0,48 0,44 0,37 o,33 0,32
- Les radiations étant rangées dans l’ordre des longueurs d'onde croissantes, on voit que le rapport décroît quand la longueur d’onde augmente. Ces nombres se rapportent à une température voisine de 240; ils varient d’ailleurs fort peu avec la température.
- La constance de ces rapports pour les diverses valeurs de l’intensité montre que, comme pour les radiations visibles, la rotation du plan de po-larisation d'une radiation infra-rouge est proportionnelle à l'intensité du champ magnétique.
- Leur connaissance permet de calculer la rotation d’une de ces radiations pour une valeur quelconque du champ, celle de la raie du sodium étant connue, en fonction de l’intensité de ce champ, par de nombreuses expériences antérieures.
- Formules de la dispersion rotatoire magnétique. — On arrive, par des considérations théoriques, à trouver la rotation rapportée à l’unité d’épaisseur de la substance et à l’unité de champ, c’est-à-dire le pouvoir rotatoire magnétique, en fonction de la longueur d’onde X de la radiation et de l’indice de réfraction n de la substance pour cette radiation. Un grand nombre de formules ont été proposées.
- Van Schaik est arrivé à celle-ci :
- Pour d’autres valeurs de l’intensité on a ob-
- P = A«*(«-*^) (§ + §),
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- qui ne diffère de celle qu’a trouvée Maxwell que
- c
- par l’introduction du terme
- Ak
- M. Mascart est parvenu à la suivante :
- * = «=(-»> aï)-
- qui a été vérifiée par M. Joubin pour le sulfure de carbone, la créosote et différentes espèces de flint.
- M. Moreau a déduit des idées de Maxwell une troisième formule :
- n* ( dn\ ( n*\
- 9 ~~ K v \n x en) \l + h xv’
- et s’est proposé de comparer ces formules aux résultats de ces expériences.
- Cette comparaison exige la connaissance des A et des n. La détermination de ces quantités constitue la partie la plus délicate du travail de M. Moreau. Toutefois nous n’en indiquerons que le principe.
- Détermination des A. — Dans l’appareil décrit en commençant on substitue à la bobine et au quartz normal une lame de quartz taillée parallèlement à l’axe et disposée normalement au faisceau lumineux de telle sorte que l’axe de cette lame soit à 45° des sections principales parallèles ou croisées du polariseur et de l’analyseur. On obtient ainsi un spectre cannelé dont les franges peuvent être déterminées en position au moyen de la pile, les déviations galvano-métriques étant minima quand la pile est au milieu d’une de ces franges. La longueur d’onde correspondante est donnée par la relation
- {n' — n)e—p\, (i)
- que l’on établit facilement au moyen des propriétés des vibrations polarisées.
- Dans cette formule, n' — n est la différence des indices de réfraction extraordinaire et ordinaire du quartz, e est l’épaisseur de la lame, et P un nombre entier, impair ou pair suivant que les sections principales de l’analyseur et du polariseur sont parallèles ou perpendiculaires. La détermination de A se trouve donc ramenée à celle de ces trois quantités.
- Pour avoir e et p on substitue un réseau au prisme de flint H et une lunette à la pile, et on vise le milieu d’une frange d’un des spectres
- visibles donnés par le réseau. Le A correspondant à cette frange est donné par
- S0 étant la déviation minima d’une raie de longueur d’onde A0 connue (raie du sodium), 2 celle de la frange, et m le numéro du spectre.
- Ayant déterminé A, et A2 pour deux franges consécutives, on déduit de (i):
- Pt _ n\ — n, X,
- P1 2 /f, lia X|
- ce qui permet de calculerai, les différences n'z — n2 et n\ — nt étant calculées par une formule donnée par M. Macé de Lepinay. Gomme les p croissent de deux unités quand on passe d’une frange à une autre, il est facile de trouver les nombres qui correspondent aux franges infra-rouges étudiées au moyen de la pile. Quant à l’épaisseur e, elle se déduit de (i), les autres quantités entrant dans cette formule étant maintenant connues pour les franges visibles.
- Pour avoir les n! — n correspondant aux franges infra-rouges, M. Moreau prend un prisme de quartz dont l’axe est parallèle à l’arête, et qu’il substitue au prisme de flint; il mesure à l’aide de la pile les déviations de chaque frange par rapport à la raie du sodium dans le spectre ordinaire et le spectre extraordinaire, et de ces mesures il déduit les indices n’ et n comme on le fait ordinairement dans la mesure des indices au moyen du goniomètre.
- La formule (i) donne alors les A correspondant aux franges infra-rouges. Les positions de la pile qui y correspondent étant repérées sur le cercle horizontal entourant la plate-forme du prisme, il suffira de mettre la pile dans une des positions dans les expériences de polarisation magnétique, pour que la longueur d’onde de la radiation sur laquelle on opère soit connue.
- Les longueurs d’onde des différentes radiations étudiées sont :
- Radiations E, B, IT, K, M, J,
- X o \t. 79^ 0,944 1,076 r,i20 1,170 1,419
- Détermination des n. — On prend un prisme à sulfure de carbone recevant la lumière qui a traversé le polariseur, la lame de quartz parai-
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- LA LUMIÈRE ELECTRIQUE
- lèle à l’axe et l’analyseur. On cherche au moyen de la pile la position des franges du spectre quand le prisme est au minimum de déviation et on mesure la distance angulaire de cette position à celle de la raie du sodium. De cette distance angulaire et de la valeur de l’angle du prisme on déduit l’indice du sulfure de carbone pour la radiation correspondante à chaque frange. Gomme cet indice varie rapidement avec la température, diverses précautions doivent être prises pour éviter les erreurs pouvant en résulter.
- Deux séries d’observations ont donné les ré-
- sultats suivants :
- Première : série Deuxième > série
- Radiation Tempér. Indice Tempér. Indice
- E, 25° 6 1,59928 270 9 1,59738
- N, 22° 7 1,59194 240 1,59094
- J. 240 35 1,58217 26° 7$ 1,58o37
- De la comparaison des résultats de ces deux séries on déduit pour le coefficient de variation de l’indice avec la température
- E,............ 0,00079
- H,............ 0,00077
- J,............ 0,00075
- Pour les autres radiations l’indice n’a été déterminé qu’à une seule température; les coefficients de variation ont été choisis de telle sorte qu’ils soient intermédiaires entre les précédents.
- Les valeursdes indices rapportées aune même température satisfont également bien à la formule de Briot :
- et à celle de Ketteler :
- «* (1 - X3 = - KX* + mx3 + <7.
- C’est cette dernière que M. Moreau a prise pour le calcul des qui entrent dans les expressions du pouvoir rotatoire magnétique, le calcul étant plus simple avec cette formule qu’avec celle de Briot.
- Comparaison des formules el des résultats d’expériences.
- Le tableau suivant contient les pouvoirs rotatoires observés et les pouvoirs calculés par les
- | formules indiquées plus haut, celui de la raie du sodium étant pris pour unité.
- Hudiatlon Frange Longueur d'onde Observé Maxwell Formule do : V. 9ehalk Muscurt
- J. 11*419 0,32 )) )) 0,28
- M, 1,170 0,33 0,22 0,21 0,32
- K, 1,126 0,37 0,25 0,24 0,35
- H, 1,076 0,44 0,28 0,27 o,38
- B, 0,945 0,48 0,35 0,35 0,44
- N, 0,792 0,52 0,53 0,52 o,58
- Haie
- c 0,6567 0,771 0,779 0,779 0,800
- D o,58g3 1,000 1,000 1,000 I ,000
- E 0,5271 1,302 1,307 i,3io 1,298
- F 0,4862 1,607 1,607 1,607 1,607
- G 0,4304 2,219 2,245 2,233 2,325
- M. Moreau conclut ainsi :
- « La formule de Joubin seule semble convenir. La colonne des différences montre entre les résultats du calcul et ceux de l’observation des différences en général inférieures aux erreurs d’expériences, pour le spectre infra-rouge, sauf cependant pour la frange Hj. Pour le spectre visible, on voit que, pour la raie Gx, le résultat calculé diffère énormément du résultat observé. Gela semblerait indiquer que du côté de l’ultraviolet, la concordance est impossible. »
- J. Blondin.
- LES LAMPES A INCANDESCENCE X1)
- La lampe de Colby, représentée parla figure 1, fonctionne par induction. Elle se compose d’une série de filaments circulaires E, branchés sur un fil de platine D (fig. 2), le tout enfermé dans une ampoule cylindrique AC, enfilée sur la bobine II, traversée par des courants alternatifs J K. L’ampoule repose sur un plateau M à filetage L, permettant de graduer l’éclairage en réglant à volonté la position de l’ampoule, comme l’indique le tracé pointillé.
- D’après M. Waring on obtiendrait, en remplissant les ampoules des lampes à incandescence d’un gaz lourd, à poids atomique élevé.
- (*) La Lumière Electrique du 20 mai 1893, p. 3i6.
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- une durée plus considérable qu’avec le vide, un rendement meilleur et plus constant. Le gaz ou mieux la vapeur préférée par M. Waring est la vapeur de brome ou d’iode, que l’on fait distiller du ballon 6 (fig. 3) dans ampoules 1,1.., après avoir fait le vide par le tube 7.
- D’après M. Lodiguine, on pourrait sans aucun inconvénient remplacer les attaches en platine par des attaches en fer, en employant pour le
- o Vjsr
- Fig-, 1 et 2. — Lampe d’induction Colby (1893).
- culot du verre boriqué obtenu, par exemple, par la fusion d’un mélange de
- Carbonate de soude........ 22,270/0
- Oxyde de plomb............ 20,59
- Acide borique............. 6,24
- Sable blanc............... 5o
- Ce mélange donne un verre composé de :
- Soude.................. 12,36
- Oxyde de plomb......... 24,23
- Acide borique [Bi O’J.. 4,64
- Silice................. 58,76
- On doit éviter autant que possible l’oxydation du fer pendant le scellement : on y arrive en trempant les fils dans une dissolution de chlorure de fer ou de zinc, puis en les saupoudrant, mais très légèrement, de borax en poudre, qui dissout l’oxyde de fer, ou, tout simplement, en les trempant dans une dissolution de borate de zinc et de sel marin. On peut encore empêcher l’oxydation des attaches en les saupoudrant de résine ou en les enduisant de pétrole. On augmente l’étanchéité du scellement en garnissant les points de sortie des attaches d’un ciment au copal.
- M. Fret a proposé, pour les lampes très secouées, de consolider leur filament par un tuteur 3 (fig. 4) en acier, recourbé en 7, de manière
- Fig-. 3. — Lampes à gaz lourds de Waring (1893).
- à ne pas gêner la dilatation du filament ni s’opposer à son remplacement.
- Les filaments de M. D. Bollom sont constitués
- Fig. 4. — Lampe Frei à filament consolidé (1893).
- de la manière suivante, par une série de tubes de carbone emboîtés les uns dans les autres. On part d’un mince filament de charbon tendre, que l’on enveloppe d’une gaine de charbon dur en le flambant vivement par le passage d’un courant dans un bain de pétrole. Ce filament, lavé et séché, est ensuite recouvert d’un enduit
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- de noir de fumée et de sirop, et recarbonisé dans un moufle, de manière à former une seconde enveloppe de carbone poreuse, recouvrant la première gaine de charbon dur. On répète ensuite le flambage dans le bain de pétrole, etc., de manière à constituer le filament d’une série
- Fig. 5 à 7. — Attache du filament Bottom (1898).
- de couches de carbone alternativement tendres et dures, qui lui donnent une grande élasticité, précieuse surtout pour les grosses lampes allant jusqu’à 2 000 bougies.
- Les attaches de ces gros filaments sont en fer, et soudées (fig. 5) à des disques de platine E Elt
- Fig. Set 9. — Monture à coupe-circuit Frei Û89S).
- scellés au verre, ou (fig. 6) à un seul fond de platiné E, avec amorces 1 I, ou encore à deux petites poches de platine J J', soudées au verre, et assez élastiques pour ne pas le craqueler par leurs dilatations.
- La monture des lampes de Frei représentée par la figure 8 est pourvue d’un coupe-circuit de sûreté très simple. Les bornes a a de la lampe
- portent, à cet effet, chacune un ressort/, appuyé sur une pastille g, fusible et peu conductrice, logée dans l’intervalle des bornes a a. Quand le
- Fig. io. — Monture Nickerson (1898).
- filament se brise, l’une au moins de ces pastilles fond, et son ressort joint aussitôt les bornes a a, qu’il met ainsi en court circuit. Les pastilles g g
- Fig. n à 12. — Monture Guy.
- peuvent être, par exemple, en une pâte composée de 5 d’oxyde de mercure pour 1 de noir de fumée, amalgamés avec du sirop de sucre.
- M- Nickerson constitue le culot de ses lampes
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- d’une base fusible M (fig. 10) qui donne un scellement facile, protégé de la chaleur de la lampe par une couche de sable O, maintenue entre deux plaques de mica N et L.
- La monture de la lampe Guy est (fig. 11 et 12) à filetages serrés sur un joint annulaire au mer-
- La clef de la monture Stirn est (fig. 13 à 16) des plus simples. En figure i3, le circuit de la lampe est fermé par le contact N du ressort M. Pour couper le circuit, il suffit de tirer la corde K, ce qui fait, par le cliquet F G, fou sur l’axe G, tourner de go° le rochet D, calé sur cet axe, ainsi
- Fig\ i3 à 16. —Monture Stirn (1892).
- cure. Le vide se fait au moyen d’un tube flexible enmanché comme un tourne-vis dans le bouchon de monture. Le vide fait, on visse ce bouchon à fond au moyen du tube, de manière qu’il ferme le culot par sa petite soupape en papier mâché, puis on renverse le tout de façon à rem-
- Fig. 17 19. — Lampe à culot mobile Green (1891-1898).
- Fig. 20 à 23. — Remplacement des filaments Frei (189.11.
- plir la chambre de cette soupape du mercure que l’on voit dans la petite poche latérale du tube. On retire ensuite ce tube, et l’on remplit le creux du bouchon avec un scellement au plâtre. Le bas de la lampe repose sur son culot par des garnitures en papier d’amiante. Cette monture permet de remplacer facilement les filaments sans endommager le globe de la lampe, qui peut être en verre coulé,
- que le bloc isolant O, qui sépare, comme en figure 14, M de N.
- Lorsqu’on lâche la corde, le ressort II ramène le cliquet F à sa position primitive, de sorte qu’il suffit de tirer de nouveau la corde Iv pour rétablir le circuit; le contre-cliquet E empêche tout recul de G.
- La lampe de Green est (fig. 17 a 19) â culot mobile C, rodé dans l’épaisse emmanchure B, et
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- La lumière électrique
- pourvu d’une encoche triangulaire G. Pour faire le vide, on fixe, au moyen du collier H, le tube à vide K dans l’ouverture E de l’embase B, puis on amène, en tournant C avec une clef, par ses talons /, l’encoche G devant E. Le vide fait, on tourne C de manière à fermer cette ouverture. Les attaches, scellées en P, aboutissent aux bornes mm, fixées sur l'isolant d.
- M. Frei a récemment proposé, pour faciliter le remplacement des filaments, le dispositif
- il. “ y
- y
- C JC
- y
- Fig. 24 à 27. — Frei. Appareils à poser les filaments (1893)
- représenté par les ligures 20 à 23 et qui consiste essentiellement en une fausse monture A, qui permet de relier très facilement la lampe au circuit de flambage w w, après qu’on y a remplacé le filament et fait le vide par le tube z.
- Les figures 21 à 23 supposent le système appliqué à des lampes dont les bornes ont la forme représentée en y et x sur la figure 23. Quand on pousse la fausse monture sur le culot de la lampe, y fait contact avec sa borne b, et x avec la borne g, par les ressorts d, d, dont les crochets n, 11 s’y attachent en g. Il ne reste plus alors, pour faire passer le courant dans la lampe, qu’à
- saisir les bornes g et f par les mâchoires isolantes s et s' de l’accouplement B, qui les appliquent sur les lamelles l et t reliées aux fils w w' du circuit.
- Fig. 28 et 29. — Lampe à interrupteur Moore (1893).
- Quant à la pose même des nouveaux filaments, elle se fait au moyen de l’appareil représenté par les figures 24 à 27. Le filament nouveau/ es enfilé dans les deux gaines B B de ses futures
- \ -J
- >\ b.
- Fig. 3o. — Circuit à courants interrompus Enholm (1892).
- attaches, fixées à une plaque isolante A, puis posé sur une planchette w', à serrage métallique m'J, isolé m2, qui maintient le filament et qui est pourvue de deux conducteurs nx n.k, reliés aux bornes d|un circuit. Quand on serre par les pinces isolées 0 o les gaines B B sur les contacts isolés ««, le courant passe, par N4 B m'\ au tra-
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- vers des gaines qu’il porte au rouge et qu’il suffit de plonger dans un bain de pétrole pour que le carbone électrolysé se précipite sur elles, en constituant des bourrelets de soudure a;# (fig. 27) absolument adhérents et conducteurs.
- Le filament, ainsi amorcé, est ensuite saisi par des pinces convenablement disposées, comme celles de la figure 25, au moyen desquelles on enfile l’autre extrémité des gaines sur les bouts des attaches.
- La lampe de M. Mac-Farlan-Moore appartient à la classe des lampes à courants interrompus. Les interruptions y sont produites (fig. 28 et 29) par les vibrations d’une petite armature 12, grosse comme une tête d’épingle, et qui, dans le vide de la lampe, ne donne pas d’étincelles.
- Quand l’électro-aimant 5 est amené, par la manivelle 6 et son bouton 14, au bas de sa course, son attraction n’a pas d'effet sur l’armature 12, et le courant passe sans interruption par 4', 4",
- Lampe portative Gimmingham (1892).
- Fig. 3i à 36. —
- 12, 4 et 5; mais, si l’on approche suffisamment l’électro 5, il attire son armature et la sépare de 4", cè qui rompt le circuit, de manière qu’elle se met à vibrer comme un trembleur, et que la lampe fonctionne à courants interrompus d’autant plus que l’on soulève davantage l’électro 5.
- Pour éteindre la lampe, il suffit de tourner la manivelle 6 jusqu’à ce qu’elle vienne séparer les contacts de prise du courant 15-16.
- Le dispositif de M. Moore est cinématique-ment fort simple, mais son installation dans le vide de la lampe paraît assez délicate et l’on ne
- voit pas comment on empêcherait pratiquement les rentrées d’air par les garnitures de l’axe 14.
- M. A. Enholm préfère, peut-être avec raison, interrompre périodiquement le circuit même des lampes b1b2b3b,l(ftg- 3o) en les groupant sur une armature A, à quatre pôles, dans laquelle tourne un inducteur à deux bobines en série cc, excitées par une dynamo E, par l’intermédiaire d’un commutateur G' tel que leur polarité ne change pas.
- La lampe portative de Gimmingham, adoptée par la compagnie Edison-S\van,a (fig. 3i à 36) ses
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- accumulateurs A groupés autour d'une tige F, fixée à une base B et pourvue d’un couvercle en caoutchouc D pressé par l’écrou E. Le tout est enfermé dans une boîte en bois G, à couvercle de caoutchouc II, serré par l’écrou e,et qui porte la lampe L. Les éléments de l’accumulateur sont reliés en série, et aboutissent aux bornes P, reliées par des fils flexibles aux bornes Q R Q, Rj de la lampe. Les contacts de ces bornes sont en plomb. L’un des fils de la lampe porte en W (fig. 34 et 35) un coupe-circuit automatique, constitué par une poche de mercure renfermée dans une ampoule de verre de forme telle, qu’en temps normal, tant que la lampe n’est pas trop inclinée, le mercure complète le circuit comme en figure 35, tandis qu’il le rompt si l'on incline la lampe. Pour éteindre définitivement la lampe, il suffit de l’incliner assez pour que le mercure aille dans la poche de l’ampoule opposée à l’entrée des fils, comme en figure 34.
- Le chargement des lampes se fait au moyen de l’appareil représenté par la figure 36, dans lequel les lampes X sont disposées par séries de quatre en parallèle sur le circuit de chargement U Uj, avec leurs bornes Q Q2 au contact des blocs métalliques isolés r rx, dont les deux derniers de chaque série sont reliés respectivement à U et à Uj. Des lampes témoins Y indiquent l’état du chargement, que l’on peut interrompre à volonté par les commutateurs X.
- Gustave Richard.
- SUR LE RÈGLEMENT INTÉRIEUR
- DU LABORATOIRE CENTRAL D’ÉLECTRICITÉ
- Le Bulletin de la Société internationale des Electriciens a publié récemment le règlement intérieur du laboratoire de la Société. Ce règlement régit, en dehors de la question administrative et de celle des élèves, deux points principaux intéressant les industriels et les ingénieurs qui ont des recherches scientifiques à faire; iL n’est donc pas inutile d'en donner un rapide aperçu.
- Au point de vue administratif, le laboratoire fonctionne sous les ordres d’une commission composée du bureau de la Société, de ses an-
- ciens présidents, du président du syndicat des industries électriques et d’un délégué du conseil municipal de la ville de Paris.
- Le personnel du laboratoire n’a subi aucune modification. Il se compose comme autrefois d’un directeur chargé d’exécuter sous sa responsabilité toutes les décisions prises par la commission administrative et d’un certain nombre de chefs de travaux nommés par la commission sur la proposition du directeur.
- En dehors du personnel précédent, le laboratoire est autorisé à admettre un nombre d’élèves fixé par la commission.
- Les demandes d’entrée au laboratoire sont maintenant faites directement au directeur, et sur son avis l’admission est prononcée par le président de la commission.
- La clause la plus intéressante de l’article concernant les élèves est la suivante :
- « Les élèves qui pendant un séjour d’un an au moins auront fait preuve d’assiduité et de connaissances pratiques suffisantes dans le maniement des appareils de mesure recevront un diplôme signé parle président de la commission administrative et le directeur du laboratoire. »
- Cet article assure donc aux élèves, qui généralement sont pourvus d’un diplôme d’ingénieur d'une de nos grandes écoles ou d’une école étrangère équivalente, un nouveau titre qu’il dépendra d’eux de faire valoir dans le monde industriel.
- Le délai d’un an fixé par la commission nous paraît cependant excessif. Les élèves sortant de nos écoles ont, maintenant que la partie électrique des programmes se développe de plus en plus, des connaissances théoriques suffisantes pour que le maniement des appareils de mesure n’exige pas un si long apprentissage. Il nous semble donc qu’une durée de six ou huit mois au plus serait largement suffisante si on limite ainsi les connaissances pratiques qu’on peut acquérir au laboratoire.
- Néanmoins, une des meilleures raisons qui pourraient expliquer cette exigence de séjour un peu long est que, au bout de six mois, l’élève peut rendre de très réels services au laboratoire en exécutant, sous la surveillance du personnel bien entendu, les essais quelquefois très délicats qui sont confiés à cet établissement, alors que dans les premiers temps de son séjour, il ne peut que gêner par son inexpérience et même
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- déranger dans leurs travaux les agents qui en sont chargés.
- Arrivons maintenant à la question la plus importante pour les personnes qui ont à faire des recherches et qui n’ont pas à leur disposition le courant et les appareils de mesure nécessaires.
- Autrefois, le tarif de ces essais était très élevé, vingt francs par jour, et même vingt-cinq francs avec l’emploi d’accumulateurs.
- Pour des essais d’une journée cela était possible, mais pour des études qui peuvent quelquefois durer un mois et plus, la note à payer devenait par trop élevée. Dans un but qui montre le désintéressement complet dont l’administration actuelle du laboratoire s’est fait une loi, les travaux effectués par des tiers seront désormais régis par l’article suivant :
- « Pour être admis à effectuer des travaux au laboratoire, il faut en adresser la demande au directeur, avec une note détaillée sur le résultat cherché, les moyens à employer pour l’obtenir, les appareils nécessaires et la durée de ces travaux.
- « Le directeur transmet la demande au président de la commission, qui statue sans avoir à motiver sa décision.
- « Si les travaux sont autorisés, le président fixe la durée maxima du séjour du titulaire de la demande au laboratoire et la redevance qu’il doit payer.
- « Le titulaire doit s’engager à rembourser les frais que nécessiteront ses expériences et il peut être tenu de verser à titre de garantie une provision déterminée.
- « A l’expiration du délai qui lui aura été fixé, si le titulaire demande une prolongation, il doit justifier des résultats obtenus et de l’utilité de continuer ses recherches. Le président de la commission, sur un rapport du directeur, statue sur cette nouvelle demande.
- « Si les recherches faites par des tiers nécessitaient l’acquisition ou l’appropriation de certains outils ou appareils, la commission peut autoriser le directeur à payer une partie des frais à la condition que le matériel acquis reste la propriété du laboratoire. »
- Cet article qui comporte toute la rigueur nécessaire pour écarter les essais peu sérieux est au fond plein de promesses et assure aux intéressés un concours presque gracieux, puisque,
- comme le montre la dernière clause, le laboratoire peut aller et ira souvent, croyons-nous, jusqu’à payer une partie plus ou moins considérable des frais.
- La commission nous semble avoir bien compris que la future gloire du laboratoire tient surtout dans les recherches qui y seront faites, recherches qui mettront en lumière cet établissement d’une utilité absolument incontestable à notre époque; c’est pourquoi elle n’a pas hésité à montrer qu’elle est décidée à faire des sacrifices d’ordinaire peu en rapport avec les capitaux dont disposent généralement les établissements dus uniquement à l’initiative privée.
- Quant aux travaux exécutés par le laboratoire pour le compte des tiers, le règlement a été très peu modifié. Il porte en plus, au point de vue du secret professionnel, qu’aucune communication verbale ou écrite des résultats d’un essai ou d’une expérience ne peut être faite à d’autres personnes que l’intéressé, à moins d’autorisation écrite de sa part.
- Enfin, dans un but aussi louable qu’utile, la commission administrative se réserve le droit d’autoriser ou de provoquer des conférences, des expériences, ou des recherches de laboratoire sur certaines questions intéressant l’électricité. C’est là un moyen simple d’étendre le programme des communications périodiques de ia Société et d’attribuer à quelques-unes le développement qu’elles méritent.
- A ce règlement sera annexé le tarif des redevances à payer pour les travaux effectués au laboratoire, redevances qui pourront être exigibles d’avance.
- Cette-courte analyse montre le désir de bien faire dont est animée la Société des Electriciens; espérons que le monde électrique n’hésitera pas à profiter des avantages sérieux qui lui sont offerts.
- F. Guilbert.
- COMMUTATEURS TÉLÉPHONIQUES MULTIPLES DE M.JAMOLET
- La Lumière Électrique (*) a décrit la dernière disposition du commutateur multiple W. CEs-terreich pour bureaux téléphoniques urbains,
- (') La Lumière Electrique, t. XXXI, 55i, et t. XL1V, 17.
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- dont la caractéristique est qu'il n’implique pas l’emploi d’un fil d’essai spécial passant à tous les tableaux. Cette particularité a non seulement pour conséquence de rendre l’installation des commutateurs moins coûteuse, mais elle simplifie aussi le montage.
- M. Maxime Jamolet, de Liège, dont nous avons décrit Q le mode de groupement de plusieurs postes téléphoniques sur une même ligne, a combiné une disposition conservant ces avantages. Son dispositif, qu’il m’a communiqué au mois de mars dernier, peut s’employer aussi bien sur les réseaux à fils simples que sur ceux à circuits entièrement métalliques. On y remarque aussi que pour la mise en communica-
- tion de deux lignes, il n’est nécessaire de rompre ! aucune des liaisons qui existaient auparavant dans le commutateur ; c’est pour cette raison que les trous de jacks n’ont nullement besoin d’être pourvus des ressorts de contact que l’on trouve dans les jacks usuels ; ces organes se réduisent donc à de simples prises de courant.
- La figure i représente, dans le système Jamolet, le montage pour quatre lignes d’un réseau à fils simples; les quatre lignes Lt, L2, L3 et L, sont supposées appartenir aux quatre tableaux commutateurs I, II, III et IV. Nous admettons que pour le moment les lignes L4 et L3 sont reliées entre elles au tableau IV ; Gj, Cf, C3 et C4 sont les clapets annonciateurs de ces quatre
- Fig- i. — Connexions du commutateur multiple Jamolet.
- lignes. Nous nous occuperons plus loin des modifications qu’entraîne l’application du système aux lignes à double fil.
- La ligne L de chaque abonné se rend au tableau contenant son annonciateur C, puis elle est prolongée par un fil D jusqu’au dernier tableau commutateur du bureau. Un fil l la relie au trou de jack n, qui correspond dans chaque tableau à la ligne L. Les câbles qui conduisent aux tableaux ne contiennent donc pas plus de fils qu’il y a de lignes L et de jacks n dans chacun de ceux-ci. L’annonciateur individuel C de chaque ligne L est intercalé derrière le jack n et communique par un conducteur x avec un fil commun tx\ entre 4 et 4 est disposée une résistance artificielle supplémentaire (R = 400) et le
- fil 4 est mis à la terre T. Les électros des annonciateurs reçoivent un enroulement de 600 ohms de résistance.
- Les appareils à la disposition de l’employé comprennent deux fiches simples S et S', reliées par deux cordons souples à un conducteur x et x' à l’axe des clefs d’appel u et u'. Les contacts de travail de ces deux clefs sont reliés par v avec une source de courant quelconque P fournissant les courants d’appel. Les contacts de repos des clefs sont mises en communication par le fil d avec l’axe de la clef d’écoute g. L’employé doit appuyer cette clef sur le contact c lorsqu’il veut essayer une ligne et se rendre compte de son état d’occupation ou d’inoccupation. A letat de repos le levier de la clef g touche les deux vis de contact i et o, toutes deux mises à la terre, l’une o par le fil 2, qui est relié à c et contient le
- C) La Lumière Électrique, t. XLV, p. 365.
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- transmetteur microphonique F, l’autre i par le fil y comprenant l’électro du signal de fin de conversation J et la pile d’essai p.
- Chaque tableau est desservi par une seule pile p, une source P et une seule résistance R, et l’on peut même rendre ces trois appareils communs à tous les tableaux. Enfin, on dispose pour chaque tableau un nombre de transmetteurs F égal au nombre d’employés qui y sont occupés simultanément.
- Pendant toute la durée de la liaison entre les deux lignes L3 et L4, le signal J., indiquant la fin de la conversation se trouve compris dans une dérivation à la terre comprenant la pile d’essai g; mais cette dérivation ne peut affaiblir dans une trop forte proportion les courants téléphoniques circulant dans L3L|, car la résistance de
- Fig. 2 — Application aux circuits à double fil.
- J, est très considérable. D’autre part, la pile à faible force électromotrice p fermée sur J , et F4 ne peut actionner le signal J.,. S’il était nécessaire, toutefois, de ne pas fermer la pile d’une façon permanente, M. Jamolet se propose d’intercaler dans le fil a un condensateur qui ne gênerait aucunement l’essai de la ligne, puisque pour cet essai il est nécessaire d’appuyer sur la clef g.
- 11 me semble plus avantageux de supprimer entièrement le fil a, ce qui ferait également disparaître la dérivation j, J, p, branchée sur a,z, F; d faudrait, tout naturellement, dans ce cas, que 1 employé manœuvrât la clef g pour se mettre en communication avec l’abonné. De plus, la rupture de ce fil a pourrait aussi être effectuée par le crochet commutateur du téléphone.
- Lorsque dans le bureau dont la figure i indique le montage, un appareil est reçu de la ligne Lj au tableau II, le courant d’appel se rend par
- I,, C2,ï2,/|,R,4 à la terre T et fait tomber le volet de l’annonciateur C2.
- Un courant dérivé passe bien de /4 dans toutes les lignes L, mais ce courant rencontre des résistances bien supérieures à R et ne peut donc agir sur les annonciateurs G et J. On pourrait d’ailleurs prendre des précautions plus grandes, soit en augmentant les résistances aux postes d’abonnés, soit en diminuant K et accroissant simultanément les résistant es des annonciateurs, ou encore en supprimant R complètement et en portant la résistance des annonciateurs G jusqu’à iooo ohms, cette dernière mesure ayant pour but d’empêcher une dérivation exagérée du courant à travers G pouvant compromettre le fonctionnement du signal de fin de conversation.
- La chute du voletde l’annonciateur C2 engage l’employé du tableau II à introduire la fiche S2 de sa paire de cordes dans le trou n2 de la ligne L3 pour s’enquérir de la demande de l’appelant. Il utilise dans cette opération le circuit L2, /2,S2, a’2, u-i, d2, g.,, F,, T, qui ne peut être affecté par les dérivations sur C2, R et sur j2.
- S’agit-il d’établir la communication avec L3, l'employé touche avec sa seconde fiche S’2 le jack n3 et abaisse la clef d’écoute g2 sur le contact c. Comme L3 communique en IV avec L,, la pile p envoie un courant à travers J., par g.^ Uii $ ^31 D3, L3, /3, s'2i d2, g2i t et z dans F4, et le toc perçu par l’employé dans le téléphone F4 l’avertit de l’occupation de L3. Get essai pourrait aussi s’effectuer à l’aide d’un galvanoscope qui serait substitué au téléphone.
- Dans le cas, au contraire, où l’appel vient de la ligne L, et demande la communication avec L2, il faut réaliser les liaisons indiquées en pointillé sur le tableau I, et comme L2 se trouve libre, aucun tableau n’offre au courant de la pile p un circuit de d en L2 et s'1} le silence du téléphone F4 indique donc l’inoccupation de cette ligne et l’employé peut poursuivre ses opérations en insérant sa fiche S'4, dans le trou n2, en abandonnant la clef g2 et en envoyant à l’aide de la clef u\ le courant d’appel de P dans L,. Les deux lignes L2 et L4 se trouvent alors reliées par nusx, i>, s'i, «2, et il est à remarquer que ce circuit d’une conversation ne contient, au bureau, aucun électro-aimant. Le signal de fin de conversation J4se trouve avec p dans une dérivation qui conduit de b, par dx et gu à la terre. Pour
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- le courant d’appel venant de L2 il existe, il est vrai, une dérivation à la terre, au tableau II, en 4 et C2, mais cette dérivation n’aura aucun effet nuisible, parce que la résistance G, -f- R est de beaucoup supérieure à celle de L qui, en y comprenant la sonnerie, est d’environ i5o ohms.
- La résistance du signal de fin de conversation J pourrait être réduite à 400 ohms, si avec 5oo ohms le courant dérivé de L.,, b, L3 n’avait pas une intensité suffisante; c’est la résistance que l’on donne à Paris aux annonciateurs de fin de conversation qui prennent un courant de 19,6 milliampères (1).
- La résistance de 400 ohms est encore suffisante pour éviter que les courants téléphoniques soient dérivés par J à la terre; on pourrait alors diminuer la résistance des annonciateurs G, ou, dans le cas où l’on supprimerait R, la porter à 800 ohms. J’appellerai l’attention sur la possibilité que l’on peut offrir aux deux abonnés reliés de donner le signal de fin de conversation simultanément en L3 et L4; ce qui, en employant des piles, ne saurait présenter de difficultés, si l’on a soin de les relier aux lignes L3 L4 par les pôles de même nom, de façon que leurs courants s’opposent en L3 L4, mais aient le même sens en Jj.
- Dans le cas de l’application aux réseaux téléphoniques à circuits métalliques (fig. 2), les fiches S et S1 doivent être naturellement disposées à double contact, et les cordes reçoivent deux conducteurs s et r, s' et r'; de même les clefs d’appel u et u' sontalors à dédoubler. Les annonciateurs C3 et G.j, de 1000 ohms, des lignes L3 L'3 et L4L'4 reliées par s4s'4et r4 r'4 sont maintenant montés en dérivation, de même que le signal de fin de conversation J, de 5oo ohms. Le fil de terre t est commun à tous les tableaux; il est relié par un fil e au point de jonction des deux bobines d’électro de J et par un second fil q à l’un des pôles de la pile d’essai p, dont l’autre pôle communique avec le contact c de la clef d’essai g, tandis que le téléphone F est intercalé entre la fiche d’essai E et la clef g dans le fil /.
- Lorsqu’on appuie sur g et que l’on touche avec E le jack de la ligne à essayer L3L'3, on entend en F un toc produit par p, dans le cas où cette ligne est déjà occupée; le courant émis par p passe, en effet, par F et E en L3 et s, — ou
- (’) Mayer et Preece, Le Téléphone, p. 228.
- en U et r4 — au travers d’une bobine de J, et revient par e et l. Si la ligne L3 L'3 est, au contraire, libre, aucune de ses deux branches n’est reliée par J avec p.
- Les dispositions décrites présentent un intérêt particulier pour les bureaux dont le nombre d’abonnés ne dépasse pas 5oo, parce que les deux tableaux de 25o annonciateurs chacun peuvent réunir en un seul cadre les trous de jaks, et peuvent être placés dos à dos Les jacks sont alors constitués par de simples tubes de laiton, munis extérieurement d’un onglet pour la fixation du fil, et qui sert en même temps à les maintenir dans leur châssis. La profondeur des trous est telle que la tête de la fiche introduite dépasse de l’autre côté, ce qui permet à chacun des deux employés qui se font face de se rendre compte de l'état d’occupation de la ligne correspondante. Avec une disposition de ce genre la pile d’essai p, la clef d’écoute g et tous les appareils servant à l’essai deviennent tout à fait superflus.
- E. Zetzsche
- HISTOIRE CHRONOLOGIQUE
- DE L’ÉLECTRICITÉ, DU GALVANISME, DU MAGNÉTISME ET DU TÉLÉGRAPHE (').
- 1814. Howldy (Thomas) écrit au Philosophical Magazine une lettre relative à des expériences démontrant l’influence de l’humidité sur une colonne électrique composée de 1000 disques de zinc et d’argent.
- Lors d’un récent échange de correspondances dans 1 ’Electrical Review, de Londres, pour déterminer l’époque du premier exemple d’application du charbon comme résistance, on a cité un extrait du Traité de Vélectricité atmosphérique, publié à Londres et à Edimbourg, en i83o, par M. John Murray, de Glasgow, extrait duquel il résulte que, au lieu d’employer comme résistances des tubes remplis d’eau, Howldy s’est servi de tubes de verre remplis de noir de fumée.
- (') Tous droits réservés.
- (*) La Lumière Électrique du i5 juillet 1893, p. 71.
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- 1814. Murray (John), médecin et chimiste écossais, est l’auteur d’ouvrages « sur les phénomènes électriques », publiés à Londres en 1814 et 1815. Il ne faut pas confondre cet auteur avec M. John Murray, dont les mémoires communiqués à la Royal Society traitent des relations entre la chaleur et le magnétisme, de la distribution inégale du calorique dans l’action voltaïque, de réchauffement des fils par la batterie galvanique, des paratonnerres, etc.
- Un des plus intéressants articles de ce dernier s’occupe de la théorie de la combustion d’Ezekiel Walker, déduite des phénomènes galvaniques.
- 1814. Wedgwood (Ralph), membre de la famille dont le nom est bien connu des céramistes, termine un télégraphe électrique auquel il travaillait depuis 1806. Il n'a pas été publié de détails sur cette invention, qui n’a jamais été appliquée.
- 1814. Singer (George-John), savant et littérateur anglais, publie la première édition de ses « Eléments d’électricité et d’électrochimie », qui furent traduits en français par M. Thillaye en 1817, en allemand et en italien en 1819.
- M. Singer a apporté à l’électroscope de Bennett le perfectionnement qui est décrit dans tous les traités et qui a pour but d’éviter le dépôt de l’humidité à la surface des isolateurs. L’emploi de cet appareil est recommandé par Faraday.
- M. Singer a également trouvé l’amalgame qui convient le mieux aux coussins frotteurs de la machine électrique. Les piles sèches de Singer sont décrites dans le Philosophical Magazine, t. XLI et XLV.
- 1814-1815. Fraunhofer (Joseph von), physicien et opticien bavarois, qui avait été l’aide du célèbre constructeur d’instruments astronomiques Georg Reichenbach, publie ses observations sur le spectre dans une brochure intitulée Beslim-mung des Brechungs- und Farbenzerslreuung-vermœgens (Détermination de la réfraction et de là dispersion des couleurs).
- Dans ce travail on trouve ses expériences faites avec l’étincelle électrique, qui, dit-il, donneun spectre différent de celui de toutes les autres sources lumineuses. Sir David Brewster dit que, pour obtenir une ligne de lumière continue, Fraunhofer relia deux conducteurs distants d’un centimètre par un fil de verre mince. En mettant l’un des conducteurs en communication avec une machine électrique, l’autre avec la terre,
- l’étincelle semblait suivre d’une façon continue le fil de verre. En développant cette ligne lumineuse par la réfraction, Fraunhofer trouva les raies principales du spectre.
- Dans un mémoire lu à Munich, en 1823 (Nene Modifikalion des Lichles, Nouvelle modification de la lumière), il observe qu’à l’aide de la grande machine électrique de l’Académie de Munich, il a obtenu un spectre de la lumière électrique dans lequel il reconnut un grand nombre de raies, dont il détermina l’emplacement et l’intensité relative.
- L’application de l’étincelle électrique à la volatilisation des métaux était un pas important fait dans le développement de l’analyse spectrale, mais quoiqu’elle fût employée par Wol-laston et par Fraunhofer, son mérite réel n’a été reconnu que beaucoup plus tard.
- Fraunhofer n’est pas seulement célèbre comme un des fondateurs de l’analyse spectrale, mais il est aussi bien connu comme inventeur d’instruments de physique, et c’est lui qui construisit le grand télescope de Dorpat, appelé par Struve le « réfracteur géant ». C’est pendant l’année 1814 qu’il mesura et décrivit les innombrables raies obscures du spectre solaire, connues sous le nom de raies de Fraunhofer, qui ont été observées pour la première fois par Wollaston et portées à la connaissance de la Royal Society, en 1802.
- 1815. Bohnenberger (Johann-Joseph-Friedrich von), professeur de mathématiques et d’astronomie à l’université de Tubingue, construit un électromètre extrêmement sensible en suspendant une simple feuille d’or entre les disques terminaux isolés de la pile de De Luc.
- Avec cet appareil, il trouva que quelque faible que fût l’électrisation de la feuille, elle était toujours attirée vers un des pôles selon la nature de l’électricité dont elle était chargée, et il put ainsi observer non seulement la présence de la moindre influence électrique, maiségalementsa nature.
- Noad donne dans son « Manuel » un dessin de l’électroscope tel qu’il fut perfectionné par Becquerel.
- iS 15. M. B. M. Forster envoie au Philosophical Magazine la description d’un instrument électrique, appelé 1’ « avertisseur d’orage », qui montre l’effet produit par le passage d’un nuage chargé d’électricité.
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- Quelques années auparavant, il avait décrit dans ce même recueil un procédé de construction de la pile de De Luc sous une forme portative.
- i8i5. Gregory (Olinthus-Gilbert), professeur de mathématiques à l’Académie royale militaire de Woolwich, décrit dans son traité de mécanique les procédés de transmission de signaux imaginés par Polybius, le marquis de Wor-cester, Robert Ilooke, Amontous et Chappe.
- 1815. Le Philosophical Magazine (t. XLVI) rend compte des expériences d’électricité de M. de Nelis, de Malines, qui furent continuées par MM. George-J. Singer et Andrew Crosse.
- Ces expériences démontrent, d’après leur auteur, la « force expansive de la charge électrique ». M. Singer ajoute « qu’il est difficile de s’expliquer ces effets mécaniques extraordinaires sans admettre que la cause de leur production présente au moins les principaux caractères d’une substance matérielle ».
- 1816. Coxe (John-Redman), professeur de chimie à l’université de Pensylvanie, propose un système de transmission de signaux basé, comme celui de Sœmmering (1809), sur la découverte de Nicholson et Carlisle.
- Dans la première série des Annals of philoso-phy, du Dr Thos. Thomson (1816), on trouve une lettre de Coxe, dont nous extrayons les passages suivants :
- « Je considère le galvanisme comme un moyen probable d’établir des communications télégraphiques avec une rapidité au moins égale à ce qui a été fait jusqu’ici. Je ne sais pas jusqu’à quel point les expériences ont prouvé que l’action galvanique peut être communiquée à l’aide de fils ; mais il n’y a pas de raison de supposer -qu’elle soit astreinte à des limites, au moins en ce qui concerne le temps. Or, à l’aide d’appareils établis à certaines distances comme stations télégraphiques, en employant des tubes pour la décomposition de l’eau, de sels métalliques, etc., disposés régulièrement, on pourrait adopter une clef permettant de communiquer des mots, des phrases, des chiffres d’une station à une autre.
- « Si nous considérons les merveilleux résultats qui ont eu leur poiht de départ dans d’aussi insignifiantes expériences que le contact d’un morceau d’argent avec un morceau de zinc, que ne pouvons-nous espérer du développement fu-
- tur de l’électricité galvanique. Je ne doute pas qu’elle est le principal agent de la nature dans les puissants changements qui se produisent autour de nous.»
- Coxe ne semble pas avoir fait des expériences satisfaisantes, et ses systèmes furent considérés comme impraticables jusqu’à ce qu’Alex. Bain les perfectionnât (1840).
- 1816. On trouve dans la première partie des Philosophical Transactions pour 1817 et dans le t. XLVIIIdu Philosophical Magazine un compte rendu des observations et des expériences faites par M. John T. Todd sur la torpille du cap de Bonne-Espérance en 1812.
- M. Todd trouva que les colonnes des organes électriques de cette torpille sont plus grandes et moins non- breuses que chez celle décrite par Hunter. La relation entre le système nerveux et les organes électriques est plus intime, comme structure et comme fonction, qu’entre ce système et d’autres organes d’un animal quelconque.
- En 1816 M. Todd fit une autre série d’expériences à La Rochelle (Phil. Trans. 1817) dans le but de déterminer si la torpille possède ou non le pouvoir d'arrêter et d’exciter volontairement l’action de ses organes.
- 1816. Philip (Wilson), médecin anglais, publie dans les Philosophical Transactions la suite de recherches faites pour établir les relations existant entre le phénomène de la vie et l’électricité voltaïque. Noad rend compte de quelques-unes des expériences faites sur des animaux pour démontrer l’analogie entre l’énergie galvanique et l’influence nerveuse, et il fait allusion à un cas de guérison de l’asthme à l’aide du galvanisme par le Dr Philip, dont le mode de traitement reçut l’approbation du Dr Clarke Abel, de Brighton.
- 1816. Le Rév. James Bremmer, des îles Shetland, est récompensé par la Société des Arts pour son télégraphe de nuit, dont le principe consiste à découvrir et à cacher alternativement une torche à peu près comme dans le système combiné par Joachim Fortius pour l’évêque Wilkins (1641). Cet appareil paraît avoir rendu quelques services.
- 1816. Sir Home Riggs Popham (1762-1820), officier de la marine britannique, vice-amiral en 1814, fait connaître son sémaphore terrestre qui réalise de grands perfectionnements sur ses
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- prédécesseurs et supplante l’appareil Murray, employé par l’amirauté anglaise. Il consiste en deux bras placés sur le même mât hexagonal, creux, et mobiles sur des pivots distincts, dont chacun peut prendre six positions différentes et peut donner 48 signaux.
- La même année sir Home Popham introduit aussi un sémaphore marin, dont on trouve la description dans plusieurs publications de l’époque.
- 1816. Ronalds (Francis), expérimentateur anglais (1788-1873) qui s’est intéressé au développement de la science électrique à partir de sa rencontre avec De Luc, en 1814, construit à Hammersmith son télégraphe bien connu, qui est le type d« tous les instruments à cadran et qui présente pour la première fois l’emploi de deux mouvements synchrones en deux stations. Ceux-ci sont décrits en détail dans la « Description d’un télégraphe électrique et de quelques autres appareils électriques » publiée sous forme de brochure à Londres (1823), et qui paraît être le premier ouvrage sur le télégraphe électrique.
- Pour ses expériences Ronalds érigea de grands cadres en bois munis de nombreux crochets auxquels étaient suspendus par des fils de soie des fils de fer longs de treize kilomètres.
- Après avoir effectué de nombreuses expériences avec ces lignes aériennes, il posa une ligne souterraine de la manière suivante. Dans une tranchée ouverte sur une longueur de 158 mètres, on posa une auge en bois de cinq centimètres de largeur et de hauteur; dans cette auge furent couchés des tubes en verre épais à travers lesquels passait le fil. Pour éviter la rupture des tubes sous l’influence des variations de température, les joints étaient faits avec de la cire molle. L’auge en bois était imbibée de goudron et on vissait le couvercle pendant que le goudron était encore chaud.
- M. Edward Highton dit dans son ouvrage sur le télégraphe électrique (i852) que Ronalds se servit d’une machine électrique ordinaire et de l’électroscope à balle de sureau de la façon suivante. Deux horloges furent placées aux deux stations; un arbre de ces horloges portait un cadran avec vingt lettres. Un écran placé devant chacun des deux cadrans était percé d’un trou, de manière à ne laisser voir qu’une lettre du cadran.
- Les deux horloges marchaient synchroniquement, et comme les cadrans tournaient, la même lettre apparaissait à la fois derrière l’orifice des deux écrans. Les électroscopes à balle de sureau étaient placés devant ces écrans et indiquaient le moment où la lecture devait être faite. L’attention de l’observateur était attirée au moyen de la décharge provoquée par l’étincelle d’un pistolet à gaz inflammable.
- Se rendant compte de la valeur de cette invention, Ronalds la soumitaugouvernementanglais, mais n’eut pas plus de succès que n’en avaient eu Sharpe (1813) et Wedgwood (1814), car il lui fut répondu « qu’aucun nouveau télégraphe n’était nécessaire et qu’on n’en adopterait pas d’autre que celui en usage »; ce dernier était la ligne sémaphorique entre Londres et Ports-mouth, au début du type Ghappe, ensuite modifiée par Charles W. Paslev et par le vice-amiral Popham.
- Ronalds dit à ce propos dans son ouvrage que si un nouveau télégraphe devenait nécessaire, l’électricité et les électriciens seraient peut-être bien reçus.
- Quoique un instant découragé par cet insuccès, Ronalds n’en continua pas moins, plus tard, à s’occuper d’électricité. Dans l’ouvrage cité il prévoit et décrit clairement le phénomène de la retardation des signaux dans des fils souterrains. Il pense que les {défauts d’isolement dans ces lignes ne peuvent être {évités, l’électricité s’échappant, dit-il, comme la chaleur sensible abandonne les corps, d’après Davy et Leslie, c’est-à-dire par rayonnement, par conduction, et par le mouvement des .particules d’air.
- Ronalds donne également des descriptions d’une machine électrique perfectionnée, d’une nouvelle méthode d’isolation électrique, d’un nouvel électrographe pour enregistrer l’électricité atmosphérique, d’un doubleur à pendule, et d’un essai d’application de la pile électrique de De Luc à la mesure du temps.
- 1816. Porret (Robert) communique aux An* nales de Philosophie (t. VIII, p. 74) un mémoire « Sur deux curieuses expériences galvaniques » (Electrovection, endosmose voltaïque, ou filtration électro-chimique).
- Il observa qu’en faisant passer les courants dans un récipient contenant de l’eau et divisé en deux compartiments par un diaphragme, une
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- portion considérable du liquide est transportée du compartiment positif au négatif. On a trouvé depuis que le même effet se produit à un degré moindre quand on électrolvse des solutions salines et, généralement, plus la résistance du liquide est grande, plus la quantité de liquide transportée est considérable.
- 11 résulte des recherches de Wiedemann, qui ont été confirmées par Quincke, que la quantité de liquide transportée est proportionnelle à l’intensité du courant; qu’elle est indépendante de l’épaisseur du diaphragme, et que des courants d’égale intensité transportent des quantités de liquide proportionnelles à la résistance spécifique.
- 1817. M. Connolly publie dans une brochure intitulée « Essai sur la communication télégraphique universelle » les détails de son « télégraphe portatif. »
- Son appareil consiste essentiellement en trois planches carrées sur lesquelles sont peints des signes simples, comme des triangles, des croissants, etc.
- En donnant à ces planches des inclinaisons différentes, on arrive à combiner un assez grand nombre de signaux.
- 1817. A l’article de Y Encyclopédie britannique qui traite de l’influence du magnétisme sur l’action chimique, il est dit que M. Muschman, professeur dé chimie à l’université de Christiania, à fait des expériences pour déterminer l’effet du magnétisme terrestre sur la précipitation de l’argent.
- • Désireux d’expliquer la théorie chimique de l’arbre de Diane (observé pour la première fois par Leméry), il prit un tube en U, y versa du mercure, et par dessus une solution concentrée de nitrate d’argent. En plaçant le plan du tube dans le méridien magnétique il observa qu’au •bout de quelques secondes l’argent commençait à se précipiter, mais qu’il s’accumulait particulièrement dans la branche nord du tube, tandis que le précipité était moins copieux et moins •brillant dans l’autre branche et mélangé de sel dé mercure.
- ï. M. Muschman et le professeur llansteen répétèrent cette expérience avec le même résultat. Les deux philosophes norvégiens conclurent que le magnétisme terrestre avait une influence sur la précipitation dé l’argent d’une solution de son nitrateetM.Muschman vit dans cette expérience
- une démonstration de l’identité du galvanisme et du magnétisme.
- 1817. Freycinet (Claude-Louis de Saulces de), capitaine dans la marine française, est envoyé en mission par le gouvernement pour effectuer des observations scientifiques au cours d’un voyage de circumnavigation. Les stations d’expériences furent l’île de Rawak (près de la côte de Guinée), Guam (une des îles des Larrons), l’île de France, Mowi (dans les îles Sandwich), Rio Janeiro, Fort Jackson, le cap de Bonne-Espérance, Paris et les îles Falkland. (Voir son « Voyage autour du monde » Paris 1842).
- Ses observations sur les variations diurnes de l’aiguille confirment les recherches du lieutenant-colonel John Macdonald (1808).
- 1818. Bostock (John), médecin anglais, publie un « Rapport sur l’histoire et l’état actuel du galvanisme » qui n’est qu’une compilation d’ouvrages traitant de ce sujet.
- Ud des passages mérite toutefois d’être cité, parce qu’il se fait l’écho de l’opinion très répandue parmi les physiciens de l’époque, que le domaine du galvanisme était déjà complètement exploré. « On peut conjecturer, dit-il, que nous avons poussé la puissance de la pile jusqu’à ses extrêmes limites; et il ne semble pas que nous puissions faire à présent une addition importante à nos connaissances sur ses effets', ni obtenir de nouvelles lumières sur la théorie de son action. »
- 1819. Hansteen (Christoph), astronome et physicien norvégien, réunit dans son remarquable ouvrage Recherches sur le magnétisme de la terre les résultats de ses nombreuses observations, accompagnés d’une carte indiquant l’orientation et l’inclinaison magnétiques en de nombreux endroits du globe. Cet ouvrage, qui aurait été complété dès 1813, fut traduit en allemand par le célèbre Peter Andréas Hansen. Cet ouvrage fut très apprécié, et dans la plupart des voyages de découverte entrepris depuis lors, les observations magnétiques ont été faites d’après ses indications.
- La Société Royale de Danemark avait mis au concours, en 1811, la question suivante : « La supposition de l’existence d’un axe magnétique est-elle suffisante pour expliquer les phénomènes magnétiques terrestres, ou faut-il admettre qu’il en existe deux? » L’attention du professeur l lansteen avait déjà été attirée sur ce
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- sujet et en etudiant longuement la question, il arriva à la conclusion qu’il existait quatre pôles et deux axes magnétiques; son mémoire fut couronné par la Société danoise. En déterminant l’ihtensité du magnétisme terrestre, le professeur Hansteen observa que la durée d’oscillation d’une aiguille horizontale varie pendant la journée; il trouva que l’intensité maxima avait lieu entre quatre et cinq heures de l’après-midi, et le minimum entre dix et onze heures du matin.
- D’après le Dr Whewell, les conclusions de Hansteen relatives à l’existence de quatre pôles eurent un retentissement considérable et le Storthing norvégien, par un vote unanime, accorda des crédits pour une expédition magnéti-tique dans le nord de l’Europe et de l’Asie, et cela au moment même où il refusait au roi la somme nécessaire à l’érection d’un palais à Christiania. L’expédition eut lieu de 1828 a i83o, et vérifia les prévisions de Hansteen, quant à l’existence d’une région de convergence magnétique en Sibérie, qu’il considéra comme un pôle.
- 1819. Hare (Robert), qui fut pendant vingt-neuf ans professeur de chimie à l’université de Pensylvanie, publie à Philadelphie « une nouvelle théorie du galvanisme soutenue par des expériences et des observations faites à l’aide du calorimoteur... »
- Hare observe : « Volta considérait tous les appareils galvaniques comme consistant en un ou plusieurs électromoteurs, ou moteurs du fluide électrique. Il me semble que ces moteurs transportent à la fois la chaleur et l’électricité. Donc le terme éleclromoteur n’est applicable que lorsque le calorique disparaît, et le terme calo-rnnoteur ne doit être employé que lorsque la chaleur est le seul produit. »
- En 1821, le Dr Hare construisit son dèflagra-ieur galvanique, qui n’était autre chose qu’une grande pile à auge donnant un courant assez intense pour fondre de gros fils. Cet appareil servit aussi à donner des démonstrations publiques de la lumière produite par l’arc voltaïque.
- La description de la machine électrique du Dr Hare se trouve dans le Philusophical Magazine, t. LXII. On y décrit un dispositif destiné à éviter la rupture fréquente de la plaque de verre. Danscemême but, M. WalkinsdeSaint-Amand,
- de Bruxelles, construisit un appareil en soie vernie qui pouvait donner des étincelles de 35 centimètres de longueur, tandis qu’Ingen houz fit ses machines avec des disques de carton imbibés au vernis de copal.
- Le D1' Hare est l’auteur de très nombreux mémoires dont l’énumération nous entraînerait trop loin.
- 1819. Gmelin (Léopold), le membre le plus distingué de la famille de ce nom, publie à Francfort la première édition de son célèbre Handbuch der theoretischen Chemie (Manuel de chimie théorique), dans lequel l’auteur a eu le mérite de relater tous les faits observés jusqu’alors et de donner un aperçu très complet de l’état de la science chimique à cette époque. Au point de vue de la disposition des matières et’ de la précision, le manuel de Gruelin n’a pas été dépassé.
- La famille Gmelin qui, à travers quatre générations, s’est continuellement distinguée par de précieuses contributions à la chimie et aux sciences naturelles, mérite ici une mention spéciale.
- Johann Georges Gmelin (1674-1728), chimiste éminent et pharmacien à Tubingue, était le père de :
- i° Johann .Conrad Gmelin (1707-1759), médecin dans la même ville ;
- 20 Johann Georges Gmelin (1709-1755), naturaliste et chimiste distingué, docteur en médecine, devint à l’âge de dix-neuf ans membre de l’Académie des science de Saint-Pétersbourg, et fut envoyé par l’impératrice Anne, en compagnie de G.-F. Muller et d’autres savants, en un voyage d’exploration en Sibérie qui dura dix ans. Il fut un des premiers explorateurs de l’Asie septentrionale, et un genre de plantes asiatiques a été dénommé Gmelina, par Linné;
- 3° Philippe Friedrich Gmelin (1722-1768), professeur de botanique et de chimie à Tubingue, et auteur de plusieurs monographies scientifiques.
- Samuel Gottlieb Gmelin (1744-1774), fils aîné de Philippe-Friedrich qui, comme son oncle, obtint le grade de docteur à dix-neuf ans et fut envoyé par l’impératrice Catherine II en mission dans la Russie méridionale, est l’auteur deHis-toria Fucorum... et de beaucoup d’autres contributions qui furent éditées par le célèbre Pallas.
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- Johann Friedrich Gmelin (1748-1804), succéda à son père Philippe Friedrich, dans la chaire de chimie et de botanique à l’université de Tu-bingue, devint professeur de médecine à Gœt-tingue, en 1778, et membre de l’Académie des Curieux de la nature. Il est l’auteur delà treizième édition de Syslema naturae, de Linné. Son fils Léopold, dont il a déjà été question, s’occupait à des manipulations de chimie à Tubingue, au laboratoire pharmaceutique de Christian Gmelin, fils de Johann Conrad, étudia à Gœttingue, à Vienne et en Italie, puis devint professeur de médecine et de chimie à Heidelberg.
- Ferdinand Gottlob von Gruelin (1782-1848), fils aîné de Christian, était professeur de médecine et d’histoire naturelle à l’université de Tu-bingue, et écrivit en 1802 : Disc, sistem. et obs. phys. et chettt. de electricitae et galvanismo.
- Christian Gottlob Gmelin, frère du précédent, professeur de chimie et de pharmacie à Tubingue, est l’auteur de Expérimenta eleclricita-lis... 1820, d’une Analyse des tourmalines, 1821-1823, et d’un Manuel de chimie, publié de i858 à 1861.
- 1819. Dana (J.-F.), chimiste à l’Université Harvard et professeur de pharmacie au collège de Darmouth, écrit, le 25 janvier 1819, au professeur Benjamin Silliman, à propos de sa nouvelle batterie portative.
- Cet appareil consiste en plaques alternées de verre et de feuilles d’étain, et contient sous un volume relativement faible une très grande surface métallique qu’il est facile de maintenir sèche et bien isolée.
- 1820. Le 9 octobre, M. Boisgeraud lit devant l’Académie des Sciences un mémoire relatant ses nombreuses expériences, qui ne semblent être que des variantes de celles d’Œrsted.
- Il proposa de déterminer le pouvoir conducteur kdes différentes substances en les plaçant dans un des circuits d’une batterie et en approchant du fil l’aiguille aimantée. Les observations sur les positions relatives du fil et de l’aiguille confirment celles faites par Œrsted.
- 1820. Banks (sir Joseph), naturaliste et voyageur anglais, dont nous avons déjà parlé plus haut (1775), est resté président de la Société de Londres pendant plus de quarante-deux ans (1677-1820), et pendani cette longue période, il a rendu les plus grands services à la science en faisant connaître et encourageant les nom- ,
- breuses et importantes découvertes et inventions de cette époque.
- Il avait accompagné le capitaine Cook dans son voyage autour du monde (1768-1771), et visita, en 1772, l’Islande, où il fit d’importantés découvertes.
- On peut dire de sir Banks que ce n’est jamais en vain qu’un savant a fait appel à sa générosité, soit pour être assisté pécuniairement, soit pour avoir accès à sa bibliothèque, très fournie.
- 1820. Barlow (Peter), professeur de mathématiques à l’Académie militaire de Woolwich, publia la première édition de son Essai sur les attractions magnétiques au point de vue particulier de la déviation de la boussole sur les navires occasionnée par l'influence locale des canons, etc., avec une méthode d’observation facile, etc.
- On doit à Barlow une belle série d’expériences dont le résultat final fut l’invention de la plaque pour neutraliser cette source d’erreur de la boussole. Ce dispositif consiste en un disque mince de fer que l’on place verticalement immédiatement derrière la boussole. Ces plaques furent essayées dans toutes les parties du monde et appliquées en particulier sur les vaisseaux Comvay, Leven et Barracoula.
- Les expériences de Barlow sur la rotation des corps magnétiques et non magnétiques furent présentées à la Société Royale le 14 avril 182.5, six jours avant la communication de M. S. H. Christie, Sur le magnétisme du fer dû à sa rotation. Il a publié également des observations relatives à l’influence de la chaleur sur le magnétisme, et des notes sur la construction d’aimants artificiels.
- Le globe électro-magnétique de Barlow fut exposé en 1824 par le Dr Birbeck. II devait servir à montrer que le magnétisme de la terre pourrait n’être que de l’électricité modifiée et à démontrer expérimentalement la théorie d’Ampère attribuant tous les phénomènes magnétiques à des courants électriques. Barlow considère comme probable que le magnétisme n'existe pas séparément dans la nature. Comme tous les phénomènes du magnétisme terrestre peuvent être expliqués en admettant que le pouvoir magnétique réside à la surface, M. Barlow pensa qu’en distribuant convenablement sur un globe artificiel une série de courants galvaniques, ce globe présenterait tous les phénomènes magné-îiques de la terre; mais, ajoute-t-il, on ne se rend
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- 3 7.3
- pas compte comment un tel système de courants pourrait exister sur la terre.
- Le professeur Barlow fut le premier à mettre en pratique le télégraphe proposé par Ampère et basé sur la transmission du courant galvanique par des fils avec emploi d’aiguilles aimantées comme récepteur. Il trouva que l’effet du courant se trouvait déjà très affaibli après sa transmission par un fil de 60 mètres seulement, et conclua à l’impraticabilité du système. Il crut observer que la résistance du conducteur augmentait comme la racine carrée de sa longueur. L’explication de ces conclusions erronnées réside dans ce fait qu’à cette époque on donnait au galvanomètre une très faible résistance, de sorte que cet instrument ne convenait pas pour les lignes longues de grande résistance.
- M. W. Henry Barlow, second fils de Peter Barlow, est l’auteur d’un traité sur les courants électriques spontanés observés dans les fils du télégraphe électrique, qui fut publié à Londres, en 1849, etparutdans lesPhilosophical Transactions. Il est aussi l’inventeur d’une machine dont il est question au nom de Hare (1819).
- P.-F. Mottelay.
- (A suivre)..
- SUR LA MESURE
- DES VALEURS INSTANTANÉES ET MOYENNES
- DE LA SELF-INDUCTION DANS LES CIRCUITS A PERMÉABILITÉ VARIABLE
- On sait que dans les circuits à perméabilité magnétique variable il n’existe plus à proprement parler de coefficient (J) de self-induction. L’équation fondamentale de l’induction
- T-, ' rfll> , ,
- C-R*-dl“0 (0
- devrait donc habituellement être conservée sous cette forme; et on ne devrait considérer dans les équations générales que le flux <I>, quitte à l’expliciter de la façon la plus avantageuse dans
- (') L’expression coefficient n’est en effet applicable logiquement qu’à une constante et non à une fonction variable.
- chaque question particulière. Il y a cependant intérêt dans certains cas à remplacer la fonction <I> par l’une des deux suivantes, également connues :
- et
- <i>
- L8= 1. (3)
- Il est quelquefois intéressant d’étudier comment varient pendant une période les valeurs de Lj ou de L2.
- La fonction L2 est celle à ' laquelle on donne en général le nom de coefficient de self-induction par analogie avec la définition de ce coefficient dans le cas de la perméabilité constante.
- On la détermine à l’aide de l’extra-courant de
- rupture C1). Elle donne à l’équation (1) la forme
- o:=e—Ri—
- d( Là) dt
- Ri—
- (
- Ls +
- d LA
- di J
- d i d t'
- La fonction L1 à laquelle je propose de donner le nom de coefficient de réaction propre est celle qui mesure à chaque instant l’effet de réaction du courant sur lui-même; elle a l’avantage de donner à l’équation (1) la forme plus simple
- n, T di
- e—Rr— L, — = o
- qu’on emploie dans presque tous les problèmes pratiques en attribuant à une valeur moyenne.
- Ün a objecté récemment à l’emploi de.ce coefficient Lj l’impossibilité où l’on se trouverait de le déterminer expérimentalement. Je me propose de montrer ici qu’au contraire il est plus aisé à déterminer exactement que le coefficient L2.
- C) Ledcboer. Thàse de doctorat.
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- 374
- LA LUMIÈRE ELECTRIQUE
- D'abord le procédé de l’extra-courant est inapplicable aux circuits qui se déforment, en particulier aux alternateurs, car on ne peut, en général, connaître à priori la position qu’occupera le circuit mobile pour chaque valeur du courant. En second lieu les mesures ainsi obtenues ne tiennent pas compte des effets de l’hystérésis et des courants de Foucault.
- Au contraire, Lt peut être déterminé directement dans tous les cas, en tenant compte de tout; il suffit pour cela d’inscrire simultanément les variations du courant i et de la force élec-
- Fig. 2. — e, force électromotrice induite; E, différence de potentiel aux bornes; I, courant; ri, voltage absorbé par la résistance intérieure,
- tromotricedeself-induction—dans l’appareil qu’on veut étudier. La fonction L, se déduit des précédentes en prenant le rapport d <ï>
- dl
- La détermination de i et de ~ peut se faire
- d t r
- de diverses manières suivant les circonstances : je vais en donner quelques exemples :
- i° Admettons qu’il s’agisse d’une bobine à noyau de fer très divisé, où l'on suppose les courants de Foucault négligeables.
- On la placera dans le circuit d’une batterie d’accumulateurs A (fig. i) en série avec un rhéostat R à variations continues (x) et un oscillographe-ampèremètre O ; on reliera aux bornes b b' de la bobine B un oscillographe voltmètre O'. On inscrira simultanément les déviations des deux instruments sur un tambour photographique tournant. La force contre-électromotrice d’induction s’obtiendra au retranche-d t
- ment des ordonnées de la courbe du voltmètre des longueurs ri, proportionnelles aux ordonnées de la courbe de l’ampèremètre i, multi-
- Fig. 3. — I, courbe de ; II, courbe de -r- ;
- III, courbe du coefficient de réaction propre L.
- pliées par la résistance intérieure de la bobine r (2).
- 2° Si l’on dispose d’un alternateur, on pourra l’employer comme source d’électricité à la place de la batterie A, en supprimant la résistance variable. Rien n’empêche alors de remplacer les oscillographes par la méthode strobosco-pique sous l’une de ses formes connues. On peut de cette manière étudier la self-induction
- C) On fera varier la résistance R soit à la main, soit par un procédé quelconque. Dans le cas où on rendrait cette variation périodique, on pourrait employer la méthode stroboscopique.
- (a) Cette méthode s’applique naturellement aussi au cas de la perméabilité constante. Il n’est donc pas nécessaire de faire intervenir les oscillations électriques ni les condensateurs comme le suppose l’élégante méthode récemment indiquée par M. Janet. Cette dernière n’est en réalité qu’un cas particulier de celle que j’indique ici.
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 37.5
- d’une bobine dans les conditions même d'emploi, en tenant compte des courants de Foucault et de l’hystérésis.
- 3°.On peut enfin, et c’est là une des applications les plus intéressantes, déterminer très simplement les variations de la réaction propre d’un alternateur pendant le cours d’une période du courant.
- Je donne à titre d’exemple (fig. 2 et 3) une application de cette méthode à un alternateur de Méritens, dont j’ai relevé (par ma méthode strobophotographique) les courbes périodiques de force électromotrice en circuit ouvert (E), de différence de potentiel aux bornes (V) et de courant (I) (fig. 2). De cette dernière courbe on déduit immédiatement la courbe de la perte de voltage v = ri, due à la résistance intérieure r (r= o," 12) de l’armature; puis la courbe de
- Fig. 4
- j - (fig. 3) s’obtient en retranchant de chaque
- ordonnée de E les ordonnées cumulées de E et ri.
- cl i
- La courbe de (fig. 3) ayant été construite
- en mesurant le coefficient angulaire de la tangente en chaque point de la courbe i, on n’a plus pour obtenir la courbe des variations de Lt qu’à mesurer sur la figure 3 les rapports des ordonnées deux à deux.
- Enfin par une simple intégration graphique, on pourrait déduire des courbes précédentes la courbe de <t> en fonction de l et par suite le coefficient L2; l’intégration de ’ peut se faire si
- dt
- l’on connaît la constante d’intégration <I>„; celle-ci est nulle dans le cas où l’armature n’a pas de magnétisme rémanent, comme 011 peut le supposer ici.
- On voit que le coefficient de réaction propre
- L, est le seul qu’on puisse déterminer directement dans tous les cas de la pratique. 11 y a donc avantage à s’en servir dans un grand nombre de questions, en réservant l’emploi du coefficient d’induction propre L2 aux cas où il peut faciliter la mise en équation ou la solution du problème.
- Il va sans dire que cette méthode n’est indiquée que pour le cas où l’on veut déterminer les valeurs instantanées de la réaction propre. Le praticien se contentera presque toujours avec raison de la valeur moyenne, telle qu’on la détermine habituellement par la méthode de
- M. Joubert, trop connue de tous pour que j’aie besoin de la rappeler.
- Je donne à titre d’exemple les résultats obte-
- •Û 0,012
- nus ainsi sur deux bobines de self-induction, l’une à fer (fig. 4) et l’autre sans fer (fig. 5), traversées par des courants sinusoïdaux d’intensité croissante.
- Dans les deux cas la self-induction a été cal culée par la formule ordinaire
- 2 71
- (y, -v.y-w.
- l“cir.
- - R2,
- Vj — V0 étant la chute de potentiel dans la bobine mesurée à l’aide d’un voltmètre à fil chaud. Ces mesures montrent qu’il peut y avoir variation de la self-induction, même dans les cas où il n’y a pas de noyau de fer, par suite des courants de Foucault.
- Quant aux autres méthodes qui ont été pro-sées pour déterminer la self-induction moyenne des bobines et qui figurent dans tous les manuels, je ne crois pas qu’elles puissent donner
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- pratiquement de bons résultats, car en général elles placent les appareils dans des conditions trop différentes de celles où ils fonctionneront réellement.
- André Blondel.
- CHRONIQUE ET REVUE
- DE LA PRESSE INDUSTRIELLE
- Commutateur double de l’Electrical Speciality Company (Saint-Louis, 1893).
- Chacun de ces commutateurs se compose d’un rochet en ébonite 6*, plaqué sur l’une de ses faces d’une denture métallique 6t., de façon, qu’à chaque poussée du bouton 10, le rochet tourne
- Fig. 1 à 4. — Commutateur double.
- d’une dent, et vienne alternativement ouvrir, puis fermer le circuit des balais 7, appuyé sur 6e, sur l’un puis sur l’autre des cliquets 8. 8. Il en résulte, qu’en reliant comme en figure 2 deux de ces commutateurs entre eux par leurs cliquets 8. 8., et à la lampe 20 par leurs balais 7, on peut allumer ou éteindre la lampe indépendamment par chacun de ces commutateurs.
- Connexions téléphoniques Bunnett (1893).
- Le schéma (fig. 1) suppose cinq abonnés : M,, Mo.., M5, reliés par les fiches S, S2... d’un tableau multiple avec leurs téléphones P! P ... et les teYres E, E2 .. auxquelles ils peuvent à volonté relier leurs lignes M2 ... Chacun des cordons C, C2, dont l’un est représenté inoccupé çt les deux autres reliant respectivement Mi à
- M2 et M3 à Mj, aboutit à un relais R,, R2, Rj.., avec pile V, dont le circuit ne se ferme sur l’un quelconque des relais que si l’abonné correspondant, relié à celui du tableau, ferme son circuit M( M2 .. à sa terre E, Ea. Ceci fait, par l’abonné Pj, par exemple, le courant de V passe par Rt, W,C2,Mi, à sa terre E(,ce qui lui permet défaire fonctionner le relais Rj et d’indiquer ainsi la fin de sa communication.
- Avec le dispositif représenté en figure 2, quand
- W SR
- Fig. 1 à 3. — Bunnett. Système téléphonique.
- le spring-jack S ou S2 n’est pas fermé, ses contacts 1 et 2 se touchent, 3 restant isolé, de sorte qu’il suffit à l’un des abonnés, P! ou P2, de se mettre à la terre pour communiquer avec le téléphone O du bureau ; mais, dès que l’on ferme les jacks, comme sur la figure, cette liaison est rompue, à moins que l’on ne ferme la clef W, qui permet à l’abonné de parler au téléphone O, en fermant sa terre E ou E2, que S ou S2 soient ouverts ou fermés.
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 377
- En figure 3, les résistances Rt R3 de 3 000 ohms environ, intercalées entre les relais indicateurs Ilt I2.. et les cordons (Cx, C2) .. par Wh W2, W3, font que, si M2 et M3) par exemple, sont reliées par la première paire de cordons (C^ C2), tous les indicateurs resteront inertes tant que l’on n’aura pas relié un autre quelconque des cordons à l’une des broches S,, S2 mais, si l’on relie, par exemple, S3 avec M2, les indicateurs ^ et I3 fonctionneront aussitôt, parce que l’on a ainsi formé un circuit par les cordons, la partie du branchement M2 comprise entre S2 et S3, les indicateurs L, I3 et les piles V2, V3. Si l’on relie le troisième cordon à la fiche S3 de Mi, aucun des indicateurs ne fonctionnera dans le cas où Mn isolé d’autre part, ne ferme aucun circuit, de sorte que le silence des indicateurs indiquera précisément que le circuit Mj n’est pas engagé.
- Pile portative médicale Mears et Powers (1892).
- Les éléments cuivre c et zinc G, séparés par des feutres C', sont empilés dans une petite boîte
- Fig. 1 à 4. — Pile Mears et Powers.
- en caoutchouc vulcanisé A a, enveloppée d’une pochette en caoutchouc B, qui peut s’accrocher en b ou se mettre dans la poche. La borne F, est reliée au premier zinc par le ressort d, et la
- borne F au dernier cuivre par le fil flexible c et le coin de cuivre e(, que l’on peut d’ailleurs insérer en un point quelconque de la pile, dont on règle ainsi l’intensité.
- Les conducteurs G G' s’emmanchent par des douilles de caoutchouc sur les bornes F Fl5 qui ne présentent aucune saillie pouvant déchirer les habits. Chacun de ces conducteurs se termine par une électrode en forme de disque H //, que l’on peut fixer en un point quelconque du corps par une bande I, le tout enveloppé dans une pochette élastique J, en flanelle doublée intérieurement de caoutchouc,
- La pile se recharge en quelques minutes en remplaçant les feutres acidulés.
- Electroscope Drake et Gorham (1892).
- Cet appareil se compose de deux feuilles d’or A et B, reliées d’une part, d’une façon perma-
- Fig. 1. — Electromètre à feuilles d’or.
- nente, à chacune des branches du circuit dont on étudie l’isolement, et que l’on peut alternativement relier à la terre E, par un commutateur S, au travers d’une résistance connue R.
- Soient :
- IL R*. V.V*. V'„V'4
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- les résistances et les voltages des côtés A et B, avant et après la mise à terre par la résistance R. On aura les relations
- , V ' V \ V
- R‘ “ Vv7 — VA R et R* = v;R‘-
- de sorte que, si le voltage Va — V, est constant, on pourra graduer très facilement l’appareil après une couple de lectures de V„ et V/,.
- Câbles sous-marins Preece (1892).
- Ces câbles sont formés (fig. 1 à 8) de plusieurs conducteurs métalliques abcd... protégés et
- Fig. 1 ' Fig. 2
- Fig. i à 8. — Preece. Câbles sous-marins.
- séparés par un même isolant e et d’une section de forme telle, que leur induction mutuelle neutralise les effets de leur capacité inductive, de manière à permettre d’augmenter la vitesse des transmissions télégraphiques et la longueur des transmissions téléphoniques par câbles.
- Auge électrolytique Elmore (1892).
- Cette auge est formée de deux caisses en bois, A et C, emboîtées l’une dans l’autre, reliées par des vis et séparées, au moyen de tasseaux D, pat-un espace de 2S mm. rempli de bitume de consis-
- tance assez molle pour ne pas se craqueler. On peut employer avantageusement un mélange en
- Fig. 1. — Elmore. Electrolyse.
- parties égales de poix et de plâtre avec assez d’huile de résine pour en faire une pâte.
- G. R.
- Electrolyse du chlorure de sodium Craney (1893).
- Cette électrolyse a lieu dans une série de baquets ou d’auges A, en poterie, divisées chacune en deux compartiments : l’un d’anodes, B, avec trop plein D, l’autre de cathodes, B(, avec ouvertures de remplissage E, de vidange F et d’échap-
- r~© )(fr©
- Fig. 1 à 3. — Craney. Electrolyse.
- pement des gaz O. Le fond de l’auge est rempli de verre pulvérisé. L’anode creuse a est constituée comme celle décrite â la page 3o de notre numéro du 8 juillet 1893. O11 remplit l’appareil d’une dissolution de chlorure de sodium jusqu’au niveau de D. 11 se dégage en D du chlore et en B' de la soude. On obtient une circulation continue en faisant arriver la dissolution dans le premier compartiment cathode par le tuyau 1, en réunissant ces cathodes par
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 379
- des communications K, avec déversoir L, et les anodes par le tuyau d’alimentation J. Le fond poreux P remplacerait avantageusement les diaphragmes, toujours peu durables.
- G. R.
- Accumulateur Hofmann (1893).
- Les plaques de cet accumulateur ont leurs alvéoles b inclinées symétriquement de chaque côté du milieu a, de manière à retenir la matière active solidement et par de grandes surfaces de contact.
- Le moule est constitué par une série de la-
- • b.
- b
- UfaDDOt DQDDDÜt
- annc oc - c
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- c ,
- OBI "
- c
- i
- r
- DDOOOai
- [ G
- Fig. i à 5. — Accumulateur Hofmann
- dans les cas encore fréquents où l’on ne peut disposer d’une canalisation de distribution d’énergie électrique. C’est toujours avec une réserve prudente que doivent être accueillis les inventeurs de piles, mais comme l’auteur n’a pas la prétention d’avoir atteint complètement le but rêvé, et qu’il a travaillé patiemment pour s’en approcher aussi près que possible, nous enregistrons volontiers les résultats qu’il nous communique.
- M. Delaurier, bien connu pour ses travaux sur le même sujet, a construit un certain nombre de piles, dont une seule, celle dite « pile universelle», brevetée en 1870, paraît avoir survécu. Malgré ses qualités, cette pile semble être inférieure à celle imaginée en 1887 par le même inventeur et qui est aujourd’hui tombée dans le domaine public.
- Dans ses recherches d’une pile pratique, l’attention de M. Le Noble a été attirée sur la dernière création de M. Delaurier, en raison surtout de la modicité du prix de revient du dépolarisant. Après divers essais la disposition suivante a été adoptée.
- Le vase extérieur est en grès, le vase central en terre poreuse; ce dernier contient le zinc non amalgamé, baignant dans de l’eau salée, tandis que le récipient externe est destiné à l’électrode positive et au dépolarisant.
- L’électrode positive est constituée par plusieurs plaques de charbon artificiel, reliées à leur extrémité supérieure par une bande de cuivre.
- Le dépolarisant, dont nous donnons ci-des-sous la composition, est déposé au fond du vase en grès, mais, au lieu d'être recouvert par de l’eau salée, il est recouvert par de l’eau acidulée au dixième en poids d’acide sulfurique.
- La pâte dépolarisante est un mélange de :
- melles d, crénelées en e pour constituer les noyaux des vides alvéolaires, superposées comme l’indique la figure 3, maintenues en f dans le cadre c c, et que l’on retire par g après la.coulée.
- G. R.
- Pile pour - éclairage domestique, par M. le vicomte Jules Le Noble.
- Il s’agit bien d’une nouvelle tentative faite en vue de réaliser l’éclairage électrique domestique dans des conditions de bon marché relatif, et
- Alun de potasse...................... 3o parties
- Acide sulfurique ordinaire à 66» B.... 5 » Bichromate de potasse (ou de soude). 3 »
- Ce mélange constitue une pâte presque sèche, non hygrométrique et que l’on peut conserver indéfiniment.
- La pile ainsi constituée présenterait les avantages suivants :
- Force électromotrice élevée : 2,3 volts;
- Constance remarquable du courant pendant toute la durée de la charge;
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- 38o
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- Usure nulle des zincs à circuit ouvert;
- Absence totale de sels grimpants;
- Oxydation des contacts excessivement lente, permettant de laisser la pile montée pendant trois mois, sans la nettoyer;
- Entretien facile et peu coûteux.
- Desexpériences ont permis de constater qu’avec une petite batterie de six couples, ayant chacun une capacité de 3/4 de litre et dont l’électrode positive est formée de quatre plaques de charbon, on réalise pendant 3o heures le fonctionnement de deux petites lampes à incandescence de 12 volts et i ampère. La lumière est d’une intensité toujours égale pendant les vingt premières heures, sans coup de fouet à l’allumage, puis elle faiblit insensiblement jusqu’à épuisement complet.
- La charge nécessitée par une batterie de six éléments comme ci-dessus est de :
- Liquide dépolarisant
- Alun de potasse................. i kilogramme
- Acide sulfurique................ 0,400 »
- Bichromate de potasse........... 0,200 »
- Eau acidulée. .................. 5 litres
- Liquide actif
- Eau salée....................... 3 litres
- En comptant ces produits au prix du détail, le coût total de la charge est de 1 franc.
- Or, d’après l’auteur, la batterie débitant 27,6 watts (13,8 volts X 2 ampères) pendant un minimum de 3o heures, cela donne un travail de 828 watts-heures, La dépense du zinc, dans les conditions indiquées, s’élevant à o,5o fr., le cheval-heure revient donc, tout compris, à 1,39 fr., soit o,0377 la carcel-heure, alors qu’avec les piles ordinaires au bichromate ce dernier prix est, suivant les auteurs, de 0,089 à 0,154 fr.
- A notre avis, ces chiffres, tels que les a calculés M. Le Noble, doivent subir quelques modifications. Tout d’abord, il multiplie la force électromotrice à circuit ouvert par l’intensité en régime normal pour obtenir la puissance utile. Prenons plutôt le résultat de ses expériences.
- Les deux lampes à incandescence prennent ensenible 24 Watts (au lieu de 27,6); d’autre part, ces 24 watts sont fournis pendant 20 heures, après quoi la puissance baisse, mettons uniformément, jusqu’à extinction au bout de 3o heures.
- Nous constatons que l’énergie totale produite est de
- 24 x 20 + !2 x 10 = 600 watt-heures, au lieu de 828.
- De ce chef, les chiffres de l’auteur doivent 828
- donc être multipliés par = 1,38. D’autre part,
- si à partir de la vingtième heure de fonctionnement l’intensité du courant baisse, l’intensité lumineuse diminue bien plus vite, de sorte que le prix de revient du carcel-heure pourrait bien être notablement plus élevé. Mais à défaut de données exactes relatives à l’intensité lumineuse, constatons que d’après l’expérience indiquée l’hectowatt-heure reviendrait à o,25 franc, ce qui est déjà avantageux pour une pile domestique.
- Et l’on doit tenir compte que les calculs sont établis d’après le prix de vente au détail. En achetant les produits en gros, on réaliserait une économie de près de i/5. De plus, il paraît que dans l’expérience précitée le dépolarisant n’est pas complètement épuisé et qu’en renouvelant l’eau salée toutes les vingt heures de service, la durée peut être portée à 60 heures, ce qui réduirait alors sensiblement le prix de revient.
- REVUE DES TRAVAUX
- RÉCENTS EN ÉLECTRICITÉ
- Cathodes pour la fabrication électrolytique du chlorate de potasse, par W.-T. Gibbs et S.-P. Fran-chat.
- II y a avantage à empêcher la production d’hydrogène sur les cathodes dans l’électrolyse de la solution de chlorure de potassium en vue de préparer le chlorate de potasse. On peut y arriver en employant comme cathode une plaque formée d’une substance cédant facilement son-oxygène, l’oxyde de cuivre par exemple. Lorsque la moitié du chlorure est transformée en chlorate, on fait passer l’électrolyte dans les cristallisoirs : les cathodes lavées et séchées sont réoxydées par grillages et employées à nouveau.
- A, R
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 381
- Sur l’éclairage électrique des phares, par M. André Blondel (').
- Dynamos à courant continu ; propriétés et résultats obtenus.
- Pour réaliser une machine à deux régimes fixes, de 25 et de 5o ampères, on peut adopter un induit à deux circuits distincts susceptibles d’être utilisé isolément ou en quantité, ou un induit ordinaire en réglant le courant d’excitation ou en introduisant une résistance dans le circuit. Les propriétés et le choix du système à adopter dépendent essentiellement du mode d’excitation de la machine.
- Dynamos en dérivation. — Dans ces machines la forme de la caractéristique présente quelques avantages; en court circuit l’intensité, loin de devenir dangereuse, devient nulle et par suite il n’y a pas à craindre de calage du moteur à vapeur au départ. Mais il est difficile de réaliser en régime normal la pente voulue sans arriver trop près des limites du désamorcement; il est donc presque nécessaire d’employer en outre un petit rhéostat.
- Un essai d’une machine de ce type a été fait au Dépôt des Phares en 1892 au régime de 25 ampères; le fonctionnement était satisfaisant moyennant l’addition d’un rhéostat, mais le désamorcement se faisait très facilement, surtout au moment de l’allumage. On l’a donc laissée de côté provisoirement, mais nous verrons plus loin comment ce type peut devenir avantageux moyennant quelques modifications.
- Dynamos en série. — La stabilité de l’arc exige qu’on fasse travailler la machine au delà de l’ordonnée maxima de la caractéristique, c’est-à-dire avec des électros saturés. La réaction magnétique étant sensiblement constante, la pente de la courbe d’alimentation aux bornes de l’arc ne dépend sensiblement que de la résistance totale du circuit métallique. Peu importe donc à ce point de vue que cette résistance soit concentrée dans la machine ou reportée partiellement au dehors dans un rhéostat.
- Grâce à l’emploi du rhéostat, la stabilité de l’arc est donc assurée. Les réactions de la lampe sur le moteur ne sont pas importantes, car la puissance Exl de la machine va en croissant
- (') La Lumière Électrique, 19 août t8g3, p. 333.
- d’une manière continue avec le courant, ce qui satisfait à la condition énoncée plus haut. L’amorçage se fait toujours facilement en amenant les charbons en contact.
- Cette facilité d’emploi et cette régularité ont fait adopter pendant longtemps cette excitation pour l’alimentation des arcs isolés à régime fixe. C’est sous cette forme qu’ont été construites les premières machines, en particulier celles destinées à l’éclairage des projecteurs de l’armée et de la marine; si elles ont été abandonnées pour ces derniers, c’est surtout parce que l’on désirait pouvoir alimenter à la fois plusieurs lampes à arc et même à incandescence.
- L’excitation en série présente cependant de graves inconvénients. Tout d’abord le rendement est forcément mauvais par le fait même de la résistance de stabilité; si celle-ci absorbe par exemple i5 volts (ce qui est un minimum) et
- ma.
- Fig. 1
- l’arc 5o, le rendement électrique ne saurait dépasser ^ ou 0,77 et en réalité les courants de
- Foucault, l’hystérésis des frottemènts le ré • duisent à moins de 0,70. En second lieu, l’excitation en série donne en court circuit une intensité trop forte et souvent dangereuse pour la machine. En même temps la puissance absorbée peut être suffisamment grande pour caler le moteur comme avec un frein, lors de tout court circuit accidentel et lors de l’allumage de l’arc, qui équivaut presque à un court circuit. Enfin toute rupture de l’arc interrompt le réglage de la lampe à arc et désamorce la machine, en même temps qu’elle fait emballer le moteur brusquement déchargé. On emploie souvent pour pallier ces deux derniers inconvénients un conjoncteur automatique qui ferme le circuit sur une résistance équivalente à celle de i’arc
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- 382
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- Ces inconvénients ont été mis en évidence par les résultats des diverses tentatives faites pour introduire les machines-série dans les phares. Au Lizard (Angleterre) les dynamos Siemens adoptées en 1879 or*f dû être remplacées bientôt par des magnétos de Méritens, par suite de détériorations à l’induit et aux collecteurs provenant de courants trop intenses. Des essais plus complets poursuivis pendant un an en 1886 à nie May (Ecosse), avec le concours de la Compagnie Brush, ont donné aussi des résultats négatifs qui semblent devoir être attribués en partie aux dispositifs de la lampe.
- La question a été reprise récemment en France à l'aide d’une nouvelle machine-série construite spécialement en vue du service par MM. Sautter, Harlé et C° et présentant sur les types anciens de sérieux perfectionnements. En particulier, le rendement est meilleur et l’inten-
- f.............A.
- Pi g. 2
- sité en court circuit considérablement réduite ; néanmoins la puissance correspondante est encore excessive et il était nécessaire d’avoir recours à l’artifice du conjoncteur automatique.
- Les constructeurs ont réduit autant que possible la section du fer des inducteurs et la résistance du circuit magnétique par l’emploi d’un entrefer assez étroit et de grande surface de façon à obtenir très rapidement la saturation magnétique. Ils ont aussi réduit la dépense d’excitation en donnant une grande section au-fil de l’inducteur. La résistance des inducteurs aurait d’ailleurs pu être augmentée sans aucun inconvénient, puisqu’il était nécessaire d’ajouter un rhéostat dans le circuit.
- Pour réaliser avec cette machine les deux régimes de 25 et de 5o ampères, on a disposé les enroulements des inducteurs en deux bobines séparées que l’on pouvait à l’aide d’un commutateur spécial grouper à volonté en série ou en quantité.
- Le nombre des ampères-tours d’excitation reste le même dans les deux cas, et par suite aussi la force électromotrice induite. Si on néglige la résistance de l’armature devant celle des inducteurs, le voltage aux bornes sera le même dans les deux cas. En réalité, la compensation n’était pas complètement exacte et on devait la parfaire à l’aide d’un rhéostat.
- Lafigure 1 représente la caractéristique ABCM aux bornes de la machine. On voit que la pente était insuffisante en particulier au régime de 25 ampères sans résistance. Avec une résistance absorbant 10 volts, la pente était comprise entre 0,42 et 0,60. Dans ces conditions, la stabilité de la machine et de la lampe réunies était encore insuffisante (*). Il fallait en outre, pour obtenir le rapprochement des crayons en cas d’extinction, employer un disjoncteur automatique fermant le circuit sur une résistance suffisante pour maintenir aux bornes les 55 à 60 volts nécessaires au fonctionnement du relais. Pour obvier à ces inconvénients, on a préféré renoncer à l’enroulement en série simple au profit de l’enroulement compound.
- Dynamo compound à potentiel constant. — L’enroulement compound permet de réaliser en augmentant progressivement l’enroulement en dérivation des caractéristiques aboutissant toutes au même point de court circuit C (fig. 1) maisse relevant de plus en plus au faible régime. Dans la plupart des applications industrielles, et aussi aujourd’hui dans la marine, on s’arrange defaçon à ce que la courbe présente une grande portion sensiblement horizontale, et par suitele voltage reste constant.
- Des essais ont été entrepris au Dépôt des Phares en 1890 avec une machine de MM. Sautter, Harlé et C°. Trois régimes pouvaient être obtenus avec cette machine sans autre changement que celui d’un rhéostat placé en circuit. Le voltage constant aux bornes était de 70 volts et était ramené à 5o volts par les résistances suivantes :
- 20 , 20 , 20 ,
- r, — —- ohm , /•= = — ohm , r3 =----ohm.
- 25 5o 100
- La perte de rendement en dehors de l’arc
- (') Le manque de sensibilité de la lampe s’explique facilement par ce fait que son relais est placé en dérivation.
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- dans les Lois cas en admettant 45 volts à l’arc,
- était toujours la môme — o 36. Cette so-
- lution est simple en apparence, mais la machine compound a les mêmes inconvénients en court circuit que la machine-série et à égale résistance de stabilité dans le circuit principal elle exige en outre une dépense supplémentaire d’excitation dans le circuit à fil fin. Elle a été abandonnée pour ces raisons.
- Dynamos partiellement compound. —11 est préférable d’employer une machine partiellement compound. C’est ce qui a été fait par MM. Saut-ter, Harlé et C° avec la machine-série dont on a parlé plus haut. Ils ont remplacé une partie du circuit en série par un circuit à fil fin (fig. 2). La caractéristique à e5 ampères et 65o tours est
- représentée comparativement à la courbe d'excitation en série sur la figure 1. On voit que la pente obtenue est sensiblement plus forte qu’avant ; pour l’augmenter on a placé le fil fin en dérivation aux bornes, en même temps qu’on a augmenté la vitesse jusqu’à donner 65 volts à circuit ouvert, au lieu de 55 volts, l’excès de voltage étant absorbé par une résistance.
- Pour obtenir à volonté les régimes de a5 et de 5o ampères avec chaque machine, il suffit de coupler les deux enroulements à gros fil, soit en série soit en parallèle, au moyen des commutateurs du tableau de distribution représenté plus loin. Pour avoir un débit de 100 ampères, on couple en quantités les deux dynamos à 5o ampères. Ces manœuvres se font à l’aide de trois leviers seulement, actionnant tous les commutateurs.
- Les essais effectués sur cette machine ont donné d'asse/. bons résultats au Dépôt de Phares ; ils sont continués au phare de la llève.
- Mais deux défauts importants sont reconnus dans ces machines :
- i° la puissance encore trop considérable absorbée en court circuit;
- 20 le rendement médiocre de l’ensemble de la machine et de sa résistance de stabilité.
- Autre solution possible. — Les perfectionnements précédents ayant simplement pour but d’augmenter la stabilité, il semble que ce résultat pourrait être obtenu plus économiquement en effectuant un compoundageen sens inverse, c’est à dire en ajoutant à un enroulement en dérivation un nombre de spires en série juste suffisant pour empêcher son désamorcement et permettre l’allumage. Dans ce cas, une caractéristique très inclinée pourrait être obtenue d’une manière analogue à celle des machines à courant constant, c'est-à-dire sans saturer les électros et par suite avec un meilleur rendement. Celui-ci serait
- probablement de 70 0/0 à 25 ampères et 80 0/0 à 5o ampères.
- Une machine de ce genre satisferait à tous les desiderata mentionnés; la seule difficulté serait d’empêcher le désamorcement, eu égard à la grande résistance du shunt et la faible valeur de l’enroulement en série.
- Les deux courants peuvent être obtenus soit à l’aide d’un indu-it à deux circuits ou en modifiant le courant dans l’enroulement en dérivation ou dans celui en série. Dans ce dernier cas les caractéristiques seraient analogues à celles de la figure 3.
- Dynamos à courants alternatifs ; Propriétés cl effets de l’arc à courant alternatif.
- Constitution et propriétés. — L’arc produit par des courants alternatifs résulte d’un transfert de carbone non plus continu et constant, mais alternatif.
- En même temps que la direction du courant
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- change, l’arc s’éteint d’une façon plus ou moins prolongée (1). Cette extinction n’est pas sensible à l’œil à partir de 40 périodes par seconde, mais au-dessuselle produitun papillottement. Comme il est difficile d’obtenir des alternateurs de petite puissance et de faible vitesse donnant une fréquence assez grande, on doit se contenter de la valeur minima 5o; on verra plus loin qu’il n’en résulte aucun inconvénient pour l’éclat intrinsèque de l’arc.
- Pour produire un arc à courant alternatif avec une fréquence de 5o périodes il suffit que la tension minima de 25 volts soit atteinte ou dépassée pendant une fraction de l’alternance; la tension moyenne nécessaire est donc plus faible que pour l’arc à courant continu. Un arc alternatif de phare exige à longueur et intensité égales une tension de 45 volts, tandis que l’arc à courant continu en exige de 5o à 55.
- La puissance vraie P dépensée dans un arc â courant alternatif est plus faible que la puissance apparente. Le rapport de ces deux quantités, d’après de nombreuses mesures faites avec l’emploi d’un wattmètre ou des courbes périodiques ont donné comme chiffres moyens :
- p
- Arc Facteur de puissance —
- r!/.i
- Stable et silencieux......... 0,90 à o,g5
- Griard et voyageur (avec un écart
- de 2 à 5 millimètres)...... o,85 à o,go
- Sifflant au collage.......... 0,70 à 0,80.
- Ge coefficient doit intervenir dans le calcul du bendement lumineux d’un arc placé dans une optique.
- Conditions de stabilité. — Gomme pour les courants continus, la force électromotrice nécessaire à la stabilité de l’arc est notablement supérieure à la différence de potentiel constatée aux bornes de l’arc. En outré, il faut après chaque extinction disposer d’une force électromotrice suffisante pour rallumer l’arc. De nombreux essais ont montré que pour un arc de phare de c5 ampères et 45 volts avec des charbons durs il faut au moins une force électromotrice induite de 60 volts.
- Pour ramener la tension à 45 volts on se sert de préférence d’une bobine de self-induction
- (') Une étude complète de ce phénomène a été donnée précédemment par l’auteur. — LA Lumière Électrique, t. XLII, décembre iSgr.
- qui a en outre l’avantage de donner plus d’élasticité à l’arc, tout en réduisant la durée relative d’extinction.
- Un arc réalisé dans les conditions ci-dessus avec 80 volts et un écart de 3 mm. se rallume de lui-même lorsqu’on le souffle brusquement.
- Fixité de l'arc. — Les arcs de 25 et 5o ampères obtenus avec 70 volts et au-dessus ont une régularité supérieure à celle des arcs à courants continus à positif en bas; les facettes planes bien nettes que présentent les deux charbons ont l’éclat maximum. Mais les arcs plus puissants ont des défauts analogues à ceux des arcs continus : le cratère s’élargit et se déforme, l’arc et les plages brillantes voyagent autour des bords, souvent par sauts brusques en faisant entendre un son bruyant en même temps qu'il se projette en dehors de l’axe sous forme d’une ou deux cornes saillantes.
- Pour fixer l’arc on a employé divers procédés ; le solénoïde de MM. Sautter-Harlé a été essayé sans succès. M. Douglass à imaginédes crayons à ailettes (phares de Saint-Catherine). En France on emploie des charbons Carré à âme et de diamètre beaucoup plus faible que les charbons à ailettes.
- Distribution de la lumière. — La forme de la courbe de distribution donnée par M. Allard n’est applicable qu’aux arcs de faible longueur. Elle conviendrait à l’arc, du phare de Sainte-Catherine, dont l’écart ne dépasse pas j/3 de millimètre et d'bnt la tension est de 35 à 38 volts. Avec un arc aussi court les facettes d’éclat maximum sont à peu près masquées parles crayons.
- En France on emploie de préférence un arc franc sous une tension de 45 volts, un arc de 4 à 5 millimètres, et une intensité de 25 ampères. La courbe de distribution a alors la forme d’un papillon (fig, 4) dont les directions maxima sont à 45° et sont d’autant plus marquées par rapport à l’intensité horizontale que l’écart est plus grand.
- La courbe de gauche correspond à un régime de 25 ampères et 45 volts, l’écart est de 4 millimètres et le diamètre des charbons, de 10 millimètres; celle de droite correspond à un régime de 54 ampères et 5o volts avec un écart de 5 millimètres et des crayons de i5 millimètres.
- Eclat intrinsèque. — Il semblerait que l’éclat intrinsèque maximum doive être plus petit que dans le cas des courants continus, puisque cha-
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- que surface ne fonctionne comme pôle positif que pendant une alternance sur deux et peut se se refroidir. En réalité ceci n’a lieu que poulies arcs de faible intensité (8 à io ampères); mais dans les arcs de 25 ampères et au-dessus l’extinction est très courte et chaque cratère est plus petit que n’exigeraitl’intensité moyenne, de sorte que les mesures faites au pyrophotomètre Le Chatelier à la fréquence de 5o périodes n’ont laissé apercevoir aucune différence appréciable.
- Effet utile aux divers régimes. — L’appréciation de l’effet utile dans l’optique se ramène donc à la question des occultations. La disposition bifocale imaginée par M. l’inspecteur général Bourdelles et qui consiste à placer le foyer de la partie supérieure de l’optique au milieu du cratère inférieur et le foyer de la partie inférieure au milieu du cratère supérieur, permet théoriquement de faire passer par les facettes d’éclat maximum tous les rayons focaux des optiques, construites suivant la forme habituelle. En pratique on n’atteint pas le maximum théorique, parce qu’il y a toujours quelques occultations pour les anneaux catadioptri-ques, etaussi parce que,'comme avec les courants continus, la puissance du faisceau croît avec celle de l’arc. C’est ce que montre le tableau suivant :
- Diamètre tics charbons en mm. Inten- sités Tension Puissance iippuronle Puissance vraie Eclat eu carccls Carccls par watts
- IO amp. 25 volts 4“ watts 1225 10/0 1 200 000 I 1 20
- l6 5o 45 2250 2140 1800 000 840
- 25 IOO 45 45oo 4285 2 3oo 000 5io
- La dépense d’énergie nécessaire pour réaliser le maximum d’utilisation de l’optique serait hors de proportion avec le bénéfice réalisé, et il serait préférable, suivant la curieuse remarque de AL Bourdelles, d’associer plusieurs feuxde faible intensité placés dans des optiques séparé.es.
- Cependant si l’on doit employer ultérieurement des lentilles de plus grand diamètre (31', 2° et Ier ordres), la durée de l’éclat produit par le faisceau lumineux étant inférieure au temps maximum de perception, toute la lumière serait utilisée, et par conséquent en admettant que l’éclat intrinsèque des charbons reste le
- même, il y aurait avantage à augmenter dans certaines limites la puissance de l’arc (’).
- (/I suivre) F. G.
- Sur un photomètre, par E.-W. Lehmami.
- Le photomètre examiné par l'auteur est construit d’après le principe indiqué par Joly et disposé de la façon suivante.
- Deux prismes rectangulaires isoscèles A et A, (fig. i), avec faces e e' et ele\ dépolies, sont collés par leurs faces ei et et it sur une plaque de verre, de façon que leurs arêtes i et it se touchent. Les hypothénuses d et dx sont donc inclinés de 45° sur la plaque b.
- Ce système de prismes est enfermé dans une double boîte en laiton, percée d’une ouverture
- s
- Fig. i. —Photomètre Lehmann.
- vis-à-vis de chacune des faces dépolies (en c et Cj) et communique avec le bouton B. Le tout est placé dans une caisse avec trois ouvertures b, K et Kt. Les ouvertures latérales Iv et Kx sont munies déglacés. Devant l’ouverture b se trouve la lunette o et la loupe w.
- A l’aide du bouton B, le système de prismes peut être tourné autour d’un axe horizontal; pour que la-rotation soit exactement de i8o°, la boîte présente deux butoirs qui arrêtent les prismes dans la position voulue. La caisse elle-même est fixée sur une colonne montée sur le banc d’optique.
- Pour le réglage du photomètre, on place les
- (') Voir sur ce point lin autre mémoire de l'auteur t< Sur les leux éclairs et la perception physiologique des éclats instantanés tf.
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- sources lumineuses de façon que l’axe du photomètre cct passe par leur centre et reste parallèle à l’axe du banc d’optique; puis on déplace le photomètre, jusqu’à ce que les deux faces du prisme soient à égalité d’éclairement.
- Si l’on tourne le système de prismes de 180° et que l’on règle de nouveau à égalité d’éclairement, une erreur éventuellement due à l’inégalité des arêtes se trouve éliminée.
- Le dispositif enregistreur dont est muni l'appareil permet de noter une série de réglages sans que l’on soit obligé de détacher les yeux du photomètre. L’œil ne reçoit donc pas d’impressions extérieures et l’on atteint de cette façon la sensibilité maximadont le dispositif est susceptible.
- En effet, sur le chariot qui porte le photo-
- b
- d’equilibre vont constamment en diminuant et s’approchent asymptotiquement d’une valeur limite.
- La ligne tracée à égale distance des deux courbes ainsi obtenues représente évidemment la position moyenne du photomètre. On mesure les distances des points à la ligne moyenne, de même que celles des sources au photomètre.
- Il s’agissait de comparer entre elles des lampes à incandescence. A cet effet, on a comparé d’abord la lampe qui devait servir d’étalon avec une lampe normale à acétate d’amyle, et cette comparaison a été faite pour différentes tensions. La lampe à incandescence reste toujours à la même distance du photomètre, ce qui présente certains avantages. D’une part, l’intensité lumineuse ne varie pas comme l’inverse du carré des distances, par suite des réflexions à
- Fig. 2 et 3. — Support du photomètre.
- mètre est fixée une planche horizontale (fig. 2 et 3) avec une ouverture b dans laquelle on peut fixer verticalement un crayon.
- Le banc d’optique porte lui-même une autre planche dans laquelle peut coulisser une planchette p k portant une feuille de papier.
- Voici comment on procède pour effectuer une série d’expériences : On règle les prismes à égalité d’éclairement, puis on appuie sur le crayon, ce qui fait marquer un point sur le papier. Ensuite on tourne les prismes de i8o°, et l’on marque un nouveau point. Maintenant on avance un peu la planchette à coulisse et l’on reprend les opérations précédentes. En procédant ainsi un certain nombre de fois, on finit par avoir sur la feuille de papier un groupe de points comme dans la figure 4. Les écarts entre les positions
- Fig. 4. — Détermination des moyennes.
- l’intérieur de l’ampoule, d’autre part, en laissant la lampe fixe, on ne mesure sa distance au photomètre qu’une seule fois. Enfin, un côté du photomètre reste toujours au même éclairement, ce qui augmente la sensibilité de l’œil.
- La figure 5 représente la disposition électrique employée. D est une dynamo, Eune batterie d’accumulateurs de 5o volts, R et W sont des résistances de réglage, A et At les lampes à comparer, Vx et V2 deux voltmètres, a un ampèremètre, (.1 un galvanomètre permettant de de celer les variations de voltage produisant dans les lampes des variations d’intensité lumineuse de o,3 0/0. Cette limite correspond à une variation d’intensité de courant de o.,o3 0/0. Enfin, la résistance x servait à faire varier l’intensité lumineuse d’une des lampes. Sur les lampes, on avait placé des diaphragmes avec une ouverture
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- de 12,2 cm2, arrêtant les rayons émis par la partie inférieure de la lampe.
- Voici d’abord une série d’expériences dans laquelle deux lampes à incandescence maintenues au même voltage sont éloignées de plus en plus de part et d’autre du photomètre. La figure (3 montre les courbes de l'erreur maxima et de Terreur moyenne en fonction de la distance. On
- Fi". 5. — Montage des lampes.
- voit que les courbes s’approchent asymptotiquement des deux axes. L’erreur est maxima pour les petites distances et va en diminuant à mesure que la distance augmente.
- Ces résultats montrent que dans les limites des distances employées dans la pratique, l’erreur faite dans l’évaluation d’une intensité lumi-neuse’de 8,4 lampes à l’acétate d’amyle est en
- 0
- Fi". G — Courbes des erreurs en fonction de la distance.
- moyenne de 0,0 0/0 et au maximum de o,56 0/0. Pour d’autres distances des sources lumineuses au photomètre, Terreur reste inférieure ài 0/0.
- En faisant varier la tension aux bornes des lampes et par suite leurs intensités lumineuses, on a obtenu des résultats qui ont permis de tracer les courbes de la figure 7. Les abscisses donnent les intensités lumineuses, les ordonnées donnent Terreur moyenne et Terreur
- maxima. La distance du photomètre à la source lumineuse était de 900 millimètres.
- Les courbes montrent que pour les petites in- , tensités lumineuses, Terreur n’est pas importante, il en est de môme pour les grandes intensités, tandis que pour une intensité lumineuse moyenne, Terreur passe par un maximum. La plus grande erreur moyenne n’a pas dépassé 2 0/0.
- En faisant varier l’intensité lumineuse d’une
- Tn le ns iJé for mineuse
- Fig'. 7. — Courbes des erreurs en fonction de l'intensité lumineuse..
- .des lampes dans la proportion de i3 : 1, Terreur .moyenne n’a pas dépassé 1,7 0/0.
- L’auteur conclut que le photomètre décrit réalise toutes les conditions désirées; il est simple et peut être appliqué dans les recherches scientifiques aussi bien que dans la pratique. Outre le mode d’enregistrement des observations, ce photomètre présente l’avantage d’être de petites dimensions, de construction facile, et comme il peut être tourné de 180°, l’inégalité des prismes et des arêtes peut être éliminée.
- Sur le transport électrique de la chaleur dans les électrolytes, par M. Henri Bagard (“)•
- Le transport électrique de la chaleur, découvert par Thomson en i85q, n’a été observé jusqu’ici que dans les métaux. J’ai pu établir l’existence de ce phénomène dans quelques solutions salines, à l’aide d’une méthode dont je vais exposer le principe.
- Soient deux tubes de verre cylindriques I et 11, remplis du liquide que Ton veut étudier et placés verticalement l’un à côté de l’autre ; supposons que la partie inférieure de ces tubes soit maintenue à une basse température et la partie supérieure à une température élevée. Au bout
- (') Comptes rendus, t. CXVIt, p. 97.
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- d’un certain temps il existera, le long de ces colonnes liquides, un régime permanent de température et le rapport des résistances j^-1 de deux
- portions de liquide comprises dans la région moyenne et entre deux sections droites déterminées de chacun des tubes 1 et II sera un nombre constant.
- Faisons maintenant passer un courant qui circule de bas en haut dans l’un des tubes et de haut en bas dans l’autre, et supposons d’abord que l’effet Thomson n’existe pas. Les colonnes liquides I et II s’échaufferont en vertu de l’effet Joule; l’équilibre de température précédent sera détruit, puis se rétablira au bout d’un certain temps, lorsque, dans l’unité de temps, la chaleur dégagée par le courant sera égale à celle
- cédée aux corps extérieurs. Le rapport repren-
- Ivo
- dra une valeur constante, pouvant différer de celle qu’il possédait avant le passage du courant par suite des défauts de symétrie de l’appareil. Si l’on vient à renverser le courant, ce rapport ne pourra pas varier de ce chef.
- Il en sera tout autrement si l’effet Thomson se produit, car il agira en sens contraire dans les deux tubes et se renversera par suite de l’inver-
- R
- sion de courant, de sorte que le rapport ^ devra
- L-2
- prendre des valeurs différentes suivant le sens du courant. A une élévation de température correspond, pour les liquides, une diminution de résistance; si donc on constate, par exemple,
- que le rapport^ est plus grand quand le cou-
- rant va de I à II que pour la direction opposée, on pourra conclure que, dans le liquide considéré, la chaleur est transportée dans le sens du courant.
- La méthode présente une grande sensibilité, puisque, d’une façon générale, la résistance d’un liquide varie très rapidement avec la température. Enfin, le courant électrique qu’on établit dans l’appareil permet lui-même de mesurer le rapport par la méthode électromagnétique.
- L’appareil que j’emploie est partiellement représenté dans la figure i.
- Un vase cylindrique de verre A, de 5 centimètres de diamètre, se prolonge inférieurement par deux tubes de verre I. II, ayant i centimètre
- de diamètre et 6,5 cm. de longueur; chacun de ces tubes est percé de deux trous très fins ax et bu distants de trois centimètres, par lesquels il communique avec deux tubulures latérales a\ at, bx ft,. Les tubes I et II traversent les bouchons de deux vases de verre B! et B?et sont fermés à la partie inférieure par des membranes de papier parchemin. Le liquide soumis à l'expérience remplit les tubes I et II, ainsi que la partie inférieure de A et les tubulures, et il communique, à travers le membranes, avec le même liquide contenu dans les vases B! et B2, qui renferme aussi les électrodes du d», servant à amener le courant.
- Le vase occupe la partie centrale d’une boîte métallique annulaire traversée par un courant de vapeur d’eau bouillante; les récipients B^ B3 sont maintenus à une température relativement basse par un courant d’eau qui les baigne presque complètement. Enfin les tubes I et II sont soigneusement entourés d’une couche épaisse de ouate. Les résistances, que nous avons appelées Rj et R2, sont ici celles qui sont comprises respectivement entre les sections droites menées par les trous ax et bt, a% et
- Je rapporte ici la série des nombres obtenus dans une expérience faite avec une solution de sulfate de zinc à 23,7 o/o; le courant d’une pile de i2 petits éléments Daniell a été établi d’abord de I vers II, puis renversé toutes les dix minutes pendant deux heures cinquante minutes :
- Voleurs du rapport ^ après le passage du coûtant
- de 1 vers II de II vers
- 0,99*3 »
- )) 0,9960
- 0,9980 »
- » o,998r
- o,999'< ))
- » o,999f
- 1 , ooo5 »
- » 0,9994
- 1,0001 »
- » 0,999-*
- 1, rxxtf «
- » o,999i
- T}0004 ))
- » o,999S
- I,0007 »
- » o,9999
- 1, o< k >y »
- Gomme on le voit, l’effet Joule prédomine
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- d’abord, puis les nombres obtenus sont alternativement situés de part et d’autre de l'unité.
- Comme le rapport 5^ est plus grand quand le k2
- courant va de I vers II que dans l’autre direction, on doit en conclure que le sulfate de zinc est positif.
- Il est d’ailleurs facile, au cours d’une expérience, de se convaincre que ces oscillations du rapport ne sont dues qu’au phénomène de Thomson; le rapport varie, en effet, d’une manière très régulière, de la première à la neuvième minute, entre les valeurs observées au bout de deux périodes consécutives.
- D’autre part, j’ai répété l’expérience sur tous les liquides étudiés en laissant la partie supé-
- Fig. 1
- rieure A de l’appareil à la température du laboratoire et, dans ces conditions, le rapport S^va-
- K->
- rie d’une façon continue sans présenter d’oscillation.
- J’ai ainsi trouvé que le sulfate de zinc, le chlorure de zinc et le sulfate de cuivre sont positifs. Pour le sulfate de nickel, le rapport est resté invariable, et j’en ai conclu que si l’effet Thomson n’est pas nul pour ce corps, il doit tout au moins être beaucoup plus faible que pour les liquides précédents. L’étude des forces , électro-motricesthermo-électriques des couples (NiSO'1, ZnSO4 et NiSO'1, GuSO4) a d’ailleurs confirmé cette manière de voir (’).
- (*) Ce travail a été effectué au laboratoire de Physique de la Faculté des Sciences de Nancy;
- VARIÉTÉS
- SUR LES PHÉNOMÈNES DE VIBRATION A HAUTE FRÉQUENCE (')
- Après ces expériences et cesobservations,qui ont montré l’importance de la discontinuité ou de la structure atomique du milieu et qui serviront à expliquer, au moins dans une certaine mesure, la nature des quatre sortes d’effets lumineux que produisent les courants de grande fréquence, je donnerai maintenant une démonstration de ces effets. On a vu précédemment que nous pouvons transmettre la vibration électrique à l’aide d’un seul fil ou conducteur. Le corps
- Fig. i. — Incandescence d’un corps solide.
- humain étant conducteur, je puis faire passer la vibration par mon corps.
- D’abord, je relie mon corps à l’une des bornes d’un transformateur à haute tension et je prends à la main une ampoule à air raréfié contenant un petit bouton de charbon monté sur une tige de platine conduisant à l’extérieur de l’ampoule. Ce bouton est rendu incandescent dès que le transformateur est mis en fonctionnement (fig. i). Je puis placer un réflecteur métallique sur le globe pour rendre l’action plus intense. Il n’est pas nécessaire que le bouton communique avec la main par un fil, car on peut transmettre suffisamment d’énergie à travers le verre lui-même par action inductive.
- Ensuite, je prends une ampoule à air très raréfié contenant un corps très phosphorescent, au-dessus duquel est montée une petite plaque
- (*) La Lumière Électrique, 19 août 1893, p, 338.
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- d’aluminium reliée à un fil de platine conduisant à l’extérieur; les courants qui traversent mon corps excitent une phosphorescence intense à l'intérieur de l’ampoule (fig. 2).
- Dans un tube raréfié, sans corps phosphorescent (fig. 3), le gaz devient également incandescent ou phosphorescent.
- . Enfin, je tiens à la main un simple fil (fig. 4) nu ou couvert d’une épaisse couche isolante; la vibration électrique est si intense que le fil se trouve entièrement enveloppé d’une gaine lumineuse.
- Quelques mots maintenant à propos de chacun de ces phénomènes. En premier lieu, considérons le cas de l’incandescence d’un corps solide.
- Nous avons vu qu’un filament fin .relié; à yne borne d'un transformateur à haute tension est porté à l’incandescence par un courant de conduction et par bombardement. Celui-ci est d’autant plus important que le filament est plus court et plus épais; lorsqu’il ne s’agit plus que d'un bouton, réchauffement doit être entièrement attribué au bombardement. Ainsi, dans l’expérience que je viens de montrer, le bouton est rendu incandescent par les chocs rythmiques de corpuscules parcourant librement l’intérieur de l’ampoule. Ces corpuscules peuvent être les molécules du gaz résiduel, des particules de poussière ou de petits éclats arrachés de l’électrode; quels qu’ils soient, il est certain que
- Fig-. 2. Phosphorescence. — Fig-. 3. Incandescence ou phosphorescence d’un gaz raréfié. — Fig. 4. Luminosité d’un
- gaz à la pression ordinaire.
- réchauffement du bouton est essentiellement lié à la pression de la matière à l’intérieur de l’ampoule.
- L’échauffement est d'autant plus intense que le nombre de chocs par seconde est plus grand et que l’énergie des chocs est plus considérable. Mais le bouton s’échaufferait également s’il était relié à une source de potentiel constant. Dans ce cas l’électricité serait enlevée par les particules mobiles et la quantité d’électricité ainsi emportée pourrait être assez considérable pour porter le bouton à l’incandescence. Mais le bombardement serait négligeable dans ce cas. Pour cette raison la dépense d’énergie serait relativement grande avec un potentiel constant. On obtient l’incandescence d’autant plus éco-nomiq'üement que la fréquence est plus élevée.
- Une des causes principales de cet état de choses me semble être que dans le cas des très
- hautes fréquences les particules mobiles s’éloignent moins de l’électrode et concentrent la chaleur dans le voisinage immédiat du bouton. Si l’on construit un double globe, comme celui représenté par la figure 5, composé d’un grand globe B et d’un plus petit b, contenant chacun un filament f monté sur un fil de platine if etiih, on trouve que, dans le cas où les deux filaments sont de forme identique, il faut moins d'énergie pour obtenir l’incandescence du filament dans le petit globe b que pour l’autre. Cela est dû simplement à ce que l’espace libre autour du filament dans le globe b est plus restreint. On remarque aussi que ce filament se détériore moins rapidement. C’est une conséquence nécessaire du fait que le gaz du petit globe s’échauffe fortement et devient bon conducteur, ce qui réduit le bombardement.
- Dans ce dispositif, le petit globe devient très
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- chaud,.et la convection et le rayonnement extérieurs augmentent. J’ai montré des dispositions dans lesquelles cet inconvénient est en grande partie évité. Un petit globe contenant un bouton réfractaire est monté à l’intérieur d’un globe plus grand, dont l’air est raréfié. Le globe extérieur reste relativement froid; il ne s’échauffe pas du tout si l’on a soin de le laisser sur la pompe à vide en fonctionnement continu. J’en conclus que si l’espace vide ne peut conduire la chaleur, comme le trouve le professeur Dewar, il en est ainsi uniquement en raison de notre déplacement rapide à travers l’espace, ou plus généralement par suite du déplacement du milieu par rapport à nous, car un régime permanent ne pourrait être maintenu qu’autant que le milieu serait constamment renouvelé. Le vide ne peut être maintenu autour d’un corps chaud.
- Fig. 5, — Effet de la concentration du gaz autour de l’électrode. — Fig. 6. Inefficacité d un écran métallique.
- Dans le dispositif dont je viens de parler, le petit globe intérieur empêche, au début, tout bombardement contre les parois du globe extérieur. Il m’est venu à l’idée d’examiner comment se comporterait à ce point de vue une toile métallique, et j’ai construit dans ce but différents globes semblables à celui que représente la ligure 6.
- Un filament / fixé sur une tige de platine v, monté dans un globe b, est entouré d’une toile métallique s. Une toile à mailles larges n'affecte aucunement le bombardement contre le globe b. Dans quelques appareils la toile était reliée à un fil de platine sortant du verre : en la reliant à la seconde borne de la bobine d’induction (après avoir diminué la force électromotrice), ou à une plaque isolée, on diminue le bombardement contre le globe extérieur.
- Unetoile métallique à mailles étroites diminue toujours le bombardement extérieur, mais ne
- peut l'empêcher entièrement, surtout avec un vide très élevé et un haut potentiel. Un tube de verre, au contraire, supprime le bombardement, au début, mais ne produit plus cet effet dès qu’il commence à s’échauffer.
- Ces expériences semblent indiquer que les vitesses des molécules ou particules doivent être considérables (quoique insignifiantes en comparaison de la vitesse de la lumière); il serait difficile. autrement, de comprendre comment ces particules peuvent traverser un tamis fin sans être affectées, à moins que l’on n’admette qu'aucune action ne peut s'exercer sur elles directement à des distances mesurables.
- Lord Kelvin a estimé récemment à environ un kilomètre par seconde la vitesse des atomes dans un tube de Crookes. Comme les potentiels qu’on peut obtenir avec une bobine à décharges disru ptives sont beaucoup plus élevés qu’avec les bobines ordinaires, les vitesses des atomes doivent aussi être plus grandes. En admettant que la vitesse atteigne cinq kilométrés par seconde et qu’elle soit uniforme dans toute la trajectoire, comme elle doit l’être dans l’air très raréfié, on trouverait qu’avec des électrifications alternant cinq millions de fois par seconde, le plus grand parcours que puisse faire une particule serait d’un millimètre, et si elle pouvait être influencée directement à cette distance, l’échange des atomes serait très lent et il ne se produirait pas de bombardement sur les parois du globe. C’est du moins ce qui devrait se passer si l’action d’une électrode sur les atomes du gaz résiduel était de la même nature qu’entre corps électrisés de dimensions perceptibles. Un corps chaud enfermé dans un récipient à air raréfié produit toujours le bombardement atomique," mais sans rythme défini.
- Si dans une ampoule contenant un filament on fait le vide avec le plus grand soin, on observe fréquemment que la décharge ne peut se frayer un passage qu’au bout d’un certain temps et produit alors seulement l’incandescence du filament, qui ne semble pouvoir être attribuée à d’autres causes qu’au bombardement ou à une action analogue du gaz résiduel. Mais si l’airest raréfié autant que faire se peut, ces actions jouent-elles un rôle important ? Admettons que le vide dans l’ampoule soit assez parfait; tout l’intérêt de la question se concentre alors dans ce point d’interrogation : le milieu qui remplit
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- l’espace est-il continu ou est-il atomique? Dans cette dernière alternative, réchauffement d’un bouton ou d’un filament conducteur dans un récipient raréfié peut être dû en grande partie au bombardement de l’éther, et réchauffement d’un conducteur, en général, sous l’influence des courants de haut potentiel et de grande fréquence, peut être modifié par l’action particulière de ce milieu; dans ce cas aussi, l’effet superficiel, l’augmentation apparente de la résistance ohmique, etc., sont susceptibles de recevoir de nouvelles explications.
- Il est certainement plus conforme à la manière d’être de nombreux phénomènes observés avec les courants de grande fréquence de penser que l'espace est rempli d’atomes libres, plutôt que d’admettre qu’il en serait dépourvu et par suite qu’il serait obscur et froid, car ce serait la condition ü’un milieu continu, qui ne pourrait contenir ni chaleur, ni lumière. L’énergie est-elle donc transmise par des supports indépendants ou par la vibration d’un milieu continu? Cette question importante est loin d’être résolue d’une façon positive. Mais la plupart des effets que nous considérons ici, et principalement les effets lumineux, l’incandescence ou la phosphorescence, impliquent la présence d’atomes libres et seraient impossibles en leur absence.
- En ce qui concerne l’incandescence d’un corps réfractaire dans un récipient à air raréfié, les conditions des expériences principales peuvent se résumer ainsi :
- 1. Le bouton doit être aussi petit que possible, sphérique, à surface unie ou polie, et en matière réfractaire résistant le mieux possible à l'évaporation.
- 2. Le support du bouton doit être très mince et protégé par un écran d’aluminium ou de mica, comme je l’ai décrit antérieurement.
- 3. La raréfaction de l’air doit être poussée au plus haut point.
- 4. La fréquence des courants doit atteindre le maximum possible en pratique.
- 5. Les courants varieront harmoniquement, sans interruption brusque.
- 6. La chaleur doit être concentrée autour du bouton, par exemple en l’enfermant dans un petit globe.
- 7. L’espace entre les parois des deux globes doit être vide d’air.
- La plupart des considérations relatives à l’in-
- candescence d’un solide s’appliquent également à la phosphorescence. En effet, dans un récipient raréfié la phosphorescence est excitée par le courant d’atomes émanant de l’électrode et qui vient de frapper le corps phosphorescent. Dans beaucoup de cas même, où le bombardement n’est pas évident, je pense que la phosphorescence est excitée par des chocs violents d’atomes, qui ne sont pas nécessairement arrachés de l’électrode, métis qui sont influencés par celle-ci inductivement par l’intermédiaire du milieu ou de chaînes d'autres atomes.
- L’expérience suivante montre le rôle important que jouent les chocs mécaniques. Si l’on fait très soigneusement le vide dans une ampoule construite comme celle de la figure 7, p. 290, de façon que la décharge ne puisse passer, le filament agit par induction électrostatique sur le tube l et celui-ci ést mis en vibration. Si le tube est assez large (2 à 3 centimètres), le filament peut vibrer si fortement qu’en frappant le tube de verre il y excite la phosphorescence. Mais la phosphorescence cesse avec la vibration du filament. La vibration peut être arrêtée en faisant varier la fréquence des courants. Gela tient à ce que le filament a sa période de vibration propre, et résonne pour une certaine fréquence, même avec un potentiel assez bas. J’ai souvent vu le filament se briser sous l’influence de cette résonance mécanique. En général, la vibration est si rapide qu’elle est imperceptible à la vue,
- En effectuant cette expérience avec soin, on peut se servir de potentiels très peu élevés, et c’est pourquoi je pense que la phosphorescence est alors due au choc mécanique du filament contre le verre, tout comme elle se produit quand on frappe un morceau de sucre avec un couteau. On sent parfaitement le choc mécanique des atomes quand on ferme brusquement le courant sur une ampoule que l’on tient à la main. Je crois que l’on pourrait briser une ampoule en observant la condition de résonance.
- A propos de l’expérience précitée, il est naturellement permis de dire que le tube de verre, après avoir été mis en contact avec le filament, retient une charge d’un certain signe au point de contact. Lorsque le filament revient toucher le verre au même point et apporte une charge de signe opposé, les charges se neutralisent avec production de lumière. Mais cette explication ne nous apprend rien d’important; Il est in-
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- dubitable que les charges initiales données aux atomes ou au verre jouent un rôle dans l’excitation de la phosphorescence. Ainsi, par exemple, on.excite d’abord une ampoule phosphorescente avec une bobineà haute fréquence, puis on la relie à une machine de Iloltz en l’attachant de préférence au pôle positifde la machine; si l'on revient ensuite à la bobine à haute fréquence, la phosphorescence est bien plus intense qu’au début.
- 11 m’est arrivé aussi de considérer la possibilité de la production de la phosphorescence par l’incandescence d’une couche très mince à la surface du corps. Certainement, les chocs des atomes sont assez puissants pourdéterminer une incandescence interne, puisqu’ils portent rapidement à une haute température un corps de volume considérable. Si un effet de ce genre peut exister, le moyen le plus avantageux pour la production de la phosphorescence dans un globe, est une bobine à décharge disruptive donnant un potentiel énorme avec des décharges fondamentales peu nombreuses, soit 25 à 3o par seconde, juste assez pour donner à l’œil une impression continue.
- II.est de fait qu’une bobine de ce genre excite la phosphorescence dans presque toutes conditions et à tous les degrés de raréfaction, et j’ai observé des effets attribuables à la phosphores-sence même à la pression atmosphérique, avec des potentiels très élevés. Mais si la lumière phosphorescente est déterminée par l’égalisation des charges d’atomes électrisés, la production de lumière sera d’autant plus économique que la fréquence des électrifications alternatives sera plus élevée.
- Il est un fait avéré et bien remarquable : c’est que tous les corps phosphorescents sont de médiocres conducteurs de l’électricité et de la chaleur, et que tous les corps cessent d’émettre de la lumière phosphorescente quand ils sont portés à une certaine température. Les conducteurs ne possèdent pas ces propriétés. Il y a peu d’exceptions à cette règle. Le carbone fait partie de ces exceptions. Becquerel a remarqué que le carbone devient phosphorescent à une certaine tempéra-turs élevée précédant le rouge sombre. Ce phénomène s’observe facilement dans les globes pourvus d’une électrode de charbon assez volumineuse (par exemple d’une sphère de six millimétrés de diamètre). Quand on ferme le courant, on voit sur l'électrode une gaine d’un blanc de
- neige, juste avant le rouge sombre. Des effets analogues s’observent avec d’autres corps con-ducteurs, mais beaucoup de savants se refuseront à les attribuer à une véritables phosphorescence.
- Il n’est donc nullement établi d’une façon définitive que l'incandescence intervienne dans la phosphorescence excitée par les chocs, mais il est certain que toutes les conditions qui tendent à localiser et à augmenter l’effet calorifique sont presque invariablement les plus favorables à la production de la phosphorescence. Ainsi, avec une électrode très petite, c’est-à-dire avec une grande densité électrique, un potentiel élevé et un gaz très raréfié, toutes conditions qui impliquent une grande vitesse des atomes projetés, la phosphorescence est très intense.
- Dans une ampoule contenant deux électrodes une petite et une grande, la petite électrode peut devenir phosphorescente, sans que l’autre change d’aspect, sa densité électrique étant plus faible. Une ampoule tenue à la main peut ne pas devenir phosphorescente, tandis qu’il suffit d’en approcher un fil pointu pour exciter la phosphorescence, par suite de la grande densité au point de contact.
- Avec de basses fréquences, il semble que les gaz de poids atomique élevé excitent une phosphorescence plus intense que les gaz à poids plus léger, comme, par exemple, l’hydrogène, Avec de hautes fréquences, les observations ne sont pas suffisamment nettes pour permettre d'en tirer des conclusions. L’oxygène produit des effets très puissants, qui peuvent être dus en partie à une action chimique. Les électrodes qui se détériorent le plus aisément produisent aussi une phosphorescence plus intense, mais la condition n’est pas permanente, parce que le vide se perd et que les particules de l’électrode se déposent sur les surfaces phosphorescentes. Quelques liquides, comme les huiles, produisent des effets magnifiques de phosphorescence (ou de fluorescence?), mais qui ne durent que quelques secondes.
- Parmi tous les corps essayés, le sulfure de zinc est le plus susceptible de devenir phosphorescent. Quelques échantillons que je dois à l’amabilité du professeur Charles Henry, de Paris, ont été essayés. L’un des inconvénients de ce sulfure est qu’il perd son pouvoir émissif de lumière à une certaine température peu
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- élevée. Il ne peut donc être employé qu’avec de faibles intensités. J’ai remarqué que sous l’influence du bombardement provenant d’une électrode d’aluminium ce corps prend une couleur noire, mais, chose curieuse, il revient à l'état initial en se refroidissant.
- Le fait le plus important qui résulte de ces observations est qu’il est dans tous les cas nécessaire, pour obtenir la phosphorescence avec le minimum d’énergie, d’observer certaines conditions. Ainsi, pour chaque fréquence, chaque degré de raréfaction et pour chaque corps, il existe un certain potentiel donnant le résultat le plus économique. En augmentant le potentiel, on peut dépenser beaucoup d’énergie sans accroître sensiblement l’intensité de la lumière. Les conditions les plus favorables semblent dépendre de circonstances nombreuses et très diverses, et devront encore être longuement étudiées.
- J’arrive maintenant au plus intéressant deces phénomènes, l’incandescence ou la phosphorescence des gaz à basse pression ou à la pression atmosphérique. Il faut chercher l’explication de ce phénomène dans les mêmes causes primaires, c’est-à-dire dans le choc des atomes. De même que les molécules ou atomes heurtant un corps solide déterminent la phosphorescence de celui-ci et le rendent incandescent, de même leurs collisions mutuelles produisent des phénomènes similaires. Mais l’explication est insuffisante et ne s’applique qu’en mécanisme brutal. La lumière est produite par des vibrations qui se propagent avec une vitesse presque inconcevable. Si nous calculons d’après l’énergie contenue sous forme de radiations connues dans un espace défini la force qui est nécessaire pour produire des vibrations d’une telle rapidité, nous trouvons que, bien que la densité de l’éther soit incomparablement plus petite que celle d’aucun des corps que nous connaissons, même l'hydrogène, cette force est quelque chose qui dépasse l’imagination.
- Qu’est cette force qui, en mesure mécanique, peut atteindre des milliers de tonnes par centimètre carré ? C’est la force électrostatique, comme on l’admet aujourd'hui. Il est impossible de concevoir comment un corps de dimensions mesurables pourrait être chargé à un potentiel si élevé que la force pût suffire à produire ces vibrations. Longtemps avant que cette
- charge soit atteinte, ce corps serait désagrégé et ses atomes dispersés. Le soleil émet lumière et chaleur, et il en est de même d’une flamme ordinaire ou d’un filament incandescent, mais ni dans l’un ni dans l’autre cas on ne peut concevoir la force, si l’on admet que celle-ci forme un toutavec le corps. Le seul moyen d’expliquer cette association, c’est d’identifier le soleil à l’atome. Un atome est si petit que, s’il est chargé en venant au contact d’un corps électrisé, et que la charge soit supposée suivre la même loi que dans le cas de corps de dimensions mesurables, il retiendra une quantité d'électricité absolument capable de rendre compte de ces forces énormes et de ces vitesses effrayantes de vibration. Mais l’atome se comporte d’une façon singulière à cet égard; il prend toujours la même « charge ».
- Il est très probable que la vibration résonante joue un rôle des plus importants dans toutes les manifestations de l’énergie dans la nature. A travers l’espace toute matière vibre, et l’on rencontre toutes les vitesses de vibration, depuis la note musicale la plus grave jusqu’au diapason le plus élevé des rayons chimiques. Tout atome ou groupe d’atomes doit donc, quelle que soit sa période d’oscillation, trouver des vibrations avec lesquelles il soit en résonance. Quand nous considérons la rapidité énorme des vibrations lumineuses, nous nous rendons compte de l’impossibilité de produire directement ces vibrations avec aucun appareil de dimensions mesurables, et nous sommes conduits au seul moyen possible d’arriver à produire des ondes lumineuses électriquement et économiquement, c’est-à-dire à affecter les molécules ou atomes d’un gaz, à provoquer leur collision et leur vibration. Nous devons alors nous demander comment des molécules ou des atomes libres peuvent être affectés.
- Ils peuvent l’être par la force électrostatique; en faisant varier cette force nous pouvons agiter les atomes et les faire se choquer avec production de chaleur et de lumière.- Il n’est pas démontré que nous pouvons les affecter autrement. Quand la décharge passe dans une ampoule raréfiée, les atomes obéissent-ils à une autre force que la force électrostatique s’exerçant en ligne droite ?
- C’est seulement récemment que j’ai examiné l’action mutuelle entre deux circuits avec des
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- vitesses de vibration extrêmes. En déchargeant une batterie cc, cc (fig. 7) dans un primaire P de faible résistance avec une fréquence de vibration de plusieurs millions d’oscillations, il existe de grandes différences de potentiel entre des points distants seulement de quelques centimètres. Ces différences peuvent être de 4000 ou 5ooo volts par centimètre, sinon plus encore, en considérant la différence de potentiel maxima. Le secondaire 5 est donc soumis à l’induction électrostatique qui, dans ces conditions extrêmes, est beaucoup plus importante que l’induction électrodynamique: Pour des impulsions aussi rapides, le secondaire comme le primaire sont de médiocres conducteurs; l’induction électrostatique peut donc produire de grandes différences de potentiel entre des points très voisins. Des étincelles peuvent alors se produire entre les fils, et des flammes deviennent visibles dans l’obscurité.
- Fig-, 7. — Induction électrostatique avec des fréquences élevées. — Fig. 8. Dépôt de charbon dans un champ magnétique.
- Si nous substituons maintenant au secondaire 5 un tube à air raréfié, les différences de potentiel qui s’y produisent sont assez grandes pour en exciter certaines parties; mais comme les points à une certaine différence de potentiel sur le primaire ne sont pas fixes, il se produit dans le tube une bande lumineuse qui ne semble pas toucher le verre, comme elle le ferait si les maxima et les minima de différence de potentiel étaient fixes sur le primaire. Je ne nie pas la possibilité de l’action de l’induction électrodynamique, carde très distingués physiciens l’admettent; mais à mon avis on n’a pas donné de preuve positive que les atomes de gaz dans un tube fermé puissent se disposer en chaînes sous l’action d’une impulsion électromotrice produite par l’induction électrodynamique.
- Il ne m’a pas été possible de produire des stries "dans un tube, quelque, long qu’il soit et quel que soit son degré de raréfaction, c’est-à-
- dire des stries à angle droit avec la direction supposée de la décharge ou l’axe du tube; mais dans une grande ampoule, dans laquelle une large bande lumineuse était produite par la décharge d’une batterie traversant un fil entourant le globe, j’ai distinctement observé un cercle de faible luminosité entre deux bandes lumineuses dont l’une était plus intense que l’autre. D’après l’expérience que j’ai pu acquérir, je ne pense pas qu’une semblable décharge dans un gaz puisse vibrer comme un tout. Les atomes de gaz se comportent d’une façon curieuse sous l’influence d’impulsions électriques rapides. Le gaz ne semble pas posséder une inertie appréciable puisque la décharge passe d’autant plus facilement que la fréquence des impulsions est plus grande. Si le gaz ne possède pas d’inertie, il ne peut pas vibrer, car il faut un peu d’inertie dans la vibration libre.
- Je conclus de ces considérations que dans une décharge de foudre entre deux nuages il ne peut y avoir une oscillation qui dépendrait de la capacité des nuages. Mais lorsque la foudre atteint la terre, il y a toujours une vibration — dans la terre, mais non dans les nuages.
- Dans la décharge à travers un gaz chaque atome vibre à sa propre vitesse, mais la masse entière prise comme un tout n’est pas mise en vibration. C’est là une considération importante pour le problème de la production économique de la lumière, car elle nous apprend que pour atteindre ce résultat nous devrons nous servir d'impulsions de très haute fréquence et nécessairement aussi de haute tension.
- On sait que l’oxygène produit une lumière plus intense dans un tube. Est-ce parce que les atomes de l’oxygène possèdent quelque inertie et que la vibration ne s’éteint pas immédiatement? Mais alors l’azote devrait se comporter de même, et le chlore et les vapeurs de beaucoup d’autres corps seraient plus favorables que l’oxygène, à moins, toutefois, que les propriétés magnétiques de celui-ci ne jouent quelque rôle. Ou bien le processus dans le tube est-il de nature électrolytique?Beaucoup d’observations militent en faveur de cette idée, la plus importante étant que la matière est toujours arrachée de l’électrode et que le vide ne peut être maintenu d’une façon permanente.
- Si de semblables effets se produisent réelle-î ment, nous aurons recours aux grandes fré-
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- quences, avec lesquelles l’action électrolytique doit être réduite à un minimum, si elle n’est pas entièrement impossible. Il est indéniable qu’avec de très hautes fréquences, pourvu que les impulsions soient harmoniques, comme celles que donne un alternateur, il y a moins de détérioration et le vide est plus permanent. Les décharges disruptives donnent des variations brusques de potentiel, et détériorent plus rapidement les électrodes. On a observé dans quelques grands tubes pourvus de gros blocs de charbon B Ba (fig. 8) et employés avec la décharge disruptive, que les particules de charbon sont déposées, sous l’influence d’un champ magnétique puissant, en lignes régulières au milieu du tube, comme l’indique la figure. Ces lignes furent attribuées à la déviation ou torsion de la décharge par le champ magnétique, mais on ne put s’expliquer nette-
- ment pourquoi le dépôt se localisait dans les parties les plus intenses du champ. Un fait également intéressant est que la présence d’un champ magnétique puissant accélère la détérioration des électrodes, probablement en raison des interruptions rapides qu’il produit et qui déterminent une différence de potentiel plus élevée entre les électrodes.
- Il resterait beaucoup à dire sur les effets lumineux produits dans les gaz à basse pression et à la pression ordinaire. Avec les expériences actuelles, nous ne pouvons pas dire que la nature essentielle de ces phénomènes si attachants soit suffisamment connue. Mais les recherches sont poursuivies dans cette voie avec une ardeur exceptionnelle. Toutes les branches des recherches scientifiques ont leur fascination, mais les recherches électriques semblent posséder un
- Fig. 9. — Figures lumineuses produites par les décharges intermittentes.
- attrait particulier, car il n’est pas d’expérience ni d'observation dans le domaine de cette science admirable qui n’attire notre attention.
- Il me semble que, de toutes les merveilles que nous observons, un tube à vide, excité par une source d’électricité éloignée, perçant l’obscurité et nous éclairant de sa magnifique lumière, est un des phénomènes les plus admirables qui puissent réjouir nos yeux. Il est plus intéressant encore, en réduisant le nombre de décharges fondamentales et en imprimant au tube des mouvements rapides, de combiner toutes sortes de lignes lumineuses. Ainsi, je prends, par exemple, un long tube droit, ou un tube recourbé en rectangle, ou encore un rectangle fixé à un tube droit, et, en le faisant tournoyer rapidement, j’imite les rais d’une roue, l’anneau Gramme, l’enroulement en tambour, ou l’enroulement d’un moteur à courants alternatifs, etc. (fig. 9). Vu de loin, l’effet est faible et perd de sa beauté, mais en s’approchant on ne saurait résister à son charme.
- En présentant ces résultats insignifiants, je n’ai pas cherché à les arranger et à les coordonner comme il conviendrait pour des investigations purement scientifiques dont chaque résultat découle logiquement du précédent, de sorte qu’il puisse être prévu d'avance par le lecteur intéressé ou par l’auditeur attentif. J’ai préféré concentrer mon attention principalement sur l’exposé de faits nouveaux ou d’idées qui puissent en suggérer d’autres, et c’est là ce qui excuse le manque d’harmonie. Les explications des phénomènes que j’ai émises l’ont été de bonne foi et dans la disposition d’esprit d’un chercheur qui espère leur voir donner par d’autres une meilleure interprétation. Si le monde paie cher l’adoption des erreurs des grands esprits, il ne saurait heureusement souffrir grand mal de ce qu’un étudiant expose des vues erronées.
- N. Tesla.
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- T
- FAITS DIVERS
- La Cour d’appel d’Orléans a rendu, le 29 juin 1893, un arrêt d’une importance considérable pour l’industrie électrique française. Cet arrêt reconnaît la validité des brevets français pris en i885, par MM. Zipernowski et Déri, pour le montage des transformateurs en dérivation, et avec M. Blathy, pour le transformateur à noyau magnétique fermé sans pôles.
- En 1886, MM. Zipernowski, Déri et Blathy avaient fait constater que la Société d’éclairage électrique de Tours se servait d’appareils et de dispositions constituant, selon eux, une contrefaçon de leurs inventions. Ces appareils étant du système de MM. Gaulard et Gibbs, dont l’exploitation avait été cédée à la Société électrique par la Banque d’escompte de Paris, c’est à ces deux Sociétés qu’un procès fut intenté.
- Or, le tribunal civil de Tours a débouté MM. Zipernowski, Déri et Blathy de leur demande et a déclaré nuis leurs deux brevets. -
- Les plaignants ont déféré ce jugement à la Cour d’appel d’Orléans, et celle-ci, après avoir entendu le rapport des experts Fribourg, Jousselin et de Parville a rendu, à la date du 29 juin 1893, un arrêt dont voici les principaux considérants :
- i° En ce qui touche la contrefaçon des appareils décrits au brevet d’invention, pris en France, le 20 mars 1880, par Zipernowski et Déri : Montage des transformateurs électriques :
- Attendu que ce brevet a été obtenu pour le réglage automatique et instantané du circuit local, de telle sorte que l’extinction d’une ou plusieurs lampes placées dans le circuit demeure sans influence sur celles qui restent allumées ;
- Que pour obtenir ce résultat, les inventeurs ont imaginé de placer les transformateurs en dérivation sur le circuit principal, de maintenir la tension constante aux bornes primaires du transformateur et de disposer le transformateur de façon que la tension du courant primaire sc transforme en quantité suffisante dans le courant secondaire ;
- Que, par cette disposition, l’extinction d’une ou plusieurs lampes dans le circuit secondaire développe aussitôt dans le circuit primaire une force contre-électromotrice en quelque sorte à l’entrée du courant;
- Qu’il est établi par les documents de la cause que c’est bien cette invention qui a été appliquée dans son usine et dans ses installations par la Société d’éclairage de Tours ;
- Attendu que les premiers juges ont décidé que la disposition en dérivation des transformateurs électriques n’avait pas été inventée par Zipernowski et Déri; que
- leur brevet ne protégeait pas une idée nouvelle et que l’invention était tombée dans le domaine public; que dès 1874 l’électricien anglais Fuller avait conçu l’idée de distribuer l’électricité par transformateurs en dérivation; qu’il avait pris à cet effet un brevet en forme le 21 décembre 1878;
- Que les intimés soutiennent en outre .que le système des appelants n’a pas procuré un résultat industriel nouveau ;
- Attendu qu’il résulte au contraire du rapport des experts Fribourg, Jousselin et de Parville qu’on ne peut opposer à Zipernowski et à Déri des antériorités; qu’il ne s'en rencontre aucune dans les inventions de Fuller, de Guichet’, d’ITopkinson,de Marcel Deprez, de Rankin-Iven-nedy, d’Edison, de Gaulard, de Gaulard et Gibbs;
- Que les experts, apres avoir scientifiquement examiné chacune des prétendues antériorités invoquées par les intimés, concluent en disant : « L’examen de ces antériorités nous montre qu’à la date du brevet Zipernowski et Déri aucun inventeur n’avait, dans un but industriel, réalisé la combinaison des trois moyens qui font l’objet de ce brevet ; »
- Que les mêmes experts déclarent qu’il y a lieu de distinguer dans le brevet trois cas se rapportant à trois postes de transformateurs montés en dérivation sur une ligne primaire ; que, pour que le réglage soit automatique, il est nécessaire que la combinaison soit réalisée; que c’est ce que fait le troisième cas; que cette combinaison des trois moyens, dans les conditions de la ligure du brevet Zipernowski et Déri, constitue une invention nouvelle et brevetable à la date de leur brevet, 20 mars i885, parce qu’elle permet d’obtenir le réglage automatique d’une distribution par transformateurs alternatifs dans des conditions où, avant cette combinaison, ce réglage n’était pas possible;
- Que les experts ajoutent que c’est le mode de montage tel que l’indique la figure 5; troisième cas, du brevet Zipernowski et Déri, que la Compagnie défenderesse a appliqué dans l’installation d’éclairage électrique de la ville de Tours, ainsi qu’ils l’ont reconnu dans leur constat sur place; que les appelants sont donc bien fondés dans leur demande concernant le brevet du 20 mars i885;
- 20 En ce qui concerne le brevet du 21 avril i885: Transformateur à noyau magnétique fermé sans pôles :
- Attendu que le tribunal a déclaré nul le brevet pris par Zipernowski, Déri et Blathy en se fondant sur la patente Ilopkinson du 28 octobre 1884, et sur le « disclai-mer » déposé en Angleterre par les appelants le 29 octobre 1S86;
- Attendu que les experts ont constaté à l'unanimité que la combinaison du noyau magnétique fermé sans pôles constituait une invention nouvelle à la date du brevet pris par les appelants; qu’on ne pouvait trouver d'antériorité à cette invention, ni dans l’emploi fait par Gramme, dans ses machines dynamo-électriques, d’un noyau magnétique feimé, ni dans les patentes anglaises Fuller du
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- 21 décembre 1878, Hopkinson du 3 août 1887, Varley du 24 décembre 1886;
- Que les experts ont encore déclaré qu’aucune antériorité ne pouvait être tirée de la patente anglaise Hopkinson du 28 octobre 1884, visée au jugement déféré à la Cour, parce que cette patente n’avait pas reçu, avant la date du brevet Zipernowski, Déri et Blathy, une publicité suffisante pour pouvoir être exécutée; que si Hopkinson avait déposé en Angleterre, le 28 octobre 1884, une spécification provisoire, elle avait été gardée secrète, conformément à la loi anglaise, et que ce n’est que le 27 juillet i885, postérieurement au brevet Zipernowski, Déri et Blathy, qu’Hopkinson a obtenu sa patente dont le public a pu alors prendre connaissance;
- Attendu que les intimés, dans leurs conclusions devant la cour, n’invoquent pas le brevet Hopkinson comme une antériorité opposable, en vertu de l’article 3i de la loi du 5 juillet 1884; qu’ils prétendent qu’aux termes de l'article
- 29 de cette loi, Hopkinson pouvait seul faire breveter en France l’invention pour laquelle il avait obtenu, en 1884, un brevet en Angleterre, et qu’admettre le brevet français de,Zipernowslti, Déri et Blathy, ce serait rétablir à leur profit les brevets d’importation et violer les dispositions dudit article 29 ;
- Attendu que la loi du 5 juillet 1884 a supprimé les brevets d’importation reconnus par la loi du 7 janvier 1791 et qu’elle a laissé à l’inventeur le droit de se faire breveter en France comme à l’étranger, droit qui lui est personnel ainsi qu’à ses ayants cause, mais qui ne fait pas obstacle à celui de l’inventeur prenant en France un brevet dans l’ignorance de la découverte faite et brevetée à l’étranger; qu’on ne peut le considérer comme un importateur, parce qu’il a inventé de son côté et qu’il a pris un brevet alors que la découverte faite par l’étranger n’avait reçu aucune publicité et était restée absolument secrète; que l’article 29 de la loi de 1884 n’enlève pas aux tiers les droits qui leur ont été conférés par les articles
- 30 et 41 de ladite loi ;
- Qu’on ne saurait tirer argument contre les appelants du « disclaimer » qu’ils ont déposé en Angleterre le 29 octobre j886; que la loi anglaise fait remonter la patente au jour de la spécification provisoire, bien qu’elle soit demeurée secrète ; que par suite de cette fiction, le brevet d’I-Iopkinson se trouvait, mais en Angleterre et non en France, antérieur à celui de Zipernowslti, Déri et Blathy, et qu’ils ont d£i déposer un « disclaimer » parce que, d’après la loi anglaise, tout brevet qui contient une revendication susceptible d’être annulée, doit être considéré comme nul en son entier;
- Attendu que les intimés ont signalé à la Cour un pas* sage du traité de l’Éclairage électrique de Du Moncefi duquql il résulterait que, dès i883, cet auteur aurait décrit un transformateur à champ magnétique fermé; qu’ils y ont vu une antériorité et ont exprimé le regret qu’elle n’ait pas été soumise aux experts par les parties;
- Attendu que celles-ci ont, d’un commun accord, par
- l’intermédiaire de leurs avocats, demandé l’avis des experts sur cette antériorité prétendue, et qu’elles ont produit à la Cour cet avis qui leur a été donné officieusement et à titre de document; qu’il en résulte, ainsi que des autres documents du procès, que l’antériorité invoquée n’existe pas; que Du Moncel a décrit la spécification provisoire Fuller, déjà appréciée par les experts dans leur rapport; que si le noyau magnétique de Fuller est bien un noyau fermé, ce n’est pas un noyau sans pôles comme celui de Zipernowslti, Déri et Blathy:
- Attendu que les intimés soutiennent subsidiairement que les appareils par eux construits ne constituaient pas un champ magnétique à circuit fermé sans pôles, et que les experts ne se seraient livrés à cet égard qu’à de simples suppositions ;
- Qu’il appert au contraire de leur rapport qu’ils estiment, à la suite de leurs constatations faites à l’usine de Tours, « que les appareils Gaulard et Gibbs de Tours sont noyau magnétique fermé sans pôles », toufien constatant « qu’ils sont constitués par deux colonnes droites réunies par des demi-tores ou demi-couronnes, les bobines n’étant enroulées qu’autour des parties droites, mais que leur disposition constitue bien celle du noyau magnétique fermé et sans pôles, qui est la propriété de Zipernowski, Déri et Blathy ; »
- Que les appelants sont donc bien fondés dans leur demande concernant leurs deux brevets ;
- La Cour dit que la Compagnie internationale d’électricité de Tours a contrefait les brevets de MM. Zipernowski. Déri et Blathy; infirme le jugement du tribunal civil de Tours; condamne la compagnie à payer des dommages-intérêts à fixer par état ; ordonne la confiscation de dix-huit postes pourvus de deux transformateurs à noyau fermé sans pôles, possédés par la Compagnie, et met les dépens, y compris les frais d’expertise, à la charge des Intimés.
- Le Recueil officiel du Patent office américain paraissait jusqu’ici avec une régularité irréprochable et ne laissait rien à désirer au point de vue typographique. Or, pendant un certain temps cette publication avait cessé de paraître. La cause en est que pour des raisons politiques 011 a cru devoir confier l’exécution de cette importante publication à une autre maison. Or, la première livraison publiée après l’interruption indique que ce changement n’a pas eu d’heureux résultats : le texte et les figures sont négligées et plusieurs brevets se trouvent défigurés.
- Espérons que le Patent office prendra des mesures pour éviter le retour de semblables négligences.
- La station centrale de Stettih, construite eh 1889, par la maison Siemens et Halske, ayant vu sa consommation augmenter dans une proportion considérable, a dû recevoir une extension correspondante. L’année dernière deux
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- dynamos Siemens à pôles intérieurs, de même qu’une batterie d’accumulateurs de 410 ampère-heures, ont été ajoutées au matériel existant. Les deux dynamos sont couplées directement sur une machine à vapeur de 3oo chevaux. Dans le courant de l’année présente le réseau de distribution sera encore étendu vers l’ouest de la ville.
- Cette station centrale comporte maintenant 4 machines à vapeur d’une puissance totale de 900 chevaux, 8 dynamos pour 594000 watts et des accumulateurs d’une capacité totale de ia5o ampères-heures. Le réseau, entièrement formé de câbles Siemens à couverture de plomb et à armature de ruban de tôle, présente une longueur de 45 kilomètres, dont 7 sont ajoutés cette année.
- L'Astronomie cite plusieurs exemples des effets singuliers de la foudre.
- Le h mai, un orage épouvantable s’est déchaîné sur la commune de La Chapelle-en-Blézy (Haute-Marne). Le berger communal était aux champs avec son troupeau. Pour se garantir de l’averse, il se mit à couvert sous un parapluie. A peine était-il installé que la foudre tomba sur lui, en pratiquant dans sa blouse un petit trou semblable à celui que fait une balle. Cette blouse n’a pas été autrement endommagée; mais par contre, le gilet a été à demi-brCilé, et la chemise complètement.
- Les deux chiens qui étaient couchés à ses côtés ont été tués sur le coup.
- Le berger reprit connaissance une demi-heure après et put revenir au village, malgré d’atroces brûlures. La foudre avait frappé l’épaule droite et de là s’était dirigée sur la jambe gauche. Les brûlures étaient si profondes qu’on enlevait des lambeaux de chair avec les vêtements. La casquette et les sabots ont disparu.
- A Paramé, une maison a été incendiée par la foudre; comme phénomènes curieux on a remarqué une odeur désagréable, puis une lueur violette entourant la maison sur un espace assez considérable, enfin, une flamme violette entourant le pied d’une échelle posée contre le toit d’une maison voisine.
- A Veyrolles, près de Sègles, un berger atteint par la foudre a été littéralement incinéré. La foudre est tombée au milieu du troupeau et, circonstance curieuse, un seul mouton sur plus de cent a été tué* aucun des autres n’a reçu le moindre mal.
- Près de Clermont-Ferrand, le juin, sept ouvriers qui s’étaient mis à l’abri sous un noyer furent renversés par la foudre et l’un d’eux transporté à quelques mètres. Trois purent se relever* les autres étaient grièvement brûlés et à demi-asphyxiés. L’un d’eux a eu le dos pelé sur toute la largeur de la colonne vertébrale ; un autre, la figure déchirée; tous ont perdu la mémoire. Le noyer est fendu de haut en bas.
- A Paris* pendant l’orage du 20 juin, la foudre a frappé entre autres la tour Eiffel et la flèche de la Saint-Chapelle.
- Un déménageur traversait la cour du Dépôt, près du quai des Orfèvres. L’homme fut renversé. On le releva inanimé, et on le transporta à l’IIôtel Dieu. Le malade n’avait aucune lésion apparente, et avait été frappé de paralysie par le choc en retour. Cet homme est mort le lendemain. C’est un exemple unique d’un homme tué par la foudre à Paris depuis plus de vingt ans.
- Malheureusement, cet exemple n’est plus isolé aujour* d’hui; au cours de l’orage du 9 août, une femme et un enfant qu’elle tenait dans ses bras ont été tués par la foudre, dans la rue d’Allemagne.
- Depuis quelques mois, les appareils destinés à l’enregistrement des courants telluriques fonctionnent au Parc Saint-Maur dans les conditions que nous avons décrites. Il n’est point encore temps de rédiger des conclusions définitives. Car les périodes qui peuvent exister dans la production de ces mystérieuses effluves ne peuvent être déterminés que -lorsqu’on aura à sa disposition des courbes assez nombreuses. Cependant M. Moureaux est persuadé, d’après l’inspection des premiers relevés, qu’il existe une variation diurne. Toutefois il ne paraît pas que les époques de maximum et de minimum se produisent en moyenne à la même heure.
- Dana les vingt premiers jours du mois d’août, les enregistrements des courants telluriques ont offert un intérêt tout particulier. Il y a eu deux perturbations importantes î la première celle du 6, et la seconde celle du 17. Toutes deux ont été accompagnées de perturbations des éléments magilétiques.
- Comme nous l’avons expliqué, c’est la même horloge qui donne l’heure aux deux enregistrements, à l’aide d'un système de deux fils conducteurs. Il en résulte que l’on peut compter sur l’exactitude absolue de la comparaison de l’échelle des temps.
- L’aspect des courbes, tant celles du G août que celles du 20 août, Constate une différence de 2'minutes de temps moyen entre l’époque des perturbations magnétiques et celle des courants telluriques.
- Le fait soupçonné à Greenwich se trouve établi d’une façon décisive. L’antériorité appartient aux courants telluriques. Ce fait important est certainement en faveur de l’opinion attribuant à l’induction des corps célestes le magnétisme terrestre.
- Si nous examinons les perturbations magnétiques du 6 et du 17 au point de vue des taches solaires* les résultats sont également intéressants. La perturbation du 7 s’est produite au moment du passage des taches au méridien central, et au moins dans l’ouest de l’Europe centrale ce phénomène n’a été accompagné d’aucune perturbation météorologique. Il n’en a point été de même de la perturbation magnétique du 17. Elle a précédé de deux jours le passage au méridien central. Au moins dans la région précitée elle a été accompagnée de perturbations
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- atmosphériques. La comparaison de ce qui s’est passé dans ces deux circonstances ne paraît pas de nature à confirmer l’opinion que ces coïncidences exercent une influence directe sur les phénomènes météorologiques constatés à la surface de la terre.
- A la Monnaie de Londres, M. Roberls-Austin se sert de la thermo-électricité pour enregistrer la température de ses fours. Un pyromètre thermo-électrique à miroir est combiné avec un petit appareil photographique; la tache lumineuse du miroir est projetée sur un tambour recouvert' de papier sensible et mû par un mouvement d’horlogerie. Les tracés sur le papier enregistrent, à chaque instant, la température et ses variations, et, d’après l’inspection dé ces tracés photographiques, on régularise le tirage du four, de manière à y maintenir une température constante.
- M. Rivaud, galvanoplaste, a présenté à la Société d’encouragement des spécimens de reproductions galvano-plastiques en or qu’il obtient par des procédés de son invention. Par ses procédés l’inventeur peut, dit-il, réaliser en galvanoplastie d’or tout ce qu’on obtient pour le cuivre et l’argent. Pour avoir une application pratique, la galvanoplastie d’or doit avoir les qualités suivantes :
- La reproduction doit être absolument fidèle et sans retouche.
- Le métal doit être malléable, sans granulation, et avoir une solidité proportionnelle à son épaisseur. II.doit supporter le feu nécessaire pour les soudures les plus fortes sans déformation ni .boursouflures. Il doit permettre la ciselure nécessaire pour la ragréure des pièces ronde-bosse qui sont le plus souvent, lorsqu’elles sont petites, formées de plusieurs coquilles. Il doit naturellement pouvoir se cambrer pour la facilité des ajustages.
- M. Rivaud a montré plusieurs objets remarquables obtenus par ses procédés, parmi lesquels deux galvanos d’or qui ont été émaillés sans difficulté, chose irréalisable sur la galvanoplastie du cuivre et de l’argent.
- Le Conseil d’hygiène publique et de salubrité de la Seine a été invité par le préfet de police à donner son avis sur la réglementation et la surveillance spéciales auxquelles il convenait d’astreindre les fabriques d’accumulateurs électriques.
- Une commission avait déjà, en décembre 1881, indiqué le.\ précautions minutieuses à prendre dans ces manipulations spéciales du plomb et de scs oxydes; mais, dit la Revue industrielle, la sollicitude administrative ne pouvait se borner là, et c’est bien le moins qu’elle définisse à quelle catégorie d’établissements classés appartiendront
- les usines, nombreuses aujourd’hui, où l’on applique les procédés de Planté et de Faure. Les fonderies de plomb sont de la 3e classe : la manipulation des sels et oxydes de plomb, la production de mélanges détonants dans les ateliers de formation des accumulateurs doivent-elles être soumises àdes prescriptions plus rigoureuses? M. Michel Lévy a fait, avec raison, remarquer qu’il s’agissait d’une industrie nouvelle, en voie de formation, et qu’on s’exposerait à de graves erreurs en voulant dès maintenant lui imposer une réglementation fixe, et son opinion a prévalu.
- Les fabriques d’accumulateurs restent donc provisoirement sous le régime des prescriptions particulières.
- Le Conseil d’hygiène a voulu, avent de prendre une décision, réunir un ensemble de résultats d’expériences suffisants pour éclairer sa religion. Il avait déjà manifesté la même intention à propos de la suppression des fumées de Paris.
- Les candidats à l’agrégation des sciences physiques viennent de faire les leçons suivantes qui donnent une idée de l’esprit dans lequel l’Université entend que la Physique soit enseignée :
- La pression atmosphérique et sa mesure;
- La pile;
- Etude des vibrations sonores par les méthodes optiques;
- Emission et absorption de la chaleur;
- Mesure des températures;
- Potentiel et capacité électriques (leçon élémentaire); Principe d’Huyghens;
- Electrométrie ;
- Définitions et propriétés du point critique;
- Leçon élémentaire sur les unités pratiques d’intensité, de résistance et de force élcctromotricc ;
- Etude expérimentale de la double réfraction;
- Unités C. G. S. (leçon élémentaire);
- Électrochimie (sans application);
- Tuyaux sonores;
- Miroirs concaves ;
- Etude du spectre calorifique;
- Ondes stationnaires;
- Aimants en fer doux ;
- Elude expérimentale de la polarisation elliptique; Leçon élémentaire sur les dynamos;
- L’arc-en-ciel ;
- Polarisation chromatique en lumière parallèle.
- Le jury était composé de MM. Joubert, Pichal, Pion chon et Joly.
- Imprimeur-Gérant : Y. Nory.
- Imprimerie de La Lumière Electrique. — Paris, 31, boulevard des Italiens.
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- La Lumière Electrique
- JL
- Journal universel d’Electricité
- 31, Boulevard des Italiens, Paris
- Directeur : D' CORNÉLIUS HERZ
- XV ANNÉE (TOME XLIX)
- SAMEDI 2 SEPTEMBRE 1893
- N° 35
- SOMMAIRE. — Sur le plan de polarisation des oscillations hertziennes; A. Righi. — Les appels omnibus de la maison Breguet pour télégraphes et téléphones; G. Pellissier. — Sur un rhéostat pour lampes à incandescence; G. van der Wallen de Fernig. — La soudure électrique; Gustave Richard. — Recherches récentes sur la théorie électromagnétique de la lumière; C. Ravaau. — Histoire chronologique de l’électricité, du galvanisme, du magnétisme et du télégraphe; P.-F. Mottelay. — Chronique et revue de la presse industrielle ; Trieur électromagnétique Sanders et Thomson. — Montages électriques Dorman et Smith. — Electrolyse des sels alcalins, procédé Castner. — Sur la suppression des étincelles; dynamos à courant continu sans enroulement inducteur, par W.-B. Sayers. — Les chemins de fer électriques en Amérique. — Locomotive électrique de la General Electric C“. — Revue des travaux récents en électricité : Lignes équipotentielles et lignes de force magnétiques, par E. Lommel. — Notes sur l’arc électrique, par Louis Duncan, A.-J. Rowland et R.-J. Todd. — Sur l’éclairage électrique des phares, par M. André Blondel. — Faits divers.
- SUR LE PLAN DE POLARISATION
- DES OSCILLATIONS El E RTZI EN N ES
- Si l’on admet que les vibrations de l’éther, auxquelles sont dus les phénomènes lumineux, sont de même nature que les vibrations électromagnétiques obtenues et étudiées par Ilertz, une question se pose d’elle-même ; la direction de la vibration de Fresnel correspond-elle à celle de la perturbation électrique ou à celle de la perturbation magnétique, ou autrement dit quelle est celle de ces deux directions qui se trouve dans le plan de polarisation ?
- Ce problème a été successivement étudié par M. Trouton (*) et M. Klémencic (2) au moyen de la réflexion des oscillations hertziennes. Leurs appareils, comme celui de Hertz, donnaient des longueurs d’onde d’environ 66 centimètres. Ils reconnurent l’existence d’un angle de polarisation lorsque les oscillations électriques sont parallèles au plan de réflexion. La vibration de ETesnel aurait donc la même direction que la force électrique, et le plan de polarisation serait parallèle à la force magnétique.
- (’) Nature, t. XXXIX, n" 1008, p. 3o3.
- {•) Sitzber. der h. AU. Wien , 1891, p. 109.
- Comme les lames réfléchissantes employées par les expérimentateurs précédents avaient des dimensions très faibles, j’ai cru qu’il ne serait pas sans intérêt de reprendre ces expériences avec mes appareils, qui, produisant des ondes très courbes (X = 7,5 cm.), permettent d’employer des réflecteurs relativement étendus ayant par exemple comme dimensions cinq ou six fois X.
- Dans ce but j’ai construit un premier appareil formé d’une planchette de bois (fig. 1) AE, placée dans la direction des vibrations électriques émanant d'un oscillateur O, et muni à l’une de ses extrémités A d’un axe perpendiculaire à son plan. Autour de cet axe peut tourner soit la lame réfléchissante S S (plaque métallique ou plaque de soufre), soit une pièce de bois en forme d’U, A B C D, portant le résonateur R, et dont le plan est perpendiculaire à l’axe A.
- L’oscillateur O et le résonateur R sont munis de leurs miroirs paraboliques (*).
- L’axe de l’oscillateur étant vertical et la figure 1 étant une projection horizontale, le miroir SS et le résonateur R sont aussi placés verticalement et les oscillations électriques incidentes sont perpendiculaires au plan d’incidence et arrivent au résonateur parallèlement à sa direction, mais il
- (') La Lumière Electrique, vol. XLVIII, p. Ooi.
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- suffit de faire tourner la planchette autour de son axe longitudinal AE pour que les vibrations du faisceau incident deviennent obliques au plan
- d’incidence. Une rotation de ^ les rend parallèles au plan de réflexion, le plan A B C D devenant vertical.
- Une graduation non indiquée sur la figure fait connaître l’angle a que les vibrations électriques incidentes forment avec la perpendiculaire au plan de réflexion.
- Le déplacement du miroir SS autour de l’axe A permet de faire varier dans des limites très
- des vibrations comme avec un analyseur optique. Dans ce but le zéro de la graduation correspond à la position du résonateur pour laquelle celui-ci est perpendiculaire au plan de réflexion. Si on fait tourner le résonateur jusqu’à ce que les étincelles deviennent maxima, on pourra lire sur la graduation l’angle a' que les oscillations électriques réfléchies font avec la perpendiculaire au plan de réflexion.
- J’ai cherché avec l’appareil de la figure i à réaliser des expériences analogues à celles de la réflexion de la lumière polarisée. Avant de
- Fig. 2
- étendues l’angle d’incidence i mesuré aussi par une graduation spéciale. Cette graduation mesure également l’angle de A B avec A E, ce qui permet de disposer exactement le résonateur dans la direction des rayons réfléchis (’).
- Le résonateur R peut tourner avec son réflecteur parabolique autour d’un axe parallèle à la direction des radiations qu’il reçoit, d’un angle mesuré à l’aide d’un cercle gradué. 11 est donc possible d’évaluer avec ce résonateur non seulement l’intensité des radiations en les déduisant du cosinus de l’angle dont il faut tourner le résonateur pour faire disparaître les étincelles, mais aussi de déterminer l’orientation
- (•) L’angle de AB avec AE est égal à 2 i — L
- les décrire nous rappellerons pour plus de clarté quelques faits de l’optique, et nous établirons quelques conventions.
- Soit (lig. 2) S le miroir, AB un rayon incident, BC le rayon réfléchi, P un plan perpendiculaire en O du rayon incident. Traçons dans ce plan deux axes X, Y perpendiculaires entre eux, et dont le second soit perpendiculaire au plan de réflexion.
- L’orientation de la vibration V W sur le rayon incident sera déterminée par l’angle a qu’elle fait avec l’axe oy et considéré comme positif lorsqu’il est compté dans le sens des aiguilles d’une montre par un observateur regardant vers la direction du rayon incident. Désignons de même par a! l’angle d’orientation de la vibration réfléchie.
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- Admettons que l'on ait B O' = B O. Supposons que l’angle d’incidence i diminue peu à peu et tende vers zéro; les plans Pet Q, ou mieux les axes tracés dans ces plans finiront par coïncider, mais les axes o.v et ox' auront des directions opposées.
- Ceci montre que pour des incidences assez faibles la vibration réfléchie V' W' fait avec oy' un angle a’ qui est négatif (* 1). Si l’angle d’incidence i devient plus grand que l’incidence de polarisation, l’angle «' devient positif, et V'W entre dans l’angle y' ox'. Dans ce cas on aa'<a.
- On sait que lorsque l’angle i est voisin de l’incidence principale (ou de polarisation) la composante de la vibration suivant o'x1 devient très petite, et qu’en même temps il se forme entre les deux composantes suivant o’x' et o'y une différence de phase croissant rapidement de o à 7r lorsque i croît à partir de valeurs un peu inférieures à l’incidence principale jusqu’à des valeurs un peu supérieures. Le rayon réfléchi est alors polarisé elliptiquement pour ces incidences.
- On sait également que dans la réflexion sur les métaux la différence de phase entre les deux composantes croît de o à tt lorsque i augmente
- de o à2 tt et en prenant la valeur - lorsque i est
- égal à l’incidence principale. Le rayon est donc généralement elliptique pour toutes les incidences ^sauf bien entendu pour o et
- L'ellipticité du rayon réfléchi est plus facile à reconnaître dans le cas des métaux parce que la composante suivant o’x’ est plus grande, même dans ses minima, que dans le cas des corps non métalliques.
- Dans quelques expériences j’ai fait abstraction de l’ellipticité des vibrations réfléchies et j’ai cherché simplement l’azimut du grand axe de la vibration en tirant parti d’une analogie existant entre le cas des métaux et celui des corps transparents. Cette analogie est la suivante : le grand axe de l’ellipse est orienté comme la vibration réfléchie par un corps transparent; l’angle a' que ce grand axe fait avec o’y’ est en valeur ab-
- (') La différence de phase d’une demi-onde qui se forme dans la réflexion lorsque le miroir S est formé d’une substance plus réfringente que le milieu dans lequel les rayons incident et réfléchi se propagent, ne modifie en rien ce qui précède.
- solue plus petit que a et est positif ou négatif suivant que l’angle d’incidence est plus petit ou plus grand que l’incidence principale (').
- Dans le cas où i est égale à l’incidence principale, l’ellipse a ses axes dirigés suivant o'x’ et o’y' et devient une circonférence pour une certaine valeur de a.
- Ceci posé, pour montrer les analogies existant entre les vibrations lumineuses et les vibrations électriques, j’écrirai vis-à-vis des propriétés connues des premières, celle que j’ai pu vérifier sur les secondes, en ajoutant seulement quelques éclaircissements sur la manière dont a été faite l’expérience.
- Réflexion Je la lainière polarisée.
- 1. Plan de polarisation du rayon incident perpendiculaire au plan de réflexion.
- L’intensité du rayon réfléchi diminue lorsque i croît jusqu’à l’incidence principale et augmente ensuite.
- Réflexion des oscillations hertziennes.
- 1. En employant un réfiec-teuren zinc, j’ai observé que l’éclat des étincelles du ré-sonateurprésenteles mêmes variations lorsque l’appareil est disposé comme sur la figure 2, c’est-à-dire lorsque l'oscillateur est perpendiculaire au plan de réflexion. Dans ces conditions l’inten-
- (') Cette analogie, qu’on n’a jamais, que je sache, mise en relief, peut se démontrer comme il suit :
- Soit 9 la différence de phase entre les deux composantes de la vibration réfléchie par un métal et prises respectivement suivant le plan de réflexion et perpendiculairement à ce plan; soit 11 le rapport entre les coefficients de réduction des amplitudes (coefficients que l’on désigne ordinairement par k et h).
- En cherchant l’azimut des axes de la vibration elliptique réfléchie on trouve :
- d’où
- tang a! ---
- tan g 2 a' =:
- 2n tang a cos 9
- 1 — «* tang2 a
- \/(i — îî2tang2al2-|-4a2tang2acos2ô—(1 — hHahgL)
- 2 n tang a cos a
- en prenant le signe du radical de façon à ce que la valeur de a, moindre que qUi satisfait à cette équation, désigne précisément l’azimut du grand axe de l’ellipse.
- On voit ainsi que a' est négatif si 9 est inférieur à — et
- positif si 9 est plus grand que-^. En outre,si l’on remarque qu’on a toujours
- n < 1 et cos 9 1,
- on reconnaît facilement que a' est, en valeurabsolue, plus petit que a. Donc, autant par son signe que par sa gran. deur relativement à a, a' se comporte comme dans le cas de la réflexion sur les corps transparents.
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- 2. Plan de polarisation parallèle au plan de réflexion.
- L’intensité du rayon réfléchi croît avec i.
- 3. Pour un angle d’incidence donné, le rayon réfléchi est d’une intensité plus grande lorsque le plan de polarisation du rayon incident coïncide avec le plan de réflexion que lorsque ces deux plans sont à angle droit (c’est-à-dire k<^h).
- L’accord des expériences magnétiques et électriques conduirait donc à admettre, contrairement aux résultats de MM. Trouton et Kle-mencicque la direction de la vibration de Fres-nel correspond à celle de la perturbation magnétique.
- Les expériences suivantes, dans lesquelles la vibration incidente est inclinée sur le plan de réflexion, portent à la même conclusion.
- sité de la radiation réfléchie diminue visiblement lorsque i augmente, croît de o à 72u environ: elle semble ensuite augmenter avec i.
- Avec le cuivre le phénomène est beaucoup plus net.
- 2. Lorsque l’axe de l’oscillateur est dans le plan d’incidence, l’éclat des étincelles du résonateur ne varie pas suffisamment avec i pour permettre d’affirmer que la radiation réfléchie a une intensité croissante avec i.
- 3. Les étincelles du résonateur sont plus vives dans le cas précédent (2e) que dans le premier (iu); il en résulte donc que l’intensité de la radiation réfléchie est plus grande lorsque l’oscillateur est dans le plan d’incidence que lorsqu’il est perpendiculaire à ce plan.
- Cette expérience fournit le moyen le plus simple pour décider de l’orientation du plan de polarisation des oscillations hertziennes, car on peut passer très rapidement du second cas au premier par une rotation de la planchette AE.
- On peut, par exemple, opérer ainsi : on place d’abord l’appareil comme dans la figure 1, et l’on affaiblit les radiations incidentes en rapprochant les deux boules du milieu de l’oscillateur jusqu’à ce que les étincelles du résonateur soient sur le point de disparaître. On tourne alors successivement de 900 la planchette et le résonateur de façon a ce,que ce dernier soit encore placé parallèlement aux vibrations qui lui arrivent: les étincelles deviennent très vives.
- Après avoir répété plusieurs fois l’expérience avec une plaque de zinc, j’ai employé le soufre. Le résultat m’a paru être le môme, quoique moins accentué.
- 4. Si la vibration incidente VW (fig. 2) fait avec oV un angle a « 45", la seconde des deux composantes suivantes of x' et o' y* de la vibration réfléchie est celle dont l’intensité est la plus grande.
- 5. Si la vibration incidente VW (fig. 2) forme un angle a avec la perpendiculaire au plan de réflexion, et si i est inférieur à l’incidence principale, la vibration réfléchie V’ W' (ou le grand axe de l’ellipse dans le cas de la réflexion sur les métaux) forme avec ladite perpendiculaire ory’ un angle a' négatif et plus petit que a. Cette vibration réfléchie se rapproche donc de la perpendiculaire au plan de réflexion.
- L’effet est d’autant plus prononcé que l’incidence est plus voisine que l’incidence principale (73° environ pour le zinc et 65° pour le soufre).
- Avec le cuivre l’expérience réussit encore mieux qu’avec le zinc.
- 4. Cette expérience équivaut à la troisième, mais elle est d’une exécution plus facile. Il suffit en effet de constater que les étincelles som plus vives lorsque le résonateur est placé parallèlement au plan de réflexion que dans le cas où il est placé perpendiculairement à ce plan.
- Avec le zinc, et surtout avec le cuivre, la différence est notable. Avec le soufre elle l’est beaucoup moins, et il faut que i soit assez grand pour obtenir un résultat certain.
- 5. Si l’on mesure l’angle a que l’oscillateur forme avec le plan de réflexion, c’est-à-dire celui que fait la direction de la force magnétique avec la perpendiculaire au plan de réflexion, on trouve que pour que le résonateur donne le maximum d’étincelles, fi faut l’incliner sur le plan de réflexion d’un angle V négatif et plus petit que rx lorsque l’incidence i est plus petite que 73". dans le cas du zinc.
- Dans ce cas encore, la direction de la vibration lumineuse correspond à celle de la force magnétique.
- Avec le soufre l’expérience est incertaine; mais
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- l’expérience suivante(6")m’a semblé réussir aussi bien avec le soufre qu’avec un métal.
- 6. Si l’on prend pour i un angle de 8o°, on trouve que l’angle a' de la vibration réfléchie avec o'y', mesuré comme dans l’expérience précédente est cette fois positif.
- 7. Les vibrations électriques réfléchies par la lame de zinc paraissent être elliptiques. Particulière -ment au voisinage de l’incidence principale, le résonateur donne des étincelles, même après l’avoir fait
- tourner d’un angle égal ~
- à partir de l’orientation qui donne le maximum d’étincelles.
- 8. Si l’incidence est égale à 73°, on peut trouver, avec le réflecteur en zinc, une valeur de a telle que le résonateur donne des étincelles également vives, quelle que Soit son orientation. On réussit donc ainsi à obtenir (pour la première fois je crois) des vibrations électriques circulaires. Je me propose de les obtenir également par une double réflexion totale dans un pa-rallélipipède de parafine.
- Les expériences précédentes, ou tout au moins celles de la réflexion métallique conduiraient donc à cette conclusion intéressante que le plan depolarisation des vibrations de Hertz passe par iaxe de Voscillateur ou encore que la vibration de Fresnel est dans la direction de la force magnétique.
- Les vibrations lumineuses seraient ainsi des vibrations magnétiques.
- Bien qu’il soit permis de supposer que les résultats obtenus par les physiciens déjà cités ont été influencés par cette circonstance que les miroirs employés étaient presque toujours très petits, et par suite que les phénomènes étaient compliqués d’effets de diffraction ou autres, et bien qu’on puisse mettre en ligne de compte certaines causes d’erreur que M. Klémencic a consciencieusement indiquées, je n’ose pas con-
- sidérer la question comme résolue. Je crois au contraire que, étant donnée son importance, elle mérite d’être étudiée encore, sans idée préconçue, autant que possible avec des appareils nouveaux et avec des miroirs beaucoup plus grands, par rapport à la longueur d’onde, que ceux que j’ai employés jusqu’à présent. Mais suspendant mes recherches pour quelque temps j’ai cru utile de faire connaître dès maintenant les principaux résultats que j’ai obtenus (j1).
- A.Righi.
- LES APPELS OMNIBUS
- DE LA MAISON BREGUET POUR TÉLÉGRAPHES ET TÉLÉPHONES
- Dans bien des cas, plusieurs points éloignés auraient avantage à être réunis entre eux par une ligne télégraphique ou téléphonique, mais le prix d’établissement d’une ligne pour chacun d’eux serait trop élevé eu égard aux services rendus. On a été ainsi conduit à créer des appareils, dits appels omnibus, qui permettent de relier plusieurs postes au moyen d’un seul fil de ligne tout en conservantà chaque poste la faculté d’appeler l’un quelconque des autres et de n’appeler que celui-là.
- Les appels inventés par le chef de service de la maison Breguet en vue de l’application aux chemins de fer sont d’une simplicité remarquable, et, depuis plusieurs années qu’ils sont en fonctionnement pratique, ils ont donné d’excellents résultats.
- L’appel omnibus pour appareils téléphoniques était facile à réaliser.
- Il se compose essentiellement d’une sorte de télégraphe à cadran muni de son manipulateur spécial et d’un poste téléphonique quelconque, ainsi que le représente notre figure 1. Chaque poste de ligne comprend un ensemble complet.
- Ces appels peuvent être établis pour un nombre indéterminé de stations; celui que réprésente notre gravure (fig. 1), est établi pour en desservir treize. Le cadran de l’indicateur est divisé en
- (>) Note présentée à Ut Reale Ac.cademia dei Lencei, août 1893.
- 6. Si i est. plus grand que l’incidence principale, «' devient positif
- 7. Le rayon réfléchi par les métaux est à vibrations elliptiques.
- 8. Si i est l’incidence principale pour une valeur particulière de a, le rayon réfléchi est A vibrations circulaires.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- quinze cases ; les treizes premières sont numérotées de i à i3; l’avant-dernière porte l’indication « occupée », et la dernière, l’indication « libre».
- A l’état de repos l’aiguille indicatrice est sur cette case. Si un des postes de la ligne veut appeler le poste représenté par le numéro i, il lui suffit d’appuyer une fois sur le bouton placé sur la droite du tableau. Toutes les aiguilles se portent sur la case numéro i du cadran, et seule la sonnerie du poste appelé retentit. Elle continue à sonner jusqu’à ce que l’employé de ce poste
- Fig. J
- vienne appuyer un nombre de fois suffisant sur le bouton d’appel, pour que toutes les aiguilles viennent sur la case « occupée ». A partir de ce moment, les deux postes sont en communication directe et peuvent parler sans qu’aucundes autres postes établis sur la même ligne puisse les entendre.
- Si, au lieu d’appeler le poste n" i,on avait eu à.demander la communication avec le poste n° 8, par exemple, il aurait suffit d’appuyer huit fois sur le tambour d’appel, les autres opérations restant les mêmes.
- Une fois la conversation terminée il suffit de
- ramener l’aiguille indicatrice sur la case « libre » en pressant une fois le bouton d’appel pour indiquer aux autres postes que la ligne a cessé d’être occupée et qu’ils peuvent s’appeler entre eux.
- La figure 2 permet de comprendre le fonctionnement de l’appareil.
- Tous les poste sont montés en dérivation sur le même fil de ligne.
- L L
- 0 6 <j> ^ o
- 11 l il 1 1 II
- Lorsqu’on presse sur le bouton M, la lame U vient fermer en m le circuit de la pile de ligne I1' dont un des pôles est à la terre en T. Au posLe d’appel, le courant de cette pile passe par l'élec-tro du relais R et de là se rend aux bornes /, / du fil de ligne. A tous les autres postes, la lame C étant au contact de la butée in\ le courant se dérive par l’électro R, dont l’autre extrémité est à la terre en T.
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- A tous les postes, le relais R attire donc son armature a, qui vient fermer en c le courant de la pile locale P'sur l’électro E. L’armature de celui-ci fait avancera chaque attraction, la roue dentée I d’une dent, comme le montre le dessin. L’axe de cette roue porte à son extrémité extérieure l’aiguille indicatrice ; il porte aussi une
- goupille métallique g non isolée; cette goupille est placée sur chaque appareil de telle sorte que lorsque l’aiguille est sur le numéro correspondant à cet appareil, elle vienne fermer, par son contact avec la lame élastique /, le circuit de la pile de sonnerie. D’après ce dispositif, on voit que pour chaque émission de courant, la sonnerie
- Fig. 3
- tintera, puisque l’aiguille fait le tour de tous les cadrans; mais elle ne sonnera qu’un coup pour tous les postes où l’aiguille ne fait que passer rapidement ; quand l’aiguille, au contraire, s’arrête en face du numéro du poste appelé,, la sonnerie de celui-ci vibrera jusqu’à ce que l’aiguille soit ramenée par l’employé appelé sur la case « occupée ».
- P3 est la pile du microphone.
- Pour l’appel télégraphique, le problème était
- plus compliqué. La figure 3 fait voir comment il a été résolu.
- Considérons d’abord le cas de l’appel.
- Chaque poste est muni, en outre des appareils télégraphiques ordinaires, d’un appel à cadran indicateur. Tous les postes sont montés en série.
- Une manette M permet de mettre le poste sur appel (A) ou sur télégraphe (T). A l’état de repos les manettes de tous les postes doivent être sur appel.
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- LA LUMIÈRE ELECTRIQUE
- Lorsqu’un courant émis par un correspondant quelconque arrive au poste considéré, il entre par la borne L, passe par l’électro-aimant polarisé R, et va, par c,, c%, M, A, L! se rendre au poste suivant. L’électro R attire son armature et ferme le circuit de la pile locale P, sur l’élec-tro-aimant E, par v, E, pu p.
- A chaque émission, la roue 1 avance donc d’une dent. Lorsque la goupille dont est muni son axe vient au contact de la lame élastique d, le circuit de la sonnerie se trouve fermé par i, Pi Pu Su S.
- Lorsque l’employé du poste appelé a accusé réception de l’appel en faisant venir l’aiguille de l’indicateur sur la case « occupée » ; il doit amener la manette M, en T et la conversation peut s’engager.
- En effet, le courant venant de la ligne par L passe par l’électro R, qui n’est plus actionné par suite du sens du courant, passe par c1; c2, ,M, T, Rl5 ml: m, pour aller en Lj, gagner les postes suivants et la terre.
- L’électro Rj attire son armature et ferme par o,! ru r, pu p et z, le circuit de la pile locale P, sur le récepteur.
- Pour provoquer un appel, tous les postes étant au repos, il suffit, de soulever au moyen du bouton d’appel les deux lames de contact t l qui viennent en c\ et c'2, fermer le courant de la pile de ligne, d’un part sur l’électro R qui fait fonctionner la roue I et les poste de droite, d’autre part, à travers la manette M et la résistance r sur les postes de gauche.
- La manœuvre de cet appel télégraphique est d’ailleurs la même que celle de l’appel téléphonique que nous avons décrit plus haut.
- Des appels de ce genre sont en usage courant sur plusieurs lignes de chemins de fer, notamment sur celles de la compagnie du Sud de la France et sur la ligne d’intérêt local de Troyes à Aix-en-Othe.
- G. Pellissier.
- SUR UN RHÉOSTAT POUR LAMPES A INCANDESCENCE
- Nous avons cru intéressant de rechercher expérimentalement la valeur économique d’un rhéostat en charbon destiné à régler la consom-
- mation des lampes à incandescence. Ce régulateur, fabriqué à New-York, est composé d’une touche mobile en cuivre A pouvant recouvrir sept contacts fixes B faits du même métal ; ces contacts sont réunis par des fils de cuivre à différents points d'une tige de charbon courbée en cercle. Le diamètre de cette tige est de 5 millimètres.
- L’appareil porte un couvercle percé de trous pour la ventilation, et le bras mobile est entraîné par un bouton en matière isolante comme le montre la figure i (1).
- On peut, en manipulant ce bouton, introduire
- Fig. i
- dans le circuit de la lampe une résistance plus ou moins grande.
- L’étude que nous avons consacrée à ce régulateur a pour but de déterminer pour chaque tronçon de charbon introduit dans le circuit de la lampe :
- r L’intensité du courant (ampères) qui traverse la lampe,
- 2° Le voltage aux bornes de la lampe,
- 3° Le pouvoir éclairant exprimé en bougies,
- 4° La résistance du tronçon de charbon introduit,
- 5° Les watts totaux consommés.
- Une batterie d’accumulateurs nous servant de source de courant, nous avons placé en série un ampèremètre Hartmann et Braun, le rhéostat à essayer, et une lampe à incandescence: aux bornes de la lampe un voltmètre Richard.
- (') Ce cliché nous a été obligeamment fourni par la maison Cadiot et C“.
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- Les instruments ont été vérifiés au préalable. L’intensité lumineuse correspondant à chaque touche nous a été donnée à l’aide d’observations faites avec le photomètre de Bunsen.
- Nous avons employé d’abord des lampes de 16 bougies à 110 volts.
- Gomme étalon nous avons pris une lampe à incandescence Siemens 110 volts, 16 bougies; la durée de nos recherches ne permet pas de supposer que le rendement lumineux de notre étalon ait varié pendant les expériences. Nous l’avons d’ailleurs vérifié avant et après les essais.
- Voici les résultats obtenus pour une des lampes essayées.
- 1“ touche. o,3 amp. IOO volts 3o watts 7,4 boug.
- 2 • — o,3 — ioo,5 — 3o,i5 — 8,5 —
- 3* — o,3o5 — 102,0 — 3i, 11 — 9,4 —
- 4’ — o,3' — io3,25 — 32,00 — io,3 —
- 5" — 0,32 — 104,75 — 33,52 — 10,6 —
- 6' — 0,325 — 108,25 — 38,i5 — 14,5 —
- Sur la septième touche le rhéostat en charbon est hors circuit.
- Les résultats ci-dessus sont une moyenne d’une série de 6 lampes.
- Nous avons ensuite essayé des lampes de 16 bougies, 65 volts.
- La lampe étalon était une Siemens de même valeur nominale.
- 1 * touche. 0,62 amp. 43,5 volts 26,97 watts 1,6 boug.
- 2' — o,65i — 46,0 — 29,95 — 2,5 —
- 3' — 0,690 — 49,0 — 33,8i — 3,8 -
- 4° — 0,725 — 5l,2 — 37,12 — 5,2 —
- 5" — 0,770 — 54,4 — 41,89 — 7,5 —
- 6” — 0,770 — 54,4 — 41,89 — 7,5 —
- 7" — 0,890 — 63,0 — 56,07 — 15,5 -
- Les lampes de 32 bougies 65 volts ont donné les résultats suivants :
- 1" touche. 1,06 amp. 42 volts 44,52 watts 1,2 boug.
- 2' — i 1,10 — 46 — 5o,6o — 2,5 —
- 3” — ] i, 18 — 49,2 — 58,06 — 4,o —
- 4" — 1 [,22 — 53,0 — 64,66 — 6,9 —
- 5" — i ,28 — 57,0 — 72,96 — 12,3 —
- 6' — 1 i ,28 — 57,0 — 72,98 — 12,3 —
- T — 1 1,42 — 95,0 — 89,60 — 3o,o —
- La résistance du filament de charbon â froid a été déterminée au pont de Wheatstone.
- Pour les sept touches nous avons obtenu successivement :
- 1° touche = 37,736 ohms.
- 2* — 28,293 —
- 3" — 23,576 —
- 4" — 17,925 —
- 5’ — il, 783 —
- 6“ — 11,783 —
- 7” — o,o85 —
- Nous avons songé à mesurer réchauffement du charbon en le mettant en contact avec des alliages fusibles à des températures connues. La difficulté de nous les procurer nous a arrêtés. En déposant de l’eau sur le charbon nous avons pu constater que pour l’intensité minima de
- Fig. 2
- courant relevée plus haut, c’est-à-dire o,3 ampère, la température est d’au moins ioo°.
- On remarquera d’après les tableaux ci-dessus que l’appareil est mal monté : les touches 5 et 6 correspondent a la même longueur de charbon.
- Economie. Prenons le cas d’une lampe de 32 bougies. L’intensité du courant descend de 1,42 à 1,06 ampère, soit o,36 ampère en moins.
- Naturellement ce n’est pas dans ce cas que l'appareil doit être employé, puisque l’on cherche à réduire la consommation. L'appareil a pour but de donner une lumière réduite, pouvant servir de veilleuse; dans le cas de la lampe de 3e,la consommation est encore de 1,06 ampère.
- 11 est plus économique de monter l’appareil avec une lampe de 16 bougies 110 volts. La consommation baisse de 0,025 ampère. Pendant 1000 heures cela fait 25 ampères-heure; l’ampère-heure coûtant 5 centimes, l’économie serait de i,25.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- L’appareil se vendant i5 francs, le capital serait amorti au bout de douze ans.
- Ce commutateur-rhéostat peut donc être d’une utilité réelle dans les habitations privées où l’on peut être amené à donner à sa source lumineuse des intensités différentes, en passant par tous les degrés. Mais s’il suffit d’installer sur le courant dont on dispose, une lampe devant simplement servir de veilleuse, le but pourra être atteint d’une façon beaucoup plus économique. La régulation parfaite nous manquera, mais notre appareil aura toutes les autres qualités du rhéostat au charbon : simplement construit, facilement relié, sécurité parfaite. Nous arrivons par un simple interrupteur à deux directions, à une économie d’installation et une économie de courant beaucoup plus grande.
- Voici la petite installation que nous proposons. Possédant une source de courant de 65
- volts, nous remplaçons le rhéostat précédent par un interrupteur à deux directions, sur lequel nous greffons deux lampes : l’une de 16 bougies 65 volts, l’autre de 16 bougies no volts. L’économie d’installation est réelle, en effet
- 2 lampes à 1,20 fr.... 2,40 fr.
- 2 soquets à 0,60 .... 1,20
- 1 interrupteur à deux directions. 1,00
- 1 planchette.................... 0,20
- 1/4 journée de travail à 6 fr.. i,5o
- Total... 0,3ofr.
- Economie i5 —6,3o — 8,70 fr.
- Quant à l’économie de courant elle est bien plus importante. Une lampe de 16 bougies 110 volts prend à la source de courant o,3 ampère. c’est-à-dire, o,5c5 ampère en moins qu’une
- même lampe à 65 volts. Pendant 1000 heures cela fait 5e5 ampères-heure et à o,o5 fr. l’ampère-heure comme précédemment, 26,25 fr.
- L’intensité lumineuse n’est que de o,3 bougie, mais elle suffit comme veilleuse; la lampe peut éclairer une horloge placée à une assez longue distance, et permet de trouver facilement l’interrupteur pour obtenir la pleine lumière^).
- G. VAN DER WALLEN DE FeRNIG.
- LA SOUDURE ÉLECTRIQUE (2)
- Les progrès de la soudure électrique sont loin de se ralentir aux États-Unis : on en a la preuve
- Fig-. 1 à 4. — Forge étampeuse Angrell et Burton (1891-1893). Élévation. Exemple d’étampag-e et détail du galet 25.
- dans les belles expositions faites à Chicago, no-
- (') Nous tenons à présenter ici nos remerciements à M. le professeur Félix Leconte pour les conseils qu i! a bien voulu nous donner au cours.de cette étude.
- (s) La Lumière Électrique du 10 février 1893.
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- tamment par YEleclricalForging C°, de Boston, qui exploite les procédés Ange II et Burton. Ces procédés, qui s’appliquent aussi bien à la forge et à l’étampage des métaux qu’à leur soudure, ont été décrits en détail dans mes précédents articles; je me contenterai de signaler les faits suivants, constatés par le correspondant de YEn-
- Fig. 5. — Détail des mâchoires.
- gineer Q à l’Exposition de Chicago. « On peut, au moyen des appareils Angellet Burton, porter à la température de forge, avec 42 chevaux et en 5 minutes 1/2, une barre de fer de 1 mètre de long sur 40 millimètres de côté, et, en une minute, avec 32 chevaux, une barre d’acier à outils
- de 20 millimètres de diamètre. On peut, dans la machine étampeuse circulaire porter au rouge, en une demi-minute et avec 28 chevaux, une
- Fig, G à 8. — Forge à bronze Burton (1891-1893).
- barre d’acier de 12 millimètres de diamètre, que la machine transforme en billes parfaite-
- — QOOOOO
- 1A
- Fig. 9 à 12. — Forges à liquide Angell et Burton.
- ment rondes. Dans une barre d’acier à outils de 40 millimètres de côté sur 200 millimètres de long, on constata que réchauffement se fait de l’intérieur vers l’extérieur de la barre; le métal s’écoulait fondu par un trou percé au bas dans
- l’axe de la barre, dont la surface était simplement au rouge. On monte actuellement deux installations, l’une au Canada, l’autre en Angleterre, pouvant porter au rouge en cinq minutes, avec une puissance de j5 à 100 chevaux, des barres de fer de i3o millimètres de côté et de 0,900 m. de long. »
- *) The Engineer, 14 juillet 1893, p. 33.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- La machine d’Angell et Burton, représentée par les figures i à 5, a pour but de forger ou d’étamper directement d’une bande d’acier ioo des lames telles par exemple que la lame de
- Fig-. i3 à )5. — Forges à
- 33, appuyés par leur poids sur la lame ioo, pi-votés sur les douilles isolantes 35, et qui reçoivent le courant des câbles 40,45, bifurqués de façon que les galets 3b soient alternativement
- Fig. 16. — Soudure autogène Coffin (1890-189.3).
- positifs et négatifs de chaque côté de la bande ioov Cette bande passe ensuite immédiatement sous l’étampeuse 5o, qui la découpe au rouge d’un seul coup.
- On sait avec quelle difficulté la plupart des bronzes et laitons, sujets à s’aigrir, se travaillent
- couteau (fig. 3) découpée du flan représenté en figure 2. A cet effet, la bande d’acier 100 est poussée à la main, sur le rouleau isolé 25, entre les galets de platine 36 des balanciers 3o, 3i,32,
- oidissement Burton (1893).
- à la forge à chaud ou à froid. Ces inconvénients ne se produiraient pas, paraît-il, avec les barres de bronze chauffées par l’électricité, et portées à
- ______y
- Fig. 17. — Soudure à l’arc Arnold et Hill (1893).
- l’intérieur à une température beaucoup plus élevée qu’à l’extérieur. L’appareil représenté par les figures 6 à 8 a été étudié par M. Burton spécialement pour le travail rapide de ces barres
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- *413
- de bronze. Elles y sont, comme en 20, saisies entre les gros balais lamellaires en cuivre 1,1..., appuyés sur la barre par leur élasticité et par les ressorts auxiliaires 5, 5, réglés, dans leurs attaches 3, au diamètre ou à l’équarissage des barres, et fixées aux cadres C et G', reliés respectivement aux bornes B et B' du transformateur circulaire AA', par leurs attaches c2c3, qui per-mettentd’en faire varier l’écartement. Les barres ainsi chauffées peuvent être forgées ou tordues comme l’indique la figure 8 sans perdre leur
- Fig. 18. — Soudure à deux arcs Howard (1892).
- ductilité. Il faut, pour assurer le succès de l’opération, que la température de la barre à l’extérieur ne dépasse pas le point de volatilisation du zinc, ou du moins que cette surface ne laisse pas suinter le métal fondu outrés chaud de l’intérieur.
- Avec l’appareil représenté par les figures 9 et 10, le métal se trouve chauffé dans un jet de liquide conducteur constitué par une dissolution de potasse ou de sel marin suffisamment concentrée (densités i,25 à i,3o à 20°). Cette dissolution est constamment puisée dans un baquet de plomb 10 par les augets 34 d’une roue en cuivre 40, qui la déversent dans un ajutage 91, au droit de la barre à souder 400. Le courant passe
- de 100 à 200 par les balais 25, la roue 40, le liquide, la barre à souder et son support 64. Le courant doit être tel qu’il se forme entre le métal et le liquide « un arc voltaïque ou une enveloppe gazeuse », il faut, par exemple, pour une barre de 12 millimètres de côté, un courant de 52 volts, 80 ampères. On obtiendrait ainsi une chauffe rapide, uniforme et très économique.
- L’appareil représenté par la figure 11 permet
- Fig. 19. — Trempe électrique Procunier (1891-1893).
- de faire tourner sous le jet d’eau alcalinisé la pièce saisie entre les deux plateaux 135. 145, rapprochés par les vis 124. 126 de leurs chariots. Il s’applique principalement au travail des pièces tubulaires, comme celles représentées en figure 12.
- Pour les grands appareils surtout, il est difficile de maintenir froids les conducteurs qui les relient aux transformateurs sans les pourvoir de quelque dispositif de refroidissement spécial. A cet effet, M. Burton a recours (fig. i3) à l’emploi d’un courant d’air ou d’eau refoulé par un ventilateur ou une pompe 160, soit dans l’inté-
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- rieur même de ces conducteurs tubulaires 3o-i3o, 40-140, soit autour d’eux par une gaine 120-135 (lig. i5) s’ils sont massifs.
- Dans l’appareil de M. Cofjîn, représenté en figure 16, les deux pièces à souder M M, isolées en I I, sont appuyées sur un cube O, de même matière qu’elles, et saisi entre les blocs de char-
- bon AA, qui reçoivent le courant en x et r, et que le bloc O met en court circuit.
- La soudure à l’arc paraît presque abandonnée aux Etats-Unis; néanmoins MM. Arnold et Hill en proposent l'emploi, principalement pour les métaux fusibles, tels que le plomb, mais avec l’interposition d’une résistance d’induction E
- Fig-, 20 et 21. — Fer à souder continu Meitzler (1893).
- tfig. 17). Cette résistance abaisse la tension à l’instant même où l’on ferme le circuit, aussitôt avant le jaillissement de l’arc, ce qui diminue les dangers provenant de la mise en court circuit par le contact du crayon soudeur 4; en outre, elle fournit quand on rompt ce circuit pour la formation de l’arc, un extra-courant de rupture qui s’ajoute à la force électromotrice du courant
- Fig’. 22 et 23. — Fera souder Jenkins (1893).
- 2-3 pour fournir la tension nécessaire au jaillissement de l’arc.
- Dans bien des cas, il faut, pour obtenir une soudure rapide et solide, laire jaillir l’arc des deux côtés de la pièce. C’est ce que fait M. Howard (fig. 18) pour la soudure des brides au moyen de deux charbons C C, reliés au pôle négatif du circuit, avec interposition de résistances E E, et disposés de chaque côté de la bride G du tuyau F, relié au pôle positif et monté sur un tour. Les résistances EE empêchent les deux arcs de trop s'influencer mutuellement.
- Nous avons déjà décrit plusieurs applications
- de l’électricité à la trempe des fils ou des bandes métalliques; la figure 19 représente l’un des derniers types d’appareils récemment proposés par M. Procunier pour tremper par l’électricité et d’une façon continue les fils d’acier. Le fil K
- Fig. 24 et 25. — Fer à souder Jenkins.
- se déroule de N en O par la garniture d’amiante E et le bain d'huile G au travers du tube de cuivre A, que chauffe le courant D D du transformateur L. Le bain G, à garniture capillaire I, est alimenté, par M, d’huile qui, passant autour du tube I, longe le fil en m, puis déborde de G en J. Le fil, abrité de l’air par la garniture E et le joint hydraulique F, et chauffé uniforme-
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- ment par A, est uniformément trempé par la circulation longitudinale et sans cesse renouvelée de l’huile en m. Le tube A est protégé du contact de l’atmosphère par une fourrure d’amiante C, qui rend sa température plus uniforme. On peut aussi chauffer le fil non par rayonnement mais directement, par le passage de l’électricité de g en I, suivant le fil indiqué en pointillé en Q.
- Le fer à souder continu de Meüzler (fig. 20 et 21) est chauffé par une résistance 10; il porte d’un côté un dévidoir 16, permettant de l’alimenter de soudure en 21' par la poussée du ruban 21, pendant que la mèche 20, emmaga-nisée en 15, lui fournit le liquide décapeur. Les
- Fig. 26. — Fer à souder à disques Jenkins (1893).
- tubes 17 et 10 peuvent facilement s’écarter, ainsi que les barillets i5 et 6, malgré les ressorts 25 et 26, qui les maintiennent pendant le travail dans la position indiquée.
- Le fer à souder de Jenkins représenté par les figures 22 et 23 est caractérisé par l’enroulement de son fil G autour d’un grand nombre de prismes métalliques Dr, solidaires de la pointe D, de manière à pouvoir employer ainsi une grande longueur de fils en enroulements parfaitement maintenus, séparés les uns des autres.
- On retrouve la même disposition dans les fers en forme de hachette (fig. 23 et 24), à un seul fil G, ou à plusieurs fils G G', permettant de graduer plus facilement ou de répartir â son gré la chaleur du fer.
- Dans le fer représenté par la figure 25 la résistance consiste, non pas en un fil, mais en une série de disques E, alternativement en
- cuivre et en charbon, serrés, entre les cuivre D et C, dans un tube de porcelaine B, renfermé à l’intérieur du fer A A'. L’un des fils du courant arrive au fer en G, et” l’autre au premier cuivre D, par la vis de serrage F, prise dans le bloc d’ardoise J.
- Gustave Richard.
- RECHERCHES RECENTES SUR I.A
- THÉORIE ÉLECTROMAGNÉTIQUE DE LA LUMIÈRE (')
- Variation des paramètres électriques. — Ceci établi, en faisant varier les six premières quantités, on obtient les équations suivantes (2) qui expriment que la relation (4) est satisfaite, en tenant compte des conditions (2) :
- » - S v| A. V + A (i) - 5! (|) + A [|f + o=S W j A. „ + f- (£)- A (t) + A [idi + „
- (4 a)
- Si le milieu est isolant, u —v = iv = o ; il résulte de ces trois équations, en différentiant
- (') La Lumière Electrique du 19 août 1893, p. 320.
- (s) Le calcul de la variation ne présente aucune difficulté. On distinguera trois cas :
- i° On a une puissance de la variable : la variation s’effectue immédiatement;
- 2° La variable est différentiée par rapport au temps : au moyen d’une intégration par parties, on introduira le terme complémentaire qui subsistera seul, le terme intégré disparaissant parce que les variations sont supposées milles en t„ et t, ;
- 3“ La variable est différentiée par rapport à l’espace : on procède encore par intégration par parties: il s’introduit une intégrale, étendue à une surface entourant tout le système, qui est nulle.
- Pour ces deux derniers cas, il faut remarquer que, la variation étant indépendante de toutes les différentiations, on peut placer le signe S avant ou après le signe de différentiation. On trouvera un exemple du calcul pour le troisième cas, dans le paragraphe : Electromagnétisme et Elasticité, de mon article cité plus haut sur la t théorie électromagnétique de la lumière.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- 416
- par rapport à :v\r,c les facteurs de S V, 8 V, 8 W :
- °=77 + 34-(“<7)^-(î?<i) + A(y*) (4a)
- ce qui est, comme l’on sait, la condition pour que la quantité d’électricité
- [o-, d.v. dy. J.v].
- reste invariable dans un volume du milieu qui entoure constamment le même point matériel.
- Dans un milieu non isolant, où u, v, w peuvent être différents de zéro, on trouve
- ~ Jad.v dy d .rj = ~ (|| + + |f) dx dy d z.
- équation bien connue qui se déduit de l’étude des courants de conduction.
- D’autre part, les variations de /, g, h donnent les équations suivantes :
- o = x +
- J
- A iij + ~ [a. U + p. V + jW1 '
- ]
- , Hr?u ?v-i r?u 3w i + PUr 3-*J + Y|.3s 3 x J
- o=Y+--ArS+è[“-u+p-v+ï-w]
- o = Z + —
- T3V 3W1 , l'3V 3U1)
- y[sz dy J + “ Ls -v dy\\
- J^ + [a.u+p.v + YW]
- , f3 W 3in „[2W 3VI)
- +
- DO
- Dans le cas où les forces électromotrices exté-térieures X, Y, Z sont nulles, ou de la forme
- ces équations en fournissent trois autres, quand on effectue les différentiations nécessaires pour éliminer la quantité [U.«+ v. p + W.vJ.
- On trouve :
- »=/,«)-&(*) H/,<•+'»+
- |^p(L-f-/)—+ -f- [Y(M-Q—a(N+ n
- [y(M+»/0-PN + «)] + ^[«(M+«i)-p'L+/)J-
- 0= ix (t) ~ hc (f ) + A\fï(N +n) +
- ^[a(N + «)-Y(L + /)]q--^[p(N + «)-ï(M+w)J
- (4 d)
- La première de ces équations peut s’écrire : £(TL_„N,j + Agi +
- 3
- 3 y
- 3 .
- “ + sr^ (r1 - « " n
- le second terme où A est en facteur est, d’après la première équation (2a) égal à st ; par suite, les équations (4 d) peuvent s’écrire :
- 1 ^ II 0 9--É- (*)+*&+• + 1
- 3 3 y (pL-«M) + ^ (y L— aN) }
- 3 (h \ 3 n'\ , um „ , I
- °=^(l )-3Y (7 )+Afe+PT+ [
- 3
- 3l (rM-pN) + Af («M-pL)jl
- 3 l} f\ 3 / h\ WN l
- “-sT-r r)-3^ (r)+Aîd7+T,+ 1 j
- 3 3.v («N-TL)+) ~r (?N-YM)j. |
- Les équations (4 a) et (4d) coïncident avec les équations (id) et (ib) qu’a données Hertz dans les Annales de Wiedemann, (t. LXI, p. 374) ('). Les notations concordent dans l’ensemble. Les constantes appelées ici s et g sont représentées dans Hertz par 4 n e et 4 7c 17.. De plus, les forces électromotrices X, Y, Z qui figurent ici sont celles que le système électromagnétique exerce vers l’extérieur et sont, par suite, de signe contraire à celui des forces que produisent les moments /, g, h. De même, au lieu des forces magnétiques (que Hertz représente par L, M, N) s’introduisent ici les moments magnétiques.
- 11 y a quelques différences dans la façon de considérer le magnétisme rémanent. Dans Hertz le magnétisme permanent aux pôles d’un aimant d’acier est traité de la même façon qu’une quantité constante amassée en ce point, comme l’électricité vraie dans un isolant. Quant à la distribution moléculaire on n’a pas alors, pas plus que dans les équations (4/) à en tenir compte; les lois contenues dans les équations (4e) s’expriment alors en considérant l’aimantation interne des aimants d’acier comme une aimantation temporaire produite par les masses polaires. Mais, pour établir la constance des masses polaires on est forcé de suivre une autre voie dans laquelle on maintient la propriété distinctive de l’aiman-
- (') La Lumière Electrique, t. XXXIX.
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 4M
- tation moléculaire permanente, d’être reconnaissable dans les parties de substance de même espèce qui sont situées entre les pôles.
- La fonction •]/ de l’équation (2e) peut se déduire des équations (4c) ; mais on n’obtient pas d’équation qui exprime plus qu’on ne déduit des équations de Maxwell par intégration.
- Variations de position. — Pour déterminer les forces pondéromotrices, il faut faire varier la position des points substantiels, c’est-à-dire les quantités j-, -4, Ç. Comme on l’a remarqué plus haut, ce ne sont plus U, V, W ; /, g, h, mais
- (U.D„r), (V. Dr), (W.Dz),
- (/. Dz. Ds), (g. Dz. D.v), (h. D.ï. Dr),
- qu’il faut traiter comme variables indépendantes, qui dans la variation des -, vj, Ç, doivent conserver une valeur constante (')• De plus, on a établi précédemment que £ et [/doivent rester constants pour chaque point substantiel, c et t pour chaque élément de volume. Ceci exige qu’il entre dans le volume élémentaire dx. dy. dz, d’autres points substantiels avec d’autres valeurs des quantités indiquées. Si on tient compte de ce fait, on peut effectuer l’intégration pour l’espace infini, par rapport aux éléments dx. dy. dz, comme précédemment; il suffit de multiplier le volume de l’élément par les variations qui correspondent aux changements produits par les nouvelles parties substantielles qui sont entrées dans cet élément.
- II faut d’abord évaluer les variations ainsi définies, qui ont trait aux grandeurs se rapportant à diverses espèces d’éléments substantiels.
- 1. Quantités dont les valeurs se rapportent à un point substantiel. — Elles comprennent les constantes diélectrique et magnétique de la substance £ et u.
- La variation possible de ces constantes par extension ou par compression de la substance n’est pas considérée dans les travaux de Maxwell et de Hertz; le but de Helmholtz étant seulement de retrouver leurs formules, il pose :
- 3 e ?e 3 e
- ° = 8* + âSï+fe’> + rz‘
- OU
- dX
- et de même
- û t* = — tt.
- V y S fl
- -V 5 3 y 0
- Se représentent la variation de la valeur de e au point x,y, z causée par le déplacement.
- 2. Quantités dont la valeur reste constante à l'intérieur d'un volume. — Nous considérons ici les quantités d’électricité vraie et de magnétisme vrai dont les densités sont désignées par a et -.
- Désignons par oj la variation de la densité au point x,y, z; nous avons
- o=e[a.£tvdrd=]:
- dxdydz J Zc +
- ! O- „ , c (7 C’J
- I £ "h -3 "h n r- ^
- A C J C .0
- + CT
- S (dx dy dz) 11 dx dy dz jJ
- S (dx. dy. dz) , t , J ,
- - ^ y - représente le quotient de la varia-
- tion de volume de l’élément dx. dy. dz dans le mouvement par le volume primitif dx. dy. dz; c’est-à-dire la dilatation cubique
- TL y il' + iz: .
- dx dy ^ dz’
- ces termes multipliés par z, fournissent les com-3 a
- pléments dès termes y \ etc. ; il vient finale-
- O X
- ment :
- 6 ~ h (’ '> ~ Ty (T| ~ Tz
- De même
- St = — yy- (^T)-^;hi")- ^ON). (5c)
- 3. Produits d'un vecteur par un élément de même direction. — Nous imposons la condition que, pour des valeurs quelconques de D.v, Djq Dz la variation du produit soit nulle :
- 8 j( U. D.v + V.D>- + W. Dz | =0
- (') C’est l’expression de l’hypothèse fondamentale de Hertz, d’après laquelle le mouvement seul ne déforme pas le champ électromagnétique par rapport aux cléments substantiels.
- La variation de U se composera de deux parties; l’une est due à la variation de coordonnées 3;, 2-4, 31 du point de l’espace considéré; l'autre à la variation de longueur de l’élément linéaire.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- Les projections sur les trois axes de Da;, Dj, Ds varient de
- 8 D -V = ^ 1XV + Dr + t>=
- 3b;
- 6 Dr = ^7 D.V+ YY1 Dr + YY D;
- 8 D; = D.vf »»' + ^T" 1)2 ? .v J1 y 3 s
- (Ga)
- Le second membre de chaque équation est la différence des quantités dont se sont déplacées sur chacun des axes, les projections des extrémités du vecteur. Introduisons ces valeurs dans l’équation (6), il viendra
- 8u.D.V+ugÿD.v+^^+|ÿDs)
- + SV. Dr 4- v D.V+ Dr + ! D s)
- + SW. Ds + W (1^ D.v+ D.r+||Ç D sj =o.
- ce qui peut s’écrire
- ments que doivent subir au point x,y, % et dans son voisinage les valeurs des composantes II, Y, W pour que la quantité dont la variation est nulle d’après l’équation (6) ne change pas. Si les variations ainsi calculées se produisent d’une façon continue avec une vitesse continue dans l’intervalle de temps S/, il vient
- ,ri__ £fU„ .
- oL = -j-.- o l a l
- £ l— L-ri 8 / = aS/
- 8ç = 5-/8/:=ï8/-
- Si on pose
- d Ul _ d U
- _d t J ~ d t
- g J.[üa + vp+ WTJ
- H"
- avi , \d v s wi
- 3.vJ+ U3Y“3rJ
- u^+vîg'
- 3 .v 3 .v
- + W
- Cette équation’ devant être satisfaite, quelque soient Dx, Dj, De, les1 coefficients de chacune de ces quantités devront être nuis, ce qui donne la seconde partie de la variation SU. Si nous y ajoutons la première, il viendra :
- — 8 U = U + V -EL + \V YY?
- 3 .v r 3 y 3 e
- , , 3 U , „ 5U , . 3V
- + 'J « + 0 T' ÿÿ + 0 ’ grr >
- ? V
- ou, en ajoutant et retranchant les termes Sr, -y— J-VSW
- -6U=À[U5S +V6ï, + W8ç]
- ,» pu 3 VT T3 U 3 W]
- + 5t' l7ÿ ~ 3 ivj +C? 1.3 s “ 3v J’
- — 6V= ^ [lîSÇ + V8r, + \V8c]
- — SW— -Y |\j S ï + V S r, + W 8; J
- , „ [ 3 W 3 U1 r 3 W 3 VI
- + oç LaY - 3e J +0Ha7 - TEl
- et des expressions analogues pour les autres composantes, on a :
- dui __ rd v|
- 7dl J ~ ldl\
- rd wi
- L d / J
- =o;
- ce sont les conditions exigées par l’équation ((>) pour que les variations de la quantité [U. D.v -|- V. Dp -j- W. Ds], qui ne sont dues qu’aux changements de position, soient nulles.
- Si les quantités j 'jf j. [Y.],
- sont pas nulles, leurs valeurs représentent évidemment les accroissements que subissent les quantités V,V, W indépendamment de la variation de longueur de l’élément D s et qui figurent dans les équations (4c) que l’on peut par suite écrire :
- (A suivre).
- C. RaVeau.
- Les quantités SU, 3V, SW sont les accroisse-
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- •419
- HISTOIRE CHRONOLOGIQUE
- DE L’ÉLECTRICITÉ, DU GALVANISME, DU MAGNÉTISME ET DU TÉLÉGRAPHE (')•
- 1820. Fresnel (Augustin-Jean), un des plus célèbres mathématiciens et physiciens français, publie ses expériences de décomposition de l’eau au moyen d’un aimant. Il produit un courant dans un solénoïde électromagnétique renfermant un aimant, et en plongeant les extrémités du fil dans l’eau, il observe plusieurs effets remarquables qui se trouvent décrits dans les Annales de Chimie et de Physique (série II, t. XV, p. 219).
- Voir pour les autres parties de l’œuvre importante de Fresnel, VÉloge de Fresnel par Arago. dans ses Œuvres, t. I.
- 1820. Laplace (Pierre Simon, marquis de), astronome et mathématicien des plus éminents suggère l’emploi pour la télégraphie de l’aiguille aimantée suspendue à l’intérieur d’un multiplicateur de fil, à laplace du voltamètre de Sœm-mering. Cette idée fut présentée à l’Académie des sciences, le 2 octobre 1820, par Ampère.
- Laplace est surtout connu pour son Traité de mécanique céleste, ouvrage qui occupe le même rang que les Principia de Newton, et qui est considéré comme le glorieux couronnement de la carrière scientifique de son auteur. Un autre ouvrage important de Laplace est la Théorie analytique des probabilités, traité le plus approfondi qui ait paru sur le sujet, puis son Système du monde qu'Arago appelle l’un des plus beaux monuments de la langue française.
- Le professeur Nichol appelle Laplace « le géomètre titanesque », M. Airy le nomme « le plus grand mathématicien du passé ».
- Laplace avait écrit en collaboration avec Lavoisier un traité « Sur l’électricité qu’absorbent les corps en se réduisant en vapeur ». Le professeur Denison Olmstead, en traitant de l’origine de l'électricité atmosphérique, dit : « Parmi les sources connues de cet agent, aucune ne semble plus vraisemblable que l’évaporation et la condensation de la vapeur d'eau. Nous nous
- (') Tous droits réservés.
- (s) La Lumière Electrique du oO août 1 S-j.3, p. 3.jC.
- basons sur l’autorité de deux des philosophes les plus précis, Lavoisier et Laplace, pour affirmer que des corps solides ou liquides en passant à l’état de vapeur manifestent des indices non équivoques de la présence d’électricité positive ou négative ». Toutefois, ajoute-t-il, « M. Pouil-let a publié récemment des expériences qui semblent confirmer la théorie de Volta de la mise en liberté de l’électricité par l’évaporation. Il a montré que ce phénomène ne se produit que lorsque des combinaisons chimiques ont lieu. Mais nous ne devons rejeter qu’après mûr examen des résultats obtenus par des expérimentateurs comme Lavoisier et Laplace, surtout lorsqu’ils sont confirmés par le témoignage de Volta et de Saussure.
- 1820. Sir Richard Philips communique au PhilosophicalMagazine un mémoire intéressant intitulé : « L’électricité et le galvanisme expliqués d’après la théorie mécanique de la matière et du mouvement ».
- Après avoir passé en revue les théories alors existantes il conclut ainsi : « L’électricité ne fait pas exception aux principes généraux de la matière et du mouvement, et en ce qui concerne particulièrement le galvanisme je me contenterai d’observer que ce n’est que de l’électricité accélérée, le fluide interposé se décomposant probablement et engendrant le pouvoir électrique chaque terme de la série des plaques étant une nouvelle impulsion qui s'ajoute aux précédentes, jusqu’à ce que le terme final soit accéléré, comme il en est d’un corps tombant sous l’in-liuence de la gravité, ou d’un mQrceau de fer que l’on chauffe au rouge en accélérant le mouvement atomique par les percussions répétées d’un marteau.
- 1820. Brewster (sir David), naturaliste et écrivain anglais, qui venait de fonder YEdinburgh Philosophical Journal, en collaboration avec le professeur Robert Jameson, annonce sa découverte de l’existence de deux pôles de plus grand froid, opposés au pôle nord de la terre. Cette découverte l’amena, avec d’autres auteurs, à admettre la possibilité d’une relation entre les pôles magnétiques et ceux de grand froid maximum, et il s’exprime ainsi à ce sujet :
- « Imparfaite comme elle est, l’analogie entre les centres isothermiques et magnétiques est trop importante pour ne pas devoir être remarquée. Leurs coïncidences locales sont suffisait!-
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- ment remarquables, et il serait imprudent d’affirmer qu’il n’y a entre eux qu’une coïncidence accidentelle; si nous possédions autant de mesures de la température moyenne que nous en avons en ce qui concerne la variation de l’aiguille aimantée, nous pourrions déterminer si les pôles isothermiques sont fixes ou mobiles. »
- Sir David Brewster pensait que le magnétisme de notre globe dépendait en grande partie de courants électromagnétiques ou plutôt thermomagnétiques, comme il les nomme. L’hypothèse électromagnétique était défendue par le professeur Barlow dans son mémoire « Sur l’origine électrique de tous les phénomènes de magnétisme terrestre », qu’il communiqua aux Philosophical transactions de 1831.
- Comme nous l’avons déjà indiqué (voir 1717, Lémery), sir David Brewster avait découvert la pyro-électricité du diamant, de l’améthyste, etc.
- Brewster fit de remarquables observations sur la nature de la lumière électrique; ses recherches étaient faites dans la même voie que celles de Fraunhofer, par l’observation des raies brillantes et obscures du spectre obtenu à l’aide d’un prisme.
- En i83i, parurent son Traité de l'optique, sa Vie de sir Isaac Newton, et ses Lettres sur la magie naturelle. C’est dans ce dernier ouvrage qu’il entrevoit des machines parlantes automatiques, et prédit qu’avant qu’un siècle ne se soit écoulé une machine parlante et chantante fera partie des conquêtes de la science.
- Les autres traités scientifiques de Brewster sont trop nombreux et couvrent un champ trop étendu pour que nous puissions les énumérer ici. Le Catalogue of Scienlifical Papers oflhe Royal Society donne les titres de 299 contributions de ce savant sur des sujets importants. Il parut des mémoires signés de lui dans toutes les publications scientifiques. L’Académie des sciences française le nomma associé étranger en remplacement de Berzelius. Conjointement avec Davy, Ilerschel et Babbage, il fonda l’Association britannique en 1831. Le roi Guillaume IV lui décerna diverses distinctions honorifiques, et les universités anglaises et écossaises, lui donnèrent de nombreux témoignages de sympathie.
- En 1808 il avait entrepris la publication de Y Edinburgh Encyclopedia of Science, Littérature and Arts, qu’il continua pendant vingt-deux ans. Puis il s’occupa de la publication de
- Y Edinburgh Journal of Science et du London and Edinburgh Philosophical Magazine and Journal.
- 1820. Fischer (Georges), qui accompagna le capitaine David Buchan dans son voyage aux régions arctiques, découvre la véritable cause des perturbations dans la marche des chronomètres marins. Il observa que ces instruments à bord de certains navires marchaient autrement qu’à terre, même quand les navires étaient pris dans les glaces et ne pouvaient être soumis à des oscillations. Il trouva que cet effet ne pouvait être attribué qu’à l’action magnétique des masses de fer du navire sur le balancier en acier des chronomètres. Une influence analogue était exercée par des aimants placés dans le Voisinage. Cette conclusion fut confirmée par les expériences faites à ce sujet par Barlow, qui établit que des masses de fer dépourvues de magnétisme permanent exerçaient un effet perturbateur sur la marche des chronomètres placés dans différentes positions par rapport à ces masses.
- M. George Thomas Fischer (1822-1847) est l’auteur d’un Traité pratique d’électricité médicale.
- 1820. Bonnvcastle (Charles), professeur de mathématiques à l’université de Virginie, a étudié la distribution des fluides magnétiques dans les masses de fer, et les déviations qu’ils produisent dans les boussoles placées dans le voisinage..
- Il fait allusion aux publications de Barlow sur les attractions magnétiques de sphères de fer, et aux vues de Young sur le même sujet. Le principe dont il part est « une extension de la loi qui régit l’action de corps électrifiés sur des conducteurs, loi donnée par Poisson en 1811 étayant servi à déterminer la distribution des fluides électriques sur des sphères qui s’attirent... »
- 1820. Mitscherlich (Eilhert), professeur de chimie à l’université de Berlin, découvre l'isomorphisme, et montre que des corps contenant des éléments électropositifs très différents ne peuvent être distingués entre eux; qu’il est donc impossible de les séparer dans la classification générale, et que le premier système de Berzélius est conséquemment à remanier.
- En d’autres termes, Mitscherlich fut le premier à appeler l’attention sur le fait que deux corps ayant la même composition peuvent affec-
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
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- ter des formes différentes; Berzélius donna à cette loi le nom d’isomérie.
- Sir John Herschel mentionne particulièrement dans son Traité de la lumière, l’expérience remarquable faite par Mitscherlich sur le sulfate de chaux, sur l’altération de sa couleur par l’effet de la chaleur, phénomène observé la première fois par Fresnel. Cette expérience fut répétée par sir David Brewster, qui trouva dans la glaubérite des propriétés très curieuses à ce point de vue.
- 1820. Harris (Wm. Snow), membre du College of Surgeons, propose à l’Amirauté britannique son système de parafoudre, décrit dans les Philosophical Transactions, t. LX,p. 231. En 1823, il publia ses Observations sur les effets de la foudre., et sur les moyens de protection des vaisseaux et des habitations.
- Ses recherches étaient dirigées contre certaines erreurs populaires relatives aux conducteurs et non-conducteurs de l’électricité. Elles montrent l’inutilité de l’ancienne forme de paratonnerre, et la nécessité de relier tous les corps métalliques d’une construction avec la terre. C’est d’après ces principes que les navires de la marine britannique sont protégés contre la foudre; les mâts mêmes ont été rendus conducteurs en les garnissant de larges plaques de cuivre en relation avec la mer.
- Harris introduisit, un des premiers, les mesures quantitatives précises dans le domaine de l’électricité statique; l’hydro-électromètre et la balance permettant de mesurer les attractions furent employés par lui. Le thermo-électromètre mesurant la chaleur développée par une quantité donnée d’électricité est également un instrument remarquable. Mais le dispositif le plus utile que Harris ait inventé est la suspension bifilaire, dont il s’est servi avec succès dans ses recherches sur les forces électriques. Ses mémoires sur ce sujet ont paru en 1825 et 1828.
- En 1827, Harris publia dans les Transactions of the Royal Society of Edinburgli, son mémoire intitulé : « Recherches expérimentales sur les lois des forces magnétiques », suivi de deux autres mémoires sur « L’influence des écrans sur l’action magnétique » et sur « la détermination de la force attractive d’un aimant. »
- Enfin, en 1843, parut son ouvrage bien connu Sur la nature des orages.
- 1820. Œrsted (Hans Christian) (1777-1851),
- professeur à l’Ecole polytechnique de Copenhague, fait connaître dans un écrit de quatre pages intitulé : Expérimenta circa efficaciam confl ictus eleclrici in acum magne ticum sa grande découverte de la relation intime existant entre l’électricité et le magnétisme. Il pose ainsi la fondation de la science de l’éleclromagnélisme, qui reçut ensuite un développement si considérable par Ampère et Faraday.
- Après avoir obtenu le grade de docteur en 1799, il avait porté son attention sur le galvanisme, et en 1800 fait d’importantes découvertes relatives à l’action des acides dans la production de l’électricité galvanique. A son retour d’un voyage en France et en Allemagne (i8oi-i8o3), il avait fait des cours sur l’électricité et publié divers essais dans des publications allemandes et françaises. 11 avait visité de nouveau l’Allemagne en 1812, et sur les conseils de Karsten Niebuhr, publié l’ouvrage, dont la traduction, par M. Marcel de Serres, porte le titre de Recherches sur l'identité des forces chimiques et électriques. Cet ouvrage fut édité à Paris en i8i3 (et non en 1807, comme l’ont écrit quelques auteurs); il ouvrit la voie à l’identification de l’électricité, du galvanisme et du magnétisme.
- Les essais jusqu’alors tentés sur des piles dont les pôles n’étaient pas reliés entre eux n’avaient pu démontrer l’existence d’une action magnétique ; il fut réservé à Œrsted de montrer que c’est l’électricité en mouvement qui engendre le magnétisme, et qu’un fil traversé par un courant, non seulement déviait l’aiguille aimantée, mais était lui-même influencé par un aimant.
- Pendant qu’il faisait son cours, Œrsted eut un jour l’idée de vérifier la théorie qu’il méditait depuis longtemps, en plaçant une aiguille aimantée sous l’influence d’un fil unissant les extrémités d’une pile deVolta. « En galvanisme, dit-il, la force est plus latente qu’en électricité, et elle l’est encore plus en magnétisme; il est donc nécessaire d’essayer si l’électricité n’affecte pas l’aiguille aimantée. » Il fit l’expérience sur-le-champ et trouva que l’aiguille tendait à se diriger à angle droit avec le fil.
- Jusqu’alors la relation entre le magnétisme n’avait été que soupçonnée. Durant plusieurs mois Œrsted continua ses recherches, et il fit connaître sa découverte en juillet 1820 par la brochure dont nous avons donné plus haut le titre.
- Cette découverte, qui excita naturellement
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- J 22
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- l’admiration du monde scientifique, plaça son auteur au premier rang des savants, le desideratum d'une expression claire de l’alliance manifeste entre l’électricité et le magnétisme ayant été ressenti universellement. (Ersted reçut de l’Institut de France le prix qui avait récompensé les belles découvertes de Davy. Ses expériences furent répétées devant l’Académie des sciences, le ii septembre 1820, par De la Rive, et sept jours plus tard Ampère fit connaître la loi de l’électromagnétisme.
- Les nombreuses investigations effectuées par Œrsted dans diverses branches de la science sont décrites dans un grand nombre d’ouvrages scientifiques païus entre '820 et 1860. (Voir aussi La Lumière Électrique du 19 mars 1887, p. 593, et du 3i octobre 1 Sc,i, p. 201, etc.). La plus remarquable de toutes, après celle dont nous venons de parler, se rattache à la thermoélectricité, qu’il étudia avec Fourier.
- 1820. Ampère (André-Marie) (1775-1836), l’un des philosophes les plus distingués de ce siècle, professeur de mathématiques à l’École polytechnique, puis professeur de physique au Collège de France, lit devant l’Académie royale des sciences, les 18 et 25 septembre, 9 et i3 octobre, et 6 novembre 1820, des notes contenant un exposé complet des phénomènes de l'èleclro-dynamique. Ces notes furent rassemblées plus tard dans son Recueil d'observations... (Paris, 1822), et reçurent de nouveaux développements en 1824 et 1826, dans ses mémoires sur la Théorie des phénomènes èleclrodynautiques.
- La nouvelle de la découverte d’CErsted fut reçue en juillet 1820, et les recherches furent immédiatement continuées par Ampère, Arago, Biot, Savart, en France, et par Berzélius, Davy, De la Rive, Cumming, Faraday, Joseph Ifenry, Schweigger, Seebeck, Sturgeon, Nobili et d’autres. De tous ces savants. Ampère s’occupa le plus activement de la question, et trois mois après l’annonce de la découverte de l’électro-magnétisme, son premier mémoire sur le sujet fut rendu public à Paris (18 septembre 1820).
- Dans ce premier mémoire, Ampère expose la loi déterminant la direction de l’aiguille aimantées ,p~r rapport au courant électrique, et donne sa règle bien connue. Il décrit des expériences qu’il avait l'intention de faire avec des fils enroulés en hélices, et prédit très justement que ces hélices doivent avoir les propriétés des ai-
- mants pendant le passage du courant électrique. Dans ce môme mémoire, il expose sa théorie de l’aimant basée sur l’hypothèse de l’existence de courants circulant autour des molécules de l’acier.
- Ampère construisit ses hélices et ses spirales, et à l’étonnement du monde savant il créa ainsi des aimants formés simplement de bobines de fil de cuivre traversés par des courants électriques.
- On s’imagine aisément l’intérêt considérable que suscita cette découverte, découverte qui fit dire à Arago: «Qu’auraient pensé Newton, Mal-lev, Dufay, Epinus, Franklin et Coulomb, si on leuravait prédit qu’un jour viendrait où le navigateur pourrait régler le cours de son navire sans la boussole et seulement à l’aide de courants électriques? ».
- « Le vaste champ des sciences physiques, dit Arago, n’a peut-être jamais présenté une découverte aussi brillante, conçue, vérifiée et complétée aussi promptement. »
- Ampère fut ainsi l’auteur d’une belle et compréhensible généralisation qui, ioin de renfermer seulement les phénomènes présentés par les combinaisons d’Œrsted, mit également en lumière des forces existant dans des dispositions déjà familières, mais qui ne purent être décelées qu’à la faveur de la nouvelle théorie. Sa théorie électrodynamique a été jugée digne, en ce qui concerne la logique de sa démonstration, de prendre place à côté des Principia de Newton; elle lui valut le titre de Newton de l’électrodynamique.
- Les expériences d’CErsted et d’Ampère furent étendues par de nombreux savants, parmi lesquels nous citerons : Yelin, Brockman, Van Beek, De la Rive, Moll, Nobili, Barlow et Cumming. Ce dernier construisit le premier galvanomètre asiatique. Julius Konrad Yelin (1771-1826), mathématicien allemand, établit plus tard que l’électricité d’une machine ordinaire en traversant une hélice de fil produit aussi des effets d’aimantation.
- Dans son second mémoire, du 25 septembre, Ampère fait connaître les résultats de ses expé-jiences sur les attractions et répulsions mutuelles des courants électriques. Il montre que deux courants parallèles de même sens s’attirent, et qu’ils se repoussent quand ils sont de sens opposés. Il établit ainsi la seconde loi l'on-
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- damentale de l’électrodynamique. Il propose également dans ce mémoire, l’hypothèse de courants électriques circulant de l’est à l’ouest autour du globe dans des plans perpendiculaires à la direction de l’aiguille aimantée, pour rendre compte des phénomènes de magnétisme terrestre.
- Dans son troisième mémoire, du 9 octobre, il étudie les propriétés des courants transmis à travers des tils formant des courbes fermées ou des figures géométriques.
- De nombreux mémoires suivirent et occupèrent presque toutes les séances de l’Académie depuis le 4 décembre 1820 jusqu’au i5 janvier 1821 ; tous contiennent des confirmations des théories émises et soumettent les phénomènes de l’électromagnétisme à l’analyse mathématique.
- C'est Ampère qui inventa l’aiguille astatique ( Annales de Chimie et de Physique, t. XV11I, p. 320). C’est lui aussi qui proposa d’appliquer la découverte d’Œrsted à la télégraphie en substituant la déviation de l’aiguille aimantée sous l’action de courants électriques à la répulsion des balles de sureau de l’électroscope. Ampère ne parle pas d’entourer l’aiguille de bobines de fils, comme on l’a si souvent dit. Il ne pouvait connaître le mémoire de Schweigger qui, quoique lu à Halle le 16 septembre 1820, ne lut publié qu’au mois de novembre suivant (Voir La Lumière Electrique du 3i octobre 1891, p. 202, et du 18 juillet 1891, p. 148).
- 1820. Arago ( Dominique - François - Jean), célèbre astronome, physicien et homme d’État français (1786-1853), qui, à l’âge de vingt-trois ans. avait succédé à Lalande à l’Académie des sciences et à Monge dans la chaire d’analyse mathématique à l’Ecole polytechnique, et qui, avec Gay-Lussac, avait fondé en 1816 les Annales de Chimie et de Physique, communique à l’Institut, le 25 septembre 1820, sa découverte de l’aimantation du fer et de l’acier par le courant électrique. Il construisit une bobine de fil, dans l’axe de laquelle il plaça une aiguille. En reliant les extrémités de la bobine aux pôles d’une batterie, il montra que le courant n’agit pas seulement sur des corps déjà aimantés, mais peut aussi développer l’aimantation dans des corps neutres. En employant du fer doux, le magnétisme communiqué n’était que temporaire, et en répétant les expériences sous une
- forme modifiée, Arago réussit à aimanter d’une façon permanente des aiguilles d’acier.
- Le mémoire d’Arago parut dans les Annales de Chimie et de Physique, t. XV, p. q3, et l’on dit qu’à la même époque, le D1' Seebeck présenta des résultats semblables à l’Académie de Berlin et que sir Ilumphrey Davy fit la même découverte, dont il avisa le Dr Wollaston, le 12 novembre 1820. Il a déjà été question de ce fait au paragraphe 1801, Davy, où nous avons dit que l’expérience de Davy consiste à faire attirer de la limaille de fer par le fil conducteur. C’est du même phénomène qu’était parti Arago ; voyant que les limailles étaient soulevées avant de toucher le fil, il conclut que chaque particule de fer était convertie en un petit aimant ; c’est ce qui le conduisit à la découverte de l’induction magnétique.
- Un fait digne de remarque, à propos des expériences d’Arago et d’Ampère, est que pour éviter les dérivations latérales du courant dans la bobine, le fil était isolé; d’abord par une couche de vernis, plus tard par un enroulement de soie ou de coton.
- Le 22 novembre 1824, Arago annonça à l’Académie des sciences sa découverte des actions magnétiques obtenues par la rotation de corps conducteurs. Il observa les oscillations d’une aiguille aimantée voisine d’un corps conducteur tel que l’eau ou une plaque métallique diminuaient rapidement d’amplitude, comme si l’aiguille se mouvait dans un milieu résistant, et remarqua aussi que le nombre d'oscillations dans un même laps de temps était toujours le même. Il fit alors tourner un disque de cuivre au-dessous d’une aiguille aimantée' librement suspendue, et trouva que celle-ci tendait à suivre le disque dans sa rotation, et qu’en augmentant la vitesse de rotation, la déviation de l’aiguille augmente. En décrivant ce phénomène, Arago indique qu’il se produit avec toutes sortes de substances solides, liquides et même avec des gaz, mais que l’intensité dépend de la nature des corps.
- L’action des corps non métalliques fut niée par les savants italiens, entre autres par Nobili. mais fut affirmée à nouveau dans les notes qu’Arago présenta à l’Académie en juillet 1826.
- Poisson ayant affirmé, dans son mémoire « Sur la théorie du magnétisme en mouvement », que Coulomb avait reconnu les pro-
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- priétés magnétiques dans tous les corps, indépendamment du fer qu’ils peuvent contenir, Arago observa que l’idée de Coulomb était totalement différente de la sienne, en ce sens que Coulomb pensait qu’une quantité de fer trop faible pour que l’analyse chimique pût la déceler était néanmoins capable de produire, dans les corps dont elle fait partie, des effets magnétiques appréciables.
- Thénard et Laplace confirmèrent cette remarque, et Poisson supprima son assertion qui, dit-il, avait été faite sans y attacher de l’importance. Brewster dit que pour rendre justice à Coulomb il est nécessaire d’ajouter qu’il a indéniablement découvert que « tous les corps, organiques ou inorganiques, sont sensibles à l’influence magnétique ».
- Biot a fait remarquer qu’il y a deux façons de comprendre ce fait : c’est, ou bien que « toutes les substances de la nature sont susceptibles d’aimantation, ou bien qu’elles contiennent toutes du fer ou d’autres métaux magnétiques qui leur communiquent leurs propriétés ».
- Arago fit des recherches relatives à l’influence des aurores boréales sur l’aiguille, aux variations de celle-ci, à la nature des météores, de la foudre, de la lumière zodiacale, des atomes magnétiques, etc., etc., qui sont admirablement exposées dans l’œuvre de Humboldt. Celui-ci remarque qu’Arago nous a laissé un trésor d’observations magnétiques (jusqu’à 52000 mesures), effectuées de 181S à 1835, qui ont été soigneusement éditées par M. Fedor Thoman et publiées dans les Œuvres complètes de François Arago (t. IV, p. 498).
- Il resterait beaucoup à dire du mémoire présenté par Arago à l’Académie en 1811, et qui a révélé la polarisation chromatique. Notons seulement que de l’avis de Humboldt la découverte des deux sortes de polarisation de la lumière peut être considérée comme la plus brillante de ce siècle.
- En 1818, Arago fut élu membre de la Société Royale de Londres, de la Royal Astronomical Society, et nommé membre du Bureau des longitudes. En 1822, il devint secrétaire perpétuel de l’Académie, et huit ans plus tard, directeur de l’Observatoire de Paris. La médaille Copley, qui lui fut décernée en 1825, n’avait jamais été conférée à un savant français.
- C’est sur la demande instante d’Arago que fut
- commencée la publication dans Y Annuaire du Bureau des Longitudes des, intéressantes notices scientifiques dont il l’enrichit jusqu’à sa mort ; C’est également à Arago qu’on doit la publication des Comptes rendus hebdomadaires de l’Académie des Sciences.
- P.-F. Mottelay.
- CHRONIQUE' ET REVUE
- DE LA PRESSE INDUSTRIELLE
- Trieur électro-magnétique Sanders et Thomson (1893).
- Ce trieur est constitué par un long électroaimant C2, dont les pôles m2 ets2 affleurent une planche F2, inclinée de 70° environ sur l’hori-
- Fig. 1 à 3. — Trieur Sanders et Thomson.
- zontale : le minerai, amené en g2 par deux trémies, roule sur les pôles n-,s2, en se séparant progressivement de sa gangue, qui se recueille en k2. Les pôles n2et s2 doivent être assez écartés
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- pour que les poussières magnétiques ne puissent pas se rejoindre de l’un à l’autre.
- G. R.
- Montages électriques Dorman et Smith (1893).
- Dans ces montures, les parties métalliques b2b3 sont fixées par des goupilles e2 eâ filetées dans l’écrou c2 de la vis de pression /2, ou en-
- filées dans le corps d, de cette vis à écrou de serrage g, de manière à ne laisser saillir à l’extérieur de la monture aucune pièce métallique, vis, écrou, etc.
- G. R.
- Electrolyse des sels alcalins, procédé Castner (1892).
- D’après M. Castner, les principales causes du peu de succès pratique de la plupart des procédés employés jusqu’ici pour l’électrolyse des sels alcalins sont les suivants :
- i° Nécessité d’employer, pour séparer les électrodes des produits de l’électrolyse, des diaphragmes poreux, opposant au passage de l’électricité une résistance d’autant plus grande que cette séparation est plus efficace.
- 20 Impossibilité d’accomplir la séparation chimique complètement dans un seul compartiment de l’appareil, de sorte que le mélange des produits de l’électrolyse occasionne une série de réactions auxiliaires qui troublent plus ou moins
- la continuité de l’opération, et diminuent le rendement du courant.
- 3” Impossibilité d’obtenir des dissolutions caustiques pures, complètement séparées de leur sel générateur. Ces dissolutions sont nécessairement très étendues, parce que les dissolutions concentrées ss diffusent trop facilement au travers des diaphragmes, et leur concentration à sec est trop coûteuse.
- 4” La plupart des solutions proposées pour éviter ces difficultés sont trop compliquées, trop coûteuses, ou d’un emploi pratique trop difficile.
- M. Castner espère avoir triomphé pratiquement de ces difficultés par l’emploi d’un diaphragme en mercure, de la manière suivante.
- Chacun des éléments de l’appareil est constitué (fig. 1 et 2) par deux compartiments A.t A2, recevant l’un les cathodes L, l’autre les anodes en carbone N, et réunis au bas par un bain de mercure O O, sans résistance électrique, toujours agité par des palettes J, et reposant sur un fond métallique E, rafraîchi par une circulation d’eau GG'. On remplit le compartiment Ax d’eau et le compartiment A2 d’une dissolution concentrée du sel à électrolyser, de chlorure de sodium, par exemple, mécaniquement séparée de A par le mercure, la cloison B et son éperon métallique amalgamé B'. Quand on fait passer le courant, il se dégage en A' de l’hydrogène, qui s’évacue, et de l’oxygène qui se combinerait au mercure s’il ne renfermait pas constamment du sodium auquel cet oxygène se combine en formant de la soude. Si le rendement de l’appareil était parfait, il suffirait de partir avec un peu de sodium qui se renouvellerait de lui-même, mais comme ce rendement ne peut pas être parfait — il atteint environ 90 0/0, — il faut aviser à l’entretien de cet amalgame. A cet effet, on commence par relier aux bornes de la dynamo les électrodes E' et N', de façon à faire passer le courant en A2 et dans le mercure, jusqu’à formation d’un amalgame tenant environ 2/1000 de sodium, après quoi l’on relie N3 et M aux pôles positif et négatif de cette dynamo, qui fournit, par exemple, 90 ampères, puis N, et E! aux bornes positives et négatives d’une seconde dynamo ne fournissant que 10 ampères. De la sorte, pour 100 ampères passant en N], il n’en passe que 90 en M L, précipitant en At 90 0/0 de la soude théoriquement due aux 100 ampères, et dégageant en A2 par R, le chlore correspondant, pendant que la
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- composition de l'amalgame reste constante., à 2/1 000 de sodium.
- On peut obtenir le même résultat en faisant passer la totalité du courant pendant une heure de E, à N„ puis pendant g heures de N à A4, et en disposant les éléments en série de manière à pouvoir accomplir cette permutation successivement dans les divers éléments sans changer la différence de potentiel aux bornes de la dynamo. Avec des éléments disposés en quantité, il faut, au contraire, employer, comme plus haut, deux courants en proportions réglées par le rendement de l’appareil.
- Fig. 1 et 2. — Electrolyseur Caslner à deux compartiments.
- La dissolution de sel marin se renouvelle en A2 par S de manière à se maintenir constamment saturée, et se remplace quand il le faut pat-une dissolution complètement débarrassée d’hy-pochlorites; l’ancienne dissolution étant traitée pour la débarrasser de ses hypochlorites, puis ramenée en A2, en rotation continue. Les dissolutions ne doivent pas renfermer de sulfate de chaux, ni d’autres impuretés, dont l’accumulation finit par diminuer considérablement le rendement du procédé. La dissolution de soude s’évacue par le tuyau P, et est remplacée à mesure en A,, par de l’eau qui la maintient au degré de saturation convenable.
- L’appareil (fig. 3 et 4) est à trois comparti-
- ments A1 Ao A3, avec anodes N N en A2 et A3, et cathodes L. dans le compartiment médian Ax. Trois pistons I font circuler le mercure de A1 à A2 et de Aj à A3, ou de A3 à Ax et de A, à At alternativement. Cet appareil, qui est établi d’après les mêmes principes que le précédent, peut fonctionner avec très peu de mercure : une couche d’environ 3 mm. seulement. Chacun des trois pistons I déplace à chaque course tout le mercure d’un compartiment, ou environ lequart
- Fig. 3 et 4. — Electrolyseur Castner à trois compartiments.
- du mercure de tout l’appareil, de sorte que le jeu très lent de ces pompes renouvelle perpétuellement les surfaces mercurielles. On peut d’ailleurs remplacer ces pompes par un balancement méthodique du bain dirigé de manière à faire passer le mercure alternativement d’un compartiment à l’autre.
- Le procédé Castner consiste donc essentiellement dans l’emploi d’une masse de mercure perpétuellement agitée, et traversée par le courant dans son passage de l’anode à la cathode, séparées par ce mercure, de manière qu’il se
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- dégage de ce mercure, à la cathode, une quantité de sodium précisément égale à celle qui s'y précipite à l'anode. Ce mercure remplace pratiquement les diaphragmes ordinaires, en séparant complètement les produits de l’électrolyse, sans introduire aucune résistance électrique appréciable, et en permettant de rapprocher le plus possible les anodes des cathodes.
- G. R.
- Sur la suppression des étincelles; dynamos à courant continu sans enroulement inducteur, par
- W. B. Sayers (').
- L’objet de ce mémoire est de présenter certains moyens de réglage de la commutation des induits en anneau et en tambour pour courants continus. Les limites fixées par des considérations sur la production d’étincelles étant par ces moyens supprimées, un nouveau champ est ouvert au constructeur.
- M. Swinburne et M. Esson ont donné des expressions pour la charge maxima qui peut être supportée sans qu’il ne se produise d'étincelles; ces expressions sont en fonction des ampères-tours sur l’induit, de la longueur de l’entrefer, de l’angle sous-tendu par les surfaces polaires et de la self-induction. On reconnaît ainsi que dans les machines ordinaires à anneau et à tambour la considération des étincelles aux balais fixe quelques-uns des éléments les plus importants dans l’établissement de la machine, line conséquence pratique en est que l'allègement des machines en plaçant les conducteurs dans les canaux et en réduisant l’entrefer au minimum mécanique possible n’a pas pu être réalisé jusqu’ici.
- Les conditions de la commutation sans étincelles sont aujourd’hui bien connues; mais comme l’auteur a trouvé difficile de décrire ses dispositifs par les Schémas ordinaires, il a établi quelques diagrammes qui seront plus facilement compris.
- Dans les diagrammes 1 à 8, les courants venant des deux moitiés de l’anneau sont représentés les uns par des traits rouges, les autres par des traits bleus (-).
- !') Communication faite à l’Institution of Electrical En-gineers, le u mai 1893.
- p) Dans les figures, des traits-----remplacent les
- rouges, des traits — . — . — les bleus.
- Les diagrammes 1 à 4 représentent une partie d'une machine à anneau, étendue à plat. Supposons que, comme d’ordinaire, le balai couvre en largeur une section du commutateur, ou un peu plus, le courant arrive alors au balai alternativement par une touche et par deux. Les figures 1 et 3 représentent ces deux conditions.
- Dans la figure 1, la touche de commutateur C est représentée sous le milieu du balai. Dans cette position les courants venant des deux moitiés de l’armature s’unissent dans la connexion B.
- Comme l’armature se meut dans le sens indiqué par la flèche, la bobine d’armature A va être mise en court circuit par le balai. Le courant qui y circule est à ce moment dans le sens inverse de celui des aiguilles d’une montre; mais la bobine commence alors à couper des lignes de force qui tendent à produire un courant dans le sens opposé. Le premier courant s’affaiblit donc, et en même temps un courant se produit en B1, tel que le courant en B plus le courant en A est égal à chaque instant au courant de la demi-armature.
- La figure 2 représente le cas où la moitié rouge est divisé également entre B et B1, B étant en outre traversé par la totalité de la moitié bleue.
- La phase suivante est celle de la figure 3, où le courant de la bobine A passe par zéro; à cet instant la partie bleue du courant arrive au balai par B seulement et la partie rouge par B1 seulement.
- La figure 4 montre la position dans laquelle la moitié bleue est partagée également entre B et B1, tandis que B1 laisse passer en plus toute la moitié rouge. Comme l’armature continue à tourner, on revient à la position de la figure 1, et si nous nous trouvons sur G2, le courant en B2 sera nécessairement nul, et le balai peut à ce moment être enlevé sans qu'il se forme une étincelle.
- Divers dispositifs ont été proposés pour combattre les étincelles aux balais des dynamos, notamment par l’emploi de pièces polaires à réaction. M. ITookham m’a dit, en 1889, qu’il avait réussi de cette façon à éviter le décalage des balais. M. Swinburne a également préconisé l’emploi des pièces polaires à réaction; et M. Edison a breveté depuis i883 diverses dispo-
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- sitions dont le but est d’introduire une force contre-électromotrice dans la bobine mise en court en circuit, afin d’éviter les étincelles et la nécessité de déplacer les balais.
- Fig. 1 et 2
- Il semble que l’idée soit encore très répandue que les étincelles sont dues à ce qu’un courant d’intensité anormale est engendré dans la bobine en court circuit sous le balai. Gela est loin de correspondre à la réalité d’une façon générale. Un courant excessif ne peut être formé dans la
- bobine en court circuit qu’après que l’inversion a eu lieu.
- Si, dans la figure 1, le balai ne rompt pas le contact au moment indiqué, le courant dans la bobine A2 de l’induit dépassera une intensité égale à la moitié du demi-courant de l’armature,
- un courant en sens inverse naissant dans B2 et rejoignant le balai par A2 et B; au moment de la rupture il se produira donc une étincelle qui, remarquons-le en passant, tendra à se maintenir
- sous forme d’arc à travers l’isolant entre G et G2.
- Le courant excessif en A2 et B ne peut donc se produire qu’après l’inversion de la section.
- Or, il suffit de décaler les balais en arrière de façon à mettre la bobine en court circuit dans un champ un peu plus faible pour corriger entièrement ce défaut. Nous devonsdonc conclure que si pour une charge donnée il n’existe pas
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- pour les balais de position sans étincelles, c’est que la bobine mise en court circuit sous le balai est introduite mécaniquement en circuit pendant que son courant est de sens contraire; en d’autres termes, l’inversion n’a été effectuée que partiellement, ou pas du tout, par l’action inductive du champ.
- Si dans une machine ordinaire (génératrice) on décale les balais en arrière de façon à mettre les bobines en court circuit pendant qu’elles coupent des lignes de force de sens tel qu’elles ne tendent pas à renverser le courant, mais plutôt à l’augmenter, l’inversion ne s’accomplit que
- par les fermetures et ruptures mécaniques du contact des balais avec les sections du commutateur, et est accompagnée d’une abondante formation d’étincelles. Je pense donc qu’il est évident qu’un excès de courant dans la bobine commutée n’est jamais, dans la pratique, la cause première des étincelles, mais que, d’un autre côté, les étincelles que l’on ne peut supprimer en avançant les balais sont dues à l’intensité trop faible du courant dans la bobine au moment de la rupture du contact entre le balai et la section de commutateur.
- Avant de décrire les moyens particuliers qu
- Fig-. 9. — Dynamo à courant continu, sans enroulement sur les inducteurs.
- me servent à assurer l’inversion de la section en un endroit quelconque entre les cornes des pièces polaires, sans produire d’étincelles, j’indiquerai brièvement les particularités caractéristiques des nouvelles machines que j'ai établies. Voici les principaux points :
- L’entrefer est un simple jeu de 1 millimètre. L’inversion des sections est effectuée par des inducteurs, ou des bobines que j’ai nommées « bobines commutatrices », indépendantes de l’enroulement principal; ces bobines sont disposées de façon qu’elles soient soumises à l’action de la corne polaire qui se trouve renforcée par le courant induit.
- Les balais des génératrices sont décalés en arrière au lieu d’être décalés en avant. Les bobines commutatrices me permettant d’inverser
- les sections de l’armature juste après leur passage sous le pôle renforcé, il en résulte que l’effet de l’induction transversale est d'augmenter le champ au lieu de le diminuer.
- La machine représentée par la figure 9 possède toutes ces particularités. Elle est auto-excitatrice par son enroulement induit et se comporte comme une machine en série, sans qu’il existe aucun enroulement sur ses inducteurs, et elle fonctionne absolument sans étincelles.
- J’essayerai de décrire maintenant les moyens que j’ai adoptés pour atteindre ces résultats. Les figures 5 à 8 représentent schématiquement une machine à anneau enroulé de « bobines commutatrices » déterminant l’inversion, tout près de la corne polaire qui est renforcée par la réaction de l’induit. Les bobines commutatrices sont en-
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- roulées autour du noyau d’induit et reliées chacune par une des extrémités à l'enroulement principal au point de jonction des sections, et par l’autre extrémité aux segments du commutateur. Il y a donc autant de bobines commuta-trices que de sections sur l’induit. Ces bobines sont décalées d’un certain angle par rapport aux sections entre lesquelles elles prennent contact, et se trouvent de la largeur d’une ou de deux sections plus pi'ès de la corne polaire renforcée par le courant induit. Si l’on part du point E(fig. 5) et si l’on suit l’enroulement principal jusqu’au point D, on voit, en remontant ensuite par la bobine commutatrice B, que le sens de son enroulement est le même que celui de l’enroulement principal.
- Les figures 5, 6, 7 et 8 représentent quatre phases dans la commutation d’un induit à l’aide de nos bobines auxiliaires, et correspondent aux quatre phases indiquées pour un enroulement ordinaire par les figures 1, 2, 3 et 4.
- Dans la description suivante, on verra que les actions dépendent essentiellement de la différence de potentiel induite dans les bobines commutatrices mises en jeu à un moment quelconque, et que la distance angulaire entre les bobines doit être beaucoup plus grande que la longueur de l’entrefer, sinon la différence entre les forces électromotrices engendrées dans les deux barres serait insuffisante. Cette nécessité s’adapte d’ailleurs admirablement aux conditions des machines à petit entrefer. Je n’ai pas fait d’expériences sur des induits à noyau lisse, mais si l’on appliquait le dispositif en question à ces machines, je pense qu’il serait nécessaire de réduire le nombre de sections dans l’induit, de' façon à obtenir un écart suffisant entre les deux bobines commutatrices ou barres qui doivent produire l’excès de pression nécessaire dans l’un des segments se trouvant sous le balai.
- Dans la figure 5, une lame de collecteur se trouve sous l’axe du balai. Les deux parties du courant se joignent au point D, d’où le courant total passe par la bobine auxiliaire B au balai; et l’on remarque que, la bobine B étant exactement sous la corne polaire, la force électromotrice qui y est engendrée par une spire s’ajoute à celle de l’enroulement principal. Cela ayant lieu également sous l’autre balai, l’effet des bobines commutatrices est égal à celui de quatre des spires de l’enroulement principal.
- Dans la figure 6, l’induit a progressé • d’un quart de section. La bobine B s’étant éloignée de la corne polaire et entrant dans un champ moins intense, donne une force électromotrice plus faible, elle est aussi le siège d’une chutede potentiel due à sa résistance. La bobine B1, au contraire, qui est maintenant en contact avec le balai, se trouve encore sous le pôle, et B et B1 sont reliées intérieurement par la section A de l’enroulement principal. Or, cette section, quoique encore éloignée de la zone neutre, coupe des lignes de force peu denses relativement au champ immédiatement sous la face polaire. Dans ces conditions, le courant qui passait dans B est transféré en B1, sous l’action de la force électromotrice résultante dans le circuit composé de la bobiné d’armature A et des bobines commutatrices B et B1, et complété parle balai.
- La figure 7 est relative aux conditions des circuits après une nouvelle rotation d’un quart de section, puis la quatrième phase est indiquée par la figure 8. On revient ensuite à la figure 5, et l’on voit que le courant en B2 (qui n’est autre que B décalé d’une section) est presque éteint ; A est traversé par le courant normal (moitié de l’intensité totale), et au moment où le segment de commutateur quitte le balai, le courant qui en revient étant presque nul, la rupture de contact se fait sans étincelle.
- A. II.
- L4 suivre.)
- Les chemins de fer électriques en Amérique.
- Nous avons déjà eu l’occasion de signaler les statistiques publiées tous les ans par les commissions spéciales de l’état dé Massachusetts.
- Nous y revenons aujourd’hui à propos des chemins de fer électriques.
- Le rapport pour 1892 fait dernièrement par la commission des chemins de fer à l'Assemblée législative, à côté de tableaux statistiques fort bien disposés, contient des réflexions très intéressantes sur quelques-uns des problèmes les plus importants de l’industrie des transports en y\mérique. Parmi ces discussions, nous signalerons celle qui a trait aux tramways et aux chemins de fer électriques. .
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- Pendant quarante ans, le tramway à chevaux | a été à peu près seul employé pour les transports urbains et suburbains. Ces tramways étaient'en réalité des omnibus perfectionnés et rien de plus; leur seul avantage était de rouler sur des rails posés dans les rues et d’être, par conséquent, capables de porter un plus grand nombre de passagers plus confortablement et plus rapidement.
- Dans la lutte entre les omnibus et les tramways à chevaux, les premiers disparurent devant les derniers, comme ceux-ci tendent à disparaître de plus en plus devant les tramways électriques.
- On peut se rendre compte de la rapidité avec laquelle le nouveau moteur est adopté quand on jette un coup d’œil sur les chiffres contenus dans le rapport : l’année dernière, dans l’état de Massachusetts, 3ôa milles (486 kilomètres) de voies électriques ont été construits ou projetés; c’est presque trois fois la plus grande longueur de voies ferrées posées la même année pour les chemins de fer.
- Nos lecteurs sont familiarisés avec le problème des. tramways urbains, mais il en est un autre, soulevé par les nouvelles lignes électriques reliant des villes ou des villages ensemble, qui n’a pas encore été suffisamment discuté.
- Les nouvelles routes de trolley commencent à lutter sérieusement avec les chemins de fer à vapeur pour les transports locaux. Voici ce que dit à ce propos le rapport dont nous parlions plus haut :
- « L’idée mère et le but des tramways à chevaux sont sur le point de recevoir un changement radical. Ce n’était d’abord qu’une ligne locale fournissant une plus grande facilité pour les transports dans les villes et leur banlieue, ou encore, un moyen de transit entre des communes qui, en raison de leur proximité, n’en font pour ainsi dire qu’une seule au point de vue des affaires, des relations et des intérêts; à présent, le tramway électrique tend à prendre l’extension d’une grande ligne qui relie des centres de population et d’affaires souvent très éloignés.
- « II n’est pas plus proche de l’omnibus que les chemins de fer actuels des diligences avec routes à tourniquets de péage; même il se substitue aux chemins de fer eux-mêmes dont il dérive une partie du trafic. Si tel doit être son
- champ d'action, il est certain que tôt ou tard les demandes se produiront pour le privilège de transporter les marchandises aussi bien que les personnes, et cela avec une vitesse égale à celle des locomotives à vapeur.
- « Dans ces conditions, une, question se pose que devra décider l’Assemblée législative : L’usage gratuit des routes d'intérêt commun devra-t-il être concédé aux tramways électriques reliant entre eux des villes, des cités et des Etats différents sans aucune restriction ni règle, ou bien quelles restrictions et quels règlements devront être appliqués ? »
- Ce n’est pas simplement une fantaisie de la commission. Les journaux américains ont enregistré il y a peu de mois l’opposition du chemin de fer de New-Haven à toutes les lignes électriques établies parallèlement à son tracé. Chaque fois que des villes et des villages existeront suffisamment près l’un de l’autre, les intéressés combineront les lignes locales électriques de façon à former un système qui fera une concurrence directe aux chemins de fer locaux à vapeur. New-Jersey a plusieurs projets de ce genre actuellement à l'étude. L’effet que cette concurrence peut avoir est facile à juger si l’on considère, par exemple, le cas du Minnesota, où le Great Northern kailway a été forcé de supprimer ses trains locaux entre Minneapolis et Saint-Paul (distants de 16 kilomètres), parce que les voitures électriques circulaient entre ces deux villes.
- Plusieurs combinaisons du même genre sont citées dans l’Ohio, où la proximité de villes manufacturières donne de bonnes opportunités. La partie de l’état s’étendant à 100 milles (160 kilomètres) de Cleveland a plusieurs villages prospères, tandis que la partie est a aussi plusieurs petites cités et villes faciles à relier par des lignes électriques. Nous sommes aussi certains qu’on peut l’être, ajoute le journal américain auquel nous empruntons ces réflexions, que dans un avenir rapproché on verra les lignes électriques peu coûteuses établies entre des villages et des villes dans toutes les parties des Etats-Unis où la population est quelque peu dense. Le premier effet sur les chemins de fer desservant actuellement ces localités sera défavorable. Dès lors, c’est une simple question d’équité de décider s’il est juste de concéder l’usage gratuit des routes aux tramways électri-
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- ques qui font une concurrence;directe aux trains ordinaires, lesquels ont acheté leurs voies et payé des taxes élevées. En outre, on peut .se demander si de telles lignes électriques avec un trafic important de voyageurs et bien probablement de marchandises ne rendraient pas les routes à peu près inutiles pour leur but original.
- D’ün autre côté,, on peut voir facilement le beau côté des trolleys interurbains. On a déjà constaté qu’un village situé en dehors d’une ligne de chemin de fer ne peut pas prospérer. Les commodités de transport sont essentielles aux. intérêts agricoles et manufacturiers. Avec l’avènement du moteur électrique et des lignes rurales à bon marché, de tels villages pourraient aisément prospérer, car il leur deviendrait possible de se relier, directement avec quelque centre industriel. Ainsi le trolley serait le moyen d’ouvrir à de nouvelles colonisations des contrées actuellement désertes et improductives. Le résultat pour les fermiers et les habitants des campagnes serait très grand au point de vue intellectuel et social. On peut même prévoir le cas où une telle ligne électrique fournirait aux machines agricoles la force motrice dont elles ont besoin, en même temps qu’elle servirait au transport des récoltes jusqu’à la plus prochaine ligne de chemin de fer ; elle serait ainsi d’un grand secours pour les voies de chemin de fer à vapeur avec lesquelles elle menace actuellement d’entrer en compétition pour le trafic local.
- Nous sommes loin en France d’en être à envisager de pareilles considérations. 11 faudrait d’abord avoir des tramways électriques. Mais, qui sait? peut-être un jour en aurons-nous !
- G. P.
- Locomotive électrique de la General Electric C°.
- Une locomotive électrique de grandes dimensions, adaptée aux voies ordinaires de chemin de fer, est sortie récemment des ateliers de Lynn, de la General Electric C°, et est exposée à Ghicago.
- Cette machine a été établie pour la traction sur les lignes de banlieue et les chemins de fer aériens; la figure 1 la représente dans cette dernière application, la figure 2 montre la même
- locomotive attelée à un train, et la figure 3 donne une coupe de la machine.
- Cette locomotive est de.3o tonnes, destinée à fournir une vitesse normale de 5o kilométrés à l’heure, mais qui pourra atteindre un maximum de 80 kilomètres à l’heure. Ses dimensions sont : longueur 5 mètres, hauteur 3,5om., largeur 2,55 m. L’effort de traction calculé est de 5 400 kilogrammes.
- La puissance mécanique est fournie;par deux moteurs électriques de construction .spéciale,' un sur chaque essieu. Ces moteurs, actionnent directement les essieux et sont posés sur. des ressorts à boudin. L’induit est du type dit cuirassé, c’est-à-dire que ses fils sont couchés dans de profondes rainures garnies de mica.:L’essieu traverse l’arbre creux qui porte l’induit. Ces arbres tournent dans des paliers fixés à la carcasse du
- Fig. 1. — Locomotive électrique sur voie aérienne.
- moteur et sont reliés aux* essieux par un couplage universel, qui laisse une certaine latitude de mouvement dans toutes les directions. Quatre paires de balais frottent sur chaque commutateur. Les moteurs sont gouvernés à l’aide d’un coupleur permettant de réaliser diverses combinaisons de couplage en série et en dérivation des moteurs et qui est placéàl’intérieur de la cabine sous la main du mécanicien.
- Le truck (fig. 5) est formé de lourds fers en I et supporte la caisse en tôle de la locomotive qui présente des courbures telles que la résistance de l’air est réduite autant que possible.
- Les longerons du châssis sont réunis par des entretoises qui supportent le poids des moteurs, et, étant maintenues entre des ressorts à boudin, servent à amortir les chocs et les soubresauts dus aux inégalités de la voie.
- L’air comprimé pour le frein est fourni par un
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- Fig. 3. — Locomotive électrique de la General Electric C°. Coupe.
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- compresseur électrique (fig. 4) qui actionne I lindre oscillant de i5 centimètres de diamètre et également le sifflet. Cette pompe à air est à cy- I i5 centimètres de course, fournissant 90 litres
- Fig. 4. — Pompe à air actionnée par un moteur électrique.
- d’air par minute à 5 atmosphères de pression, j rhéostat qui est lui-même réglé automatiqùe-Le moteur de 5 à 6 chevaux est gouverné par un I ment par l’air comprimé.
- La prise de courant se fait par trolley sur des conducteurs aériens suspendus au-dessus et au milieu de la voie, entre les rails.
- Les constructeurs n’ont donné jusqu’à présent que des renseignements sommaires sur cette nouvelle création. Pour les moteurs, par
- exemple, on n’indique pas la puissance normale, ce qui serait pourtant intéressant à connaître.
- La locomotive que nous venons de décrire, et qui est présentée sous le nom de locomotive à grande vitesse, quoiqu’elle ne dépasse pas les
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
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- vitesses ordinaires des locomotives à vapeur, permettra de démontrer pratiquement ce que l’on est en droit d’espérer de la traction électrique appliquée aux chemins de fer. C’est un nouveau jalon posé dans la voie du progrès.
- REVUE DES TRAVAUX
- RÉGENTS EN ÉLECTRICITÉ
- Lignes équipotentielles et lignes de force magnétiques, par E. v. Lommel (').
- Un corps conducteur homogène est traversé par un courant électrique qui y pénètre et en sort par deux points de la surface. Chaque filet de courant ou chaque tube de courant est, comme tout conducteur linéaire entouré de lignes de force magnétiques fermées, qui contournent toutes le tube dans le môme sens dans des plans normaux à l’axe du tube. Sur une surface équi-potentielle, coupant tous les filets de courant normalement, les lignes magnétiques de tubes voisins sont en contact immédiat et se neutralisent mutuellement, excepté aux points où la surface équipotentielle coupe la surface du corps normalement le long d’une ligne équipo-lenlielle. En ces points les courants magnétiques élémentaires se confondent en une seule ligne de force magnétique qui circule autour du bord de la surface équipotentielle dans le même sens que les lignes magnétiques élémentaires.
- Toute ligne équipotentielle représente donc une ligne de force magnétique de la surface du corps conducteur. Ces lignes peuvent être décelées en saupoudrant la surface de limaille de fer.
- Nous appelons surface de courant toute surface formée par une suite continue de lignes de courant. Chacune de celles-ci peut donc être contenue dans un nombre infin-i de surfaces de courant, qui sont toutes normales aux surfaces équipotentielles et contiennent les deux'points d’entrée et de sortie du courant. Parmi ces surfaces en nombre infini on peut choisir des séries, dont la considération est particulièrement.
- C) Comptes rendus de l’Académie bavaroise des sciences.
- avantageuse. Par exemple, on peut considérer la série contenant la surface du corps, et une autre série formée par les surfaces qui se coupent dans la ligne droite de jonction des électrodes. Une surface de chaque série coupe une surface de l'autre série en une ligne de courant, et les deux séries partagent l’espace en tubes de courant.
- De même que la surface du corps est toujours une surface de courant, de même on peut choisir pour limite du conducteur toute surface de courant. Des parties du corps limitées par des surfaces de courant peuvent donc être enlevées ou ajoutées sans que la forme des lignes soit modifiée.
- Si nous considérons, par exemple, une masse conductrice de dimensions infinies, on voit immédiatement que dans ce cas les surfaces équipotentielles sont des surfaces de révolution autour de la ligne de jonction des électrodes. Dans chaque plan méridien les lignes offrent une image semblable aux systèmes de cercles normaux représentés par la figure 1, avec cette différence que les lignes équipotentielles ne sont pas des cercles, mais des courbes répondant à l’équation
- 1 1
- ----7 = constante,
- r r'
- (r et r' distances du point considéré aux électrodes A et B), et que les lignes de courant sont les trajectoires normales à ces courbes.
- La rotation de ces deux systèmes de courbes autour de l’axe AB produit les surfaces équipotentielles et les surfaces de courant. On peut découper dans ce corps des tranches limitées par des plans méridiens ou le couper en deux par un plan méridien.
- Si l’on se propose, au contraire, d’examiner la répartition du courant dans un corps conducteur donné, on cherche d’abord les surfaces équipotentielles aboutissant normalement à la surface du corps. Dans la rotation du corps autour de la ligne A B réunissant les deux électrodes chaque point d’une ligne équipotentielle décrit un cercle autour de l’axe de rotation. Les surfaces équipotentielles sont donc dans ce cas encore des surfaces de rotation.
- Considérons, par exemple, une sphère avec des électrodes A et B fixées en deux points quelconques de la surface. Ünsait que chaque cercle
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- passant par A et B est coupé normalement par tous les cercles dont le centre se trouve sur le prolongement de AB, et qui coupent cette droite en des points E et F (fig. 2) tels que A E : A F = BE:BF. Dans la figure 1, nous avons vu que les cercles qui passent par A et B représentent les lignes de courant, et les cercles normaux les lignes équipotentielles. Si l'on fait tourner le premier système de cercles autour de l’axe CD normal à AB, chaque cercle engendre une sphère passant par A et B, et dont la surface est coupée normalement par toutes les sphères résultant delà rotation du second système autour de AB. En effet, si l’on fait tourner deux cercles quelconques des deux systèmes qui se coupent en P et Q (fig. 2) autour de la ligne qui joint leurs centres O et M, ils engendrent les mêmes surfaces sphériques que donnerait la rotation individuelle du cercle M autour de AB, et du
- cercle O autour de G D, et l’on voit que les deux sphères ont leurs surfaces perpendiculaires.
- Les surfaces sphériques du second système représentent donc les surfaces équipotentielles correspondant à chaque sphère du premier système, et toutes les surfaces passant par A et B sont des surfaces de courant et peuvent être prises pour limites d’un corps conducteur.
- Ces considérations résolvent sans calcul le problème des lignes équipotentielles et de courant sur des sphères à électrodes placées en des points quelconques. Les lignes d’égal potentiel sont des cercles, dont les plans se coupent tous dans la ligne d’intersection des plans tangents construits aux points de contact des électrodes. En effet, traçons une tangente au cercleO (fig. 2) au point B, prolongeons-la jusqu’en T, faisons passer par T une corde quelconque TPQ, abaissons sur celle-ci une perpendiculaire de O, qui coupe le cercle en N et R, et rencontre le I
- prolongement de AB en M, enfin, joignons M et O à Q; alors, si nous désignons par œ l’angle MOQ, on aura OQP=ç)o0 — <p et O MQ=ORQ
- — ONQ=-^ (1800 — cp) — È <p —- go* — <p ; par
- conséquent l’angle MQP=:<p. L’on a également MQO = OQP + MQP = 90° — -f-tp = 900, c’est-à-dire qu’un cercle décrit autour d’un point M sur AB avec MQ pour rayon coupe le cercle O en Q et en P normalement. Réciproquement, tous les points d’intersection P et Q du cercle O avec chaque cercle orthogonal dont le courant est sur AB, doivent être situés sur des droites passant par T.
- Le même système de lignes équipotentielles s’obtient naturellement aussi analytiquement.
- Les lignes de courants sur notre surface sphérique sont constituées par les cercles d’intersection de cette surface avec la série de plans contenant les deux électrodes. Gomme ces plans sont des surfaces de courant, on connaît aussi la distribution dans tout segment découpé par
- A MM/ ! ; Mi \ U\v b
- Fig. 3
- un de ces plans, de même que de toute tranche comprise entre deux de ces plans. Si l’on prend, en outre, pour limite les surfaces de courant qui se coupent toutes dans le cercle décrit autour de G dans le plan contenant AB et normal à CD, avec la demi-distance entre les électrodes pour rayon, on peut former des corps creux, limités intérieurement et extérieurement par des surfaces sphériques, et pour lesquels la distribution de lignes équipotentielles et de courant est alorsMonnue.
- Des considérations analogues montrent, que dans un cylindre droit à section circulaire avec des électrodes aux extrémités de l’axe, les génératrices du cylindre sont des lignes de courant et les cercles parallèles des lignes équipotentielles, tandis que sur les bases circulaires les lignes équipotentielles sont des cercles concentriques, et les lignes de courant des rayons. On peut se faire une idée approximative de la distribution des surfaces équipotentielles à l’intérieur du cylindre en saupoudrant de limaille de fer
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- une section longitudinale à travers le cylindre. On obtient alors un dessin semblable à celui de la figure 3. Ces lignes sont partout perpendiculaires aux côtés du rectangle; les sommets seuls semblent faire exception, mais on sait que dans des corps matériels il n’y a jamais d’arêtes mathématiquement découpées; elles sont toujours plus ou moins arrondies et les lignes équipotentielles sont normales à ces courbes.
- Notes sur l’arc électrique, par Louis Duncan, A.-J. Rowland et R.-J. Todd (').
- Il y a vingt-cinq ans, Edlund, pour expliquer quelques-uns des phénomènes qui accompagnent la production de l’arc électrique, supposa qu’il existait une force contre-électromotrice constante. Sa formule était
- E = a 4- bil,
- dans laquelle E est la différence de potentiel aux bornes, a la force contre-électromotrice, b une constante, i l’intensité du courant, et l la longueur de l’arc. Cette formule n’est pas correcte; on en a proposé d’autres : M. S.-P. Thompson donne
- et MM. Cross et Shepard ont employé E = ai + bil.
- Dans les divers cas, les formules sont très exactes pour les expériences sur lesquelles elles sont basées, mais elles ne sont plus applicables dans d’autres conditions d’expérience. En fait, on peut obtenir à peu près tous les résultats en modifiant les dimensions et la composition des charbons, et il est très important de trouver la partie du phénomène qui est constante et de distinguer la partie variable.
- L’existence de la force contre-électromotrice dans l’arc — si, toutefois, elle, existe — a été expliquée de deux façons : par l’évaporation du charbon positif, ou par l’effet thermo-électrique du couple charbon-vapeur de charbon. Il nous semble que ces deux effets doivent jouer un rôle dans le phénomène.
- L’évaporation représente une certaine quantité d’énergie empruntée au courant; à cet effet doit donc correspondre une chute de potentiel a telle que ai représente l’énergie nécessaire à l’évaporation du charbon. La quantité de charbon vaporisée peut être calculée à l’aide de l’équivalent électrochimique du carbone, tandis que la valeur de a pourrait être déterminée d'après l’énergie requise pour évaporer un gramme de charbon. Toute tentative dans le but de découvrir une force contre-électromotrice due à cette cause faite en recherchant la réaction qui doit se produire quand on arrête le courant doit échouer, puisque la force électromotrice disparaît simultanément avec le courant.
- Cette force électromotrice, si elle existe, doit être constante tant que la température de volatilisation du charbon est constante. Si l’on élève cette température par la pression, par exemple, cette force électromotrice doit augmenter.
- Quant à l’effet thermo-électrique, il n’y a pas de raison de mettre sa présence en doute, car nous avons, en somme, un circuit composé avec deux points de jonction à des températures très différentes. Dans des conditions de pression et de composition des charbons déterminées, la température du charbon positif est indépendante de la distance entre les deux charbons et du courant, mais la température du charbon négatif en dépend. Il doit être possible de déceler cette force électromotrice en supprimant le courant et en cherchant l’effet de réaction. Si nous acceptions exclusivement la théorie de l’évaporation, la force contre-électrom’otrice serait indépendante de la longueur de l’arc et du courant; avec la théorie thermo-électrique, le voltage serait bien plus faible avec un arc alternatif qu’avec un arc continu, la différence serait plus grande qu’elle n’est en réalité. Aucune des deux théories ne saurait, à elle seule, expliquer les phénomènes.
- La différence de potentiel totale doit donc pouvoir être représentée par
- Avant de donner les résultats de nos expériences sur l’arc sous pression, nous voudrions appeler l’attention sur un des plus remarquables phénomènes que présente l’arc, phénomène
- (')j77ie Electrician, 4 août 189S.
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- souvent observé, mais non expliqué d’une façon rationnelle.
- En faisant varier le courant, en employant des charbons à mèche de 9 millimètres de diamètre, nous avons obtenu les résultats suivants :
- TABLEAU I. — Pression atmosphérique.
- Longueur de l’arc 3 mm.
- Volts Ampères Résistance apparente
- 65,0 3,1 21,0
- 58,5 4,6 12,7
- 55,o 6,14 8,q6
- 54,8 6, i5 8,91
- 52,5 7,7 6,82
- 52,0 8,0 6,5
- 49,2 9,82 5,oi
- 47,5 Il ,26 4,21
- 46,0 12,75 3,65
- La seule explication admissible est celle-ci : la force électromotrice effective est égale à E, force électromotrice appliquée, moins la force contre-électromotrice constante a due à la volatilisation des charbons, moins la force contre-électromotrice variable a! due aux effets thermoélectriques. La résistance de l’arc varierait comme l’inverse du courant, dans le cas probable où la section de l’arc varierait comme le courant. Nous avons alors.
- . _ (E — a) — a’
- 1 ~ tL ’
- i
- a! étant une fonction de i. Si nous augmentons i nous diminuons a! et et par suite E variera.
- I
- Par exemple, supposons
- a = 3o a'— i5 1 ~ 10 bl~ 5
- alors
- et
- 10 =
- E — 3o — 15 5
- 10
- E= i5.
- Maintenant, taisons
- et
- z — 20
- a' = 10,
- alors
- E = 45.
- L’augmentation ou la diminution de E dépend évidemment de la décroissance de a' avec la croissance du courant, et de la variation de la
- Zonyiieur de l'arc en rrtm*
- Fig. 1
- résistance de l’arc avec le courant. Ces deux éléments sont liés aux dimensions et à la composition des charbons ainsi qu’à leur écartement. Il est donc très explicable que les diffé-
- rents observateurs aient obtenu des résultats différents et des formules très dissemblables.
- Avec des charbons Carré, massifs, de 6 millimètres de diamètre les résultats furent différents, la différence de potentiel demeurant approximativement constante pour de grandes variations de courant.
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- Arc sous pression. — L’appareil employé consistait en un cylindre de fer, pourvu de presse-étoupe à travers lesquels passaient les tiges porte-charbons. La tige supérieure était munie d’une crémaillère permettant de régler l’arc et d’en mesurer la longueur. Un manomètre indiquait la pression produite par une pompe à air. Deux regards en verre à angle droit dans les parois du cylindre permettaient l’inspection des charbons. Une double enveloppe à circulation d’eau refroidissait le cylindre. Une dynamo shunt légèrement surcompoundée fournissait le courant qui, dans la plupart des expériences, était maintenu constant à 6 ampères.
- Les résultats sont donnés dans les tableaux II et III et dans les courbes, figures 1 et 2. Comme i reste constant pendant les expériences, la valeur de <2, considérée comme une constante peut être calculée par E — a-\-blf(i), quelle
- TABLEAU II
- Valeurs de «• pour
- atmosphères
- 1,5 et 3 mm. 1,5 et 4,5 mm. 1,5 et G mm.
- Vide i3,9i 19,90 21,65
- I 36,28 36,94 37,58
- 2 35,94 38,48 39,43
- 4 34,5 36,2 38,o
- 6 43,32 44.49 —
- 8 46,53 45,4 —
- 10 48,1 48,5 "
- TABLEAU III
- Prossion en atmosphères Valeurs 3 et 4,5 mm. le a pour 4,5 et fl mm.
- Vide 37,89 35,61
- I 38,94 42,66
- 2 45,18 45,36
- 4 44,85 45,90
- 6 48,0 —
- 8 42,11 —
- IO 5o,7
- que soit la fonctionEn procédant ainsi nous obtenons les valeurs des tableaux II et III. En omettant les valeurs obtenues avec le vide, nous voyons qu’en combinant les valeurs pour i,5 mm. avec celles pour 3, 4,5 et G mm. nous
- obtenons des valeurs de a croissant avec la longueur, et la croissance est plus rapide, si nous combinons 1,5 avec 3, puis 3 avec 4,5, et 5,5 avec 6 millimètres.
- Les tableaux montrent que a varie avec l pour toutes les pressions employées. On ne trouve pas de formule capable d’englober les résultats obtenus. L’augmentation de E avec la pression est montrée par les figures 1 et 2.
- L’arc se comporte d’une façon curieuse dans le vide partiel. La force contre-électromotrice constante est probablement plus faible, et le charbon positif n’est pas si chaud, mais le charbon négatif semble refroidir plus vite que le positif, de sorte que la force électromotrice variable augmente.
- La chute de potentiel due à la résistance ohmique ne semble pas augmenter régulièrement avec la pression.
- Pour déterminer l’efifet du gaz ambiant quelques essais ont été faits dans une atmosphère d’acide carbonique. Quoique les valeurs obtenues soient un peu plus faibles qu’avec l’air, elles confirment en général les résultats de S.-P. Tompson, qui trouva que l’arc est indépendant de la nature du gaz ambiant.
- Nous concluons donc :
- i° Que la force contre-électromotrice de l’arc est formée de deux parties, une force électromotrice due à la volatilisation du charbon, indépendante de la longueur de l’arc, de l’intensité du courant et des dimensions des charbons, mais dépendant de la pression ; et une force électromotrice thermo-électrique variable dépendant de la longueur de l’arc, du courant, des dimensions des charbons et de la pression.
- 20 Comme la tendance de l’arc est d’accroître sa section quand le courant augmente, sa résistance doit diminuer avec l’augmentation du courant.
- 3° La diminution apparente de la force électromotrice avec l’augmentation du courant est probablement due à la diminution de la force thermo-électrique causée par réchauffement du charbon négatif et à la diminuation de la résistance.
- 40 La différence de potentiel augmente constamment avec la pression au-dessus de la pression atmosphérique. Au-dessous d’une atmosphère la différence de potentiel augmente dans l’autre sens.
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- 5° La force contre-électromotrice semble augmenter avec la pression, tandis que la résistance ohmique ne varie pas beaucoup.
- A. H.
- Sur l’éclairage électrique des phares, par M. André Blondel (').
- Choix des charbons, diamètre et écart. — Pour les mêmes raisons qu’avec les courants continus on emploie des charbons aussi durs que possible. Les crayons Carré, qui donnent d’excellents résultats, ont une résistance spécifique qui diminue quand le diamètre augmente et qui peut être évaluée en moyenne à 7 à 8000 microhms; les dimensions les plus petites admissibles, et par suite les plus satisfaisantes, sont celles indiquées par le tableau (page 385). Elles correspondent à des densités de courantdeo,3i5; 0,25 et 0,24 amp. par millimètre carré. La densité du courant peut encore être augmentée et par suite le diamètre diminué en employant des charbons cuivrés.
- L’arc ne peut dépasser 10 à i5 millimètres sous peine de produire une flamme exagérée. En outre, on ne peut accroître l’écart sans augmenter en même temps la différence de potentiel et par suite le travail dépensé à intensité constante. Géométriquement, pour que les facettes donnent l’éclat maximum, il semble amplement suffisant que l’écart soit égal à la moitié du diamètre des terminales ou au quart environ du diamètre des crayons, c’est-à-dire à 6 millimètres pour les arc de 100 ampères. Cet écart est du reste celui qui convient actuellement pour placer les deux parties incandescentes aux deux foyers de l’optique bifocale. Le voltage correspondant de q5 volts a été admis pour tous les régimes, de façon à ne pas compliquer le service, tout en réalisant la puissance maxima des machines de Méritens à la vitesse de 55o tours. Pour déterminer rigoureusement l’écart le plus avantageux, il faudrait exécuter une série d’expériences comparables entre elles, c’est-à-dire avec un courant de même intensité. Celles-ci, impossibles à réaliser avec les machines de Méritens, pourront être entreprises avec les nouveaux alternateurs à excitation variable.
- Les mesures faites sur ce point au Dépôt des
- Phares ont permis seulement d’établir que dans les optiques actuelles, avec les magnétos, les régimes sont supérieurs à ceux qu’on obtiendrait en augmentant l’écart, comme le montre le tableau suivant :
- Diamètre dos crayons Ecart Inten- sité Tension Puisa élocl Appa- rente auce riquo Vraie Puissance lumineuse Rende- ment pur watt
- mm. îmn. amp. volts watts watts carcels carcels
- 16 5 5o 45 2250 2140 ig25ooo qOO
- 16 i5 45 5o 2250 2140 I140000 532
- IO 4 25 45 1125 1069 IIIOOOO 1032
- 10 f> 23 47 1080 1260 1014000 980
- IO 8 i5 b2 988 939 720000 771
- Ces conclusions ne s’appliqueraient pas nécessairement à des types de machines ou d’optiques différents.
- III. — MACHINES A COURANTS ALTERNATIFS, FROPRIÉTÉS ET RÉSULTATS FOURNIS
- D’après ce qui précède, les conditions électriques que doit remplir un type d’alternateur pour être parfait au point de vue du service électrique d’un phare français sont les suivantes : fournir à volonté trois régimes de 25 à 100 ampères, supporter sans inconvénient un court circuit brusque ou prolongé, faire varier la puissance autour du régime normal dans le même sens que l’intensité, ou la faire passer, si c’est possible, par un maximum; donner en circuit ouvert une force électromotrice de 70 volts au moins et enfin produire au moins 40 à 5o périodes par seconde.
- Nous allons voir comment les diverses machines répondent à ce programme.
- Machine de Méritens.
- On sait que ces machines comprennent cinq anneaux induits, tournant chacun à l’intérieur d’une couronne d'aimants inducteurs. Les bobines induites sont en nombre égal à celui des pôles inducteurs, 16 dans les phares français, 2.1 dans les anglais; elles constituent autant d’éléments indépendants qu’on peut grouper en série ou en dérivation.
- En France, on a abandonné le couplage correspondant à la vitesse de 900 tours, trop considé-
- (') La Lumière Électrique du 26 août 1893, p. 38i.
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- rable en raison du mode défectueux de graissage des machines, et on réduit celle-ci à 450 tours environ (la vitesse a été ramenée plus récem-
- Fig. 1. — e, force électromotrice induite; E, différence de potentiel aux bornes; I, courant; ri, voltage absorbé par la résistance intérieure.
- ment à 55o tours). Dans ces conditions chaque machine est composée de deux circuits ayant
- séparément cinq groupes de 8 bobines en tension réunis en quantité, et à la vitesse de 45o tours chaque machine peut donner pour une différence de 40 volts un courant de 22,5 amp. suivant qu’on utilise un ou deux circuits. A 55o tours on obtient les mêmes courants avec une différence de potentiel de 45 volts.
- Propriétés. — Les courbes périodiques de la
- Volts Wtttt
- Fig. 2. — Caractéristique de la machine de Méritens et courbes des puissances pour les deux régimes.
- figure 1 représentent les lois suivant lesquelles varient à chaque instant la force électromotrice induite la différence de potentiel aux bornes et l’intensité.
- Le double bec bien marqué de la force électromotrice provient de ce que les pôles inducteurs sont beaucoup plus larges que ceux de
- .e.' —>
- fia
- ............... 1*416 -----------------------.....-..........—------J
- Fig. 3. — Alternateur sans fer Siemens-Labour.
- l’induit; il disparaît sur les courbes d’intensité dès que le courant devient un peu fort.
- Régimes. — La figure 2 représente la carac-
- téristique externe d’une machine complète à 450 tours. Cette courbe a été obtenue en employant soit un rhéostat à liquide, soit un arc sans con-
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- stater aucune différence, bien que la puissance dépensée dans l’arc ne soit plus égale à la puissance apparente.
- Lorsqu’une demi-machine travaille seule les conditions dans lesquelles se meuvent les huit bobines de chaque circuit ne sont plus les mêmes, à cause de leur induction mutuelle. Cette différence est mise en évidence par un abaissement du courant. Ainsi les deux circuite travaillant en même temps donnent chacun 40 volts et 25 ampères, tandis que si l’un d’eux travaille seul le courant s’abaisse à 22,5 amp. La caractéristique diffère très peu d’une ellipse.
- Fig. 4. — E, force électromotrice en circuit ouvert; E', force électromotrice d’un circuit quand l’autre débite l’intensité I sous la différence de potentielV aux bornes.
- Puissance. — La puissance apparente E.I varie suivant une loi représentée en fonction de l’intensité du courant par deux courbes P déduites des caractéristiques (fig. 2); celles-ci ont leur maximum correspondant sensiblement aux régimes normaux de 25 etde5o ampères. Si l’on néglige les phénomènes accessoires, peu importants, ces régimes correspondent aussi sensiblement à des maxima de la puissance mécanique demandée au moteur.
- D’ailleurs, par suite des effets d’hystérésis et surtout des courants de Foucault dont l’induit et les inducteurs insuffisamment feuilletés sont le
- siège, cette puissance varie très peu d’un régime à l’autre, ce qui contribue encore à augmenter la stabilité et fait disparaître toute tendance à l’emballement lors d’une rupture du circuit; le travail en circuit ouvert n’est pas inférieur à deux chevaux.
- Rendement. — Ces pertes considérables donnent lieu à une perte de rendement aux faibles chai'ges, mais elles diminuent lorsque l’induit est parcouru par un courant produisant uns action magnétique opposée, comme on le sait, à celles des inducteurs. Les expériences anciennes faites au dépôt des phares ont données 0,77, chiffre voisin de 0,80 obtenu à South Foreland. Au régime de 23 ampères les pertes étant augmentées le rendement s’abaisse à 0,54.
- Couplage. — Les deux machines magnéto de
- Fig. 5. — Caractéristiques et courbes de puissances pour les deux régimes de la machine Siemens-Labour.
- chaque phare peuvent être couplées en parallèle au moyen d’un embrayage mécanique ou électriquement, comme l’a fait pour la première fois le professeur Grylls Adams avec les machines de Méritens de South Foreland; depuis lors le couplage électrique a été appliqué dans un certain nombre de phares français et étrangers.
- Sans renoncer aux avantages du couplage électrique dont le principal est de n’exiger aucun arrêt de la machinerie, il est prudent, eu égard aux conditions peu avantageuses où se produit la synchronisation des magnétos de Méritens, d’avoir en réserve un procédé d’embrayage mécanique auquel on recourra en cas de besoin. C’est cette solution qui a été adoptée, dans la nouvelle installation du phare de la
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- Hève. L’embrayage, construit par la maison Sautter-Harlé, est combiné avec un système de deux poulies folles placées entre les poulies fixes des machines et peut se manœuvrer sans interrompre la marche de la machine déjà en fonction.
- Avantages et inconvénients. — Ces machines sont remarquables avant tout par .leurs qualités de sécurité et de régularité. Au point de vue électrique, grâce à leur forte inertie mécanique et à la constance de leur champ magnétique et à la forme de leur caractéristique, elles donnent des arcs très stables et supportant sans inconvénient le court circuit dont l’intensité est peu supérieure à l’intensité normale.
- Les seuls inconvénients proviennent de l’em-
- ploi des aimants permanents à cause de leur encombrement et de leur prix fort élevé (9000 francs, alors que les alternateurs équivalents valent seulement environ 4000 francs avec l’excitatrice). C’est pour cette raison qu’on a cherché à réaliser un type de machine ayant les mêmes propriétés électriques et par suite les mêmes qualités pratiques.
- Dynamos à courants alternatifs destinées à rem-vlacer les machines de Méritens.
- Premiers essais. — Une première solution consistant en l’emploi d’une seule machine capable de fournir les trois régimes 25,5oet 100 ampères par une simple modification de l’excitation a été
- Fig. 6. — Alternateur auto-excitateur Labour.
- essayée sans succès en 1889. La machine était du type Siemens à résistance intérieure très faible et dont la caractéristique presque horizontale ne pouvait donner aucune stabilité d’allure.
- On aurait pu obtenir trois bonnes caractéristiques tombantes à l’aide d’une seule machine en l’excitant à 70 volts au moins à circuit ouvert et en intercalant dans le circuit des bobines de self-induction proportionnées à chaque régime. Grâce à ceci, n’importe quel alternateur pourrait être employé avec succès à l’alimentation d'un arc de phare, mais le rendement serait défectueux aux régimes inférieurs, et l’on a préféré, comme on l’a dit plus haut, adopter une machine à deux régimes.
- Alternateur sans fer à excitation séparée. — Le type Siemens sans fer est celui qui a paru tout d’abord se prêter le mieux à cette combinaison
- parce que les actions parasites y sont très faibles et qu’il permet facilement de calculer à l’avance la self-induction de la machine et d’éviter les réactions de l’un des circuits sur l’autre.
- Une machine de ce type a été construite par la société Y Éclairage électrique d’après les plans deM. Labour, son ingénieur, et essayée au dépôt des Phares en 1891. L’alternateur et son excitatrice (fig. 3) sont montés côte à côte de façon que leurs arbres puissent être manchonnés ensemble et actionnés par une poulie unique.
- L’alternateur Siemens-Labour, analogue au type Siemens, s’en distingue par la façon dont sont montées et enroulées les bobines induites: elles sont constituées par un conducteur, non plus en lames minces, mais en fils isolés, ce qui permet d’augmenter le nombre de spires et de diminuer les pertes par courants de Foucault. Les bobines sont au nombre de huit comme
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- celui des pôles inducteurs. Elles forment deux circuits comprenant chacun quatre d’entre elles, deux en série et deux en dérivation.
- Pour obtenir une self-induction suffisante en même temps que le maximum de puissance, on a dû mettre une grande quantité de cuivre sur l'induit, qui, par suite, est assez résistant,'et réduire le champ magnétique à une valeur relativement faible.
- Le rendement industriel mesuré avec soin est de 0,61 pour un seul circuit (45 volts et 25 am-
- Fig. 7. — E, force électromotrice induite à circuit ouvert; E', force électromotrice d’un circuit quand l’autre débite l’intensité I; E" force électromotrice quand le second circuit est fermé en court circuit (courant C).
- pères) et de 0,72 pour deux circuits (q5 volts et 5o ampères).
- Les courbes périodiques de la figure 4 et les caractéristiques de la figure 5 relatives à un ou deux circuits montrent les propriétés de la machine, lesquelles diffèrent peu, comme on le voit, de la machine de Méritens.
- On aurait donc pu trouver dans cette machine une solution satisfaisante du problème, si elle - n'avait présenté quelques défauts assez importants; la forme allongée de l’ensemble en compliquait l’apparence et se serait mal prêtée à un accouplement mécanique de deux unités semblables; l’accouplement électrique eût [été diffi-
- cile à cause de la faible inertie des parties tournantes; enfin la machine s’échauffait un peu en régime normal, et, a forlion, pendant un court circuit de quelques minutes.
- Alternateur à fer auto-excitateur. — Au lieu de remédier à ces inconvénients, il a paru plus avantageux d’essayer comparativent un autre type d’alternateur à fer permettant de réaliser autant de self-induction qu’on veutetqui, moyennant quelques précautions, telle que le feuilletage du fer, peut donner un aussi bon rendement.
- La Société YEclairage électrique a construit une nouvelle machine, répondant au programme d’après les plans de M. Labour.
- Fig. 8. — Caractéristiques et courbes des puissances aux deux régimes de l’alternateur Labour.
- Les rendements sont de 0,72 et 0,75 aux deux régimes de 25 et 5o ampères.
- Les courbes périodiques et les caractéristiques de cette machine sont représentées sur les figures 6 et 7.
- Cette machine possède toutes les conditions requises et peut être considérée dès maintenant comme équivalente aux magnétos de Meritens.
- Cet alternateur (fig. 6) présente extérieurement la forme des dynamos multipolaires Rech-niewski; mais l’induit formé d’un anneau denté porte un enroulement de forme spéciale. Chaque bobine est formée d'un enroulement plat dont les différentes spires passent par les rainures de l’anneau.
- Grâce à ce dispositif tout nouveau pour les alternateurs, on réalise une grande économie sur l’excitation et la forte réaction d’induit désirée. L’entrefer ne présentant pas de variation
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- brusque, cette machine ne produit aucun renflement.
- Les pôles inducteurs et les bobines sont au nombre de huit. Les bobines sont couplées en un seul crrruit aboutissant à 3 bagues collectrices. Le régime de 25 ampères s’obtient par la simple introduction d’une bobine de self-induction. Le tableau de distribution employé pour réaliser ces combinaisons, représenté par la figure 9, est remarquablement simple si on le
- ÀUcrnaieur JV*1
- A UcrnateurJV.*2
- Ilfvéojiçt tic. l'excita, 'rie •
- Excitatrice JfTi
- Excitatrice N?
- Fig. 9. — Tableau de distribution pour deux alternateurs.
- compare à celui de la figure 10, qui exige l’emploi des machines à courant continu.
- tent tous les avantages des machines de Méri-tens et ont un rendement électrique plus élevé que celui des machines à courant continu; ils sont donc destinés à remplacer dès à présent les magnétos sans rien changer dans le reste du service.
- Néanmoins, il ne.faut pas oublier que tous les avantages possibles des machines à courant continu n’ont pas été obtenus et qu’un compoun-dage convenable pourrait probablement réaliser une stabilité et un rendement supérieurs à ceux obtenus jusqu’ici avec ces machines.
- Arcs. — Malgré l’ingénieux dispositif de
- Fig. 10. — Tableau de distribution pour deux machines à courant continu.
- MM. Sautter, Harlé et G°, et de l’emploi d’un rhéostat, l’arc à courant continu avec le positif en bas est moins régulier que l’arc à courant alternatif. Ceci peut se voir dans le tableau suivant où sont indiqués les résultats obtenus au Dépôt central des phares :
- IV. — COMPARAISON DES COURANTS CONTINUS ET ALTERNATIFS
- L’auteur termine par une comparaison entre les courants continus et les courants alternatifs au point de vue de l’application dont il s’agit.
- Dynamos. — Les dynamos à courant continu donnent des résultats satisfaisants au point de vue de la simplicité et de la sécurité. Elles présentent, comparées aux machines de Méritens, une grande économie de place et de prix, mais la stabilité de l’arc ne peut être obtenue qu’au prix d’une perte de rendement. Au contraire, les nouveaux alternateurs cités plus haut présen-
- Variation relative de la puissance
- lumineuse
- Optique Courant —
- avec avec avec
- courant de courant de courant d<
- 25 amp. 5o amp. 100 amp.
- 0/0 0/0 0/0
- Feu éclair type 1892.. alternatif... 3o à 36 40 à 5o 5o à 70
- » continu .... 142 i65 187
- L’infériorité est particulièrement importante avec des feux-éclairs, où les lampes tournent
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- avec l’optique et où par suite il est nécessaire que l’arc soit aussi symétrique que possible dans les différentes directions.
- L’arc à positif en haut donnerait des résultats plus favorables.
- Appareils. — Les optiques actuelles sont con-
- struites pour l’emploi des courants alternatifs. Les expériences faites à la Hève (feu-éclair) avec un appareil de 0,60 m. de diamètre en quatre portions, ont donné avec des courants égaux des puissances lumineuses et des rendements beaucoup plus élevés avec les courants alternatifs qu’avec les continus.
- Intensité du courant Volts Courants continus Puissance lumineuse en carcels Rendement par watt Volts Courants alternatifs Puissance lumineuse en carcels Rendement par watt Rapport des puissances lumineuses à égales intensités
- 25 53 65o,ooo 480 45 1,200,000 1120 1,85
- 5o 55 1,000,000 35o 45 1,800,000 840 1,80
- IOO 5o 1,3oo,ooo 265 45 2,300,000 512 1,76
- Rendement. — Le tableau précédent indique le rendement lumineux, c’est-à-dire le nombre de carcels par watt consumé. Pour avoir le nombre de carcels par watt de puissance mécanique fournie à la dynamo, il faut multiplier les nombres précédents par le rendement de la dynamo, y compris le rhéostat. On a ainsi obtenu les résultats suivants :
- Courant Rendement Rendement Rendement lumineux en carcels
- en de la de la dynamo Sautter par watt
- ampères magnéto avec rhéostat Courant alternatif Courant contiuu
- 25 0,52 0,73 0,58 625 278
- 5o o,65 6i5 227
- IOO 0,73 o,65 374 172
- Les courants alternatifs sont supérieurs d’au moins iooo/'oaux courants continus, et les avantages seraient encore plus grands avec les nouveaux alternateurs. Mais le rapport des puissances lumineuses obtenues représente en réalité celui des surfaces apparentes des appareils utilement éclairées, c’est-à-dire le rapport de la surface totale à la surface située au-dessus d’un plan passant par le foyer. Si on calcule ce rapport, on trouve qu’il est égal à 1,90, tandis que celui des puissances lumineuses est de 1,80.
- Pour obtenir avec les courants continus la même puissance qu’avec les courants alternatifs, il suffirait d’augmenter la surface utile comme
- on l’a vu plus haut. Avec l’optique monofocale représentée sur la figure 3 (page 335), on peut réaliser une surface utile d’un tiers plus grande qu’avec l’appareil de la Hève.
- Conclusions. — La comparaison entre les deux systèmes ne sera définitive que lorsqu’on aura des optiques spéciales pour chacun d’eux. A priori il est difficile de dire quel sera le meilleur. Il semble toutefois que les courants alternatifs conserveront une certaine supériorité à cause du faible voltage et de la grande stabilité des arcs qu’ils produisent.
- A rendement égal, les courants alternatifs offrent en outre une grande facilité pour la distribution de la lumière au-dessous de l’horizon avec les optiques bifocales et pour l’emploi d’appareils plus petits et plus symétriques.
- En présence des résultats très satisfaisants fournis par les courants alternatifs et des remarquables avantages des machines de Méritens et des autres alternateurs, le service des Phares français n’a pas cru devoir continuer les essais sur les courants continus avec les appareils dioptriques actuels. Le chemin reste néanmoins ouvert à l’initiative des constructeurs (1).
- F. G.
- 1‘) MM. Sautter et Harlé ont récemment proposé un projet plus radical consistant en un projecteur Mangin tournant au-dessus d’un bain de mercure analogue à ceux des feux-éclairs de M. Bourdelles.
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- FAITS DIVERS
- Le règlement intérieur du Laboratoire central d’électricité, dont M. Guilbert a exposé dans le dernier numéro les points principaux, mérite de fixer l’attention de tous ceux qui, désireux de s’engager dans des recherches , expérimentales, voudraient profiter des appareils que le : Laboratoire met à leur disposition. -
- Quoique nous ne nous associions pas aux prévisions : optimistes de M. Guilbert, et que nous aurions, au contraire à critiquer, au point de vue des résultats pratiques ; que l’on peut en attendre, plusieurs dispositions du règle- ; ment, nous reproduirons celui-ci sans nouveaux com- j mentaires.
- Administration. Art. i. — Le Laboratoire central d’électricité est administré par une commission composée ; du bureau de la Société internationale des électriciens, ; des anciens présidents de cette Société, du président du = Syndicat des industries électriques, et d’un délégué du \ Conseil municipal de la ville de Paris.
- La commission administrative nomme chaque année, à ; la première séance annuelle, un président pris dans son 1 sein, et un secrétaire pris parmi les membres de la Société.
- Ses séances sont présidées par le président de la \ Société, lorsqu’il est présent.
- La commission est convoquée par son président, qui dresse l’ordre du jour et agit, soit de sa propre initiative, soit sur l’invitation du président de la Société.
- Les procès-verbaux des séances sont copiés sur un registre et signés par le président et le secrétaire.
- Direction. — Art. 2. — Le directeur a sous ses ordres tout le personnel attaché au Laboratoire. 11 exécute sous sa responsabilité toutes les décisions prises par la commission administrative.
- Il présente, à chaque réunion de la commission, un rapport sur les travaux effectués depuis la séance précédente et sur l’état des expériences, essais et recherches en cours d’exécution.
- Chaque année, dans le courant de novembre, il soumet à la commission le résultat des opérations de l’exercice en cours et un projet de budget pour l’exercice suivant.
- Personnel. — Art. 3. — Les chefs de travaux, préparateurs et agents, sont nommés par la commission sur la proposition du directeur.
- La commission fixe les indemnités ou traitements alloués à chacun d’eux et détermine leurs attributions.
- En aucun cas le laboratoire n’est responsable des accidents survenus, dans le cours des expériences, aux appareils qui lui ont été confiés.
- Comptabilité. — Art. 4. — La comptabilité est tenue au siège social, sur les pièces de journal et de caisse fournies par le directeur.
- Les livres employés doivent permettre de se rendre facilement compte si toutes les sommes affectées au service du Laboratoire reçoivent bien leurs destinations.
- Le directeur ne peut engager aucune dépense supérieure à 200 francs sans l’autorisation de la commission.
- Le payement des dépenses du Laboratoire est fait à la caisse de la Société sur le vu d’un mémoire certifié par le fournisseur, visé par le directeur et signé par le président de la commission. Les menues dépenses sont payées par le directeur et réglées tous les mois à la caisse de la Société.
- Les recettes de toute nature du Laboratoire sont versées à la caisse de la Société tous les mois dans les cinq premiers jours, et, dans tous les cas, dès que le total'des sommes perçues atteint rooo francs. Le versement est appuyé d’un relevé de recettes jour par jour.
- Ouverture et fermeture du Laboratoire. — Art. 5. — Le Laboratoire est ouvert tous les jours de 9 heures du matin à 6 heures du soir. Il est fermé les dimanches et jours fériés.
- Bibliothèque. — Art. 6. — Les ouvrages composant la bibliothèque du Laboratoire peuvent être consultés, sur place, par les membres de la Société internationale des électriciens et par les'personnes ayant reçu une autorisation spéciale du président de la commission administrative.
- Ces ouvrages, placés sous la haute surveillance du directeur, ne pourront, en aucun cas, sortir du laboratoire.
- Redevances. — Art. 7. — Les travaux effectués au Laboratoire pour le compte des tiers, ou par des tiers, donnent lieu à des redevances déterminées.
- Le tarif de ces redevances sera arrêté par la commission, affiché à l’entrée du laboratoire et publié dans le bulletin de la Société.
- Le montant des taxes applicable à chaque travail est exigible d’avance.
- Travaux effectués pour le compte des tiers. — Art. 8. — Dès qu’un appareil ou un objet à expérimenter ou à étalonner est apporté au Laboratoire, il est inscrit sur un registre avec un numéro d’ordre.
- L’essai est fait dans le délai le plus court possible; les résultats en sont attestés par un certificat portant le timbre à dates du Laboratoire et signé par le directeur. Il est conservé une copie du certificat sur un registre spécial.
- Dans le cas où un travail non prévu au tarif serait demandé, le directeur ferait savoir à l’intéressé si le travail est possible et ce qu’il coûterait approximativement.
- Ledit travail serait alors effectué après versement de la somme indiquée, et le règlement définitif n’aurait lieu qu’après exécution.
- Aucune communication verbale ou écrite des résultats d’un essai ou d’une expérience ne peut être faite à d’autres personnes qu’à l’intéressé, à moins d’autorisation écrite de sa part.
- Travaux effectués par des tiers. — Art. 9- — Pour
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- être admis à effectuer des travaux au Laboratoire, il faut en adresser la demande au directeur, avec une note détaillée sur le résultat cherché, les moyens à employer pour l’obtenir, les appareils nécessaires et la durée probable de ces travaux.
- Le directeur transmet la demande au président de la commission qui statue, sans avoir à motiver sa décision.
- Si les travaux sont autorisés le président fixé la durée maxima du séjour du titulaire de la demande au Laboratoire et la redevance qu’il doit payer.
- Le titulaire doit s’engager à rembourser tous les frais que nécessiteront ses expériences et il peut être tenu de verser à titre de garantie une provision déterminée.
- A l'expiration du délai qui lui aura été fixé si le titulaire demande une prolongation, il doit justifier des résultats obtenus et de l’utilité de continuer ses recherches. Le président de la commission, sur un rapport du directeur, statue sur cette nouvelle demande.
- Si les recherches faites par les tiers nécessitaient l’acquisition ou l’appropriation de certains outils ou appareils. la commission peut autoriser le directeur à payer une partie des frais, à la condition que le matériel acquis reste la propriété du Laboratoire.
- Confèrences et recherches. — Art. io. — La commission administrative peut autoriser ou provoquer des conférences, des expériences ou des recherches, au Laboratoire, sur certaines questions intéressant l’électricité.
- Dans ce cas, le directeur prépare le devis des dépenses â prévoir, et les conférences ou expériences ou recherches ne sont faites qu’après ouverture de crédit par la commission*
- Élèves. — Art. n. — Le nombre des élèves à admettre au Laboratoire est fixé par la commission administrative.
- Les candidats doivent adresser une demande au directeur en indiquant leur nationalité, en énumérant les titres ou diplômes qu’ils possèdent. Leur admission est prononcée par le président de la commission, sur l’avis du directeur.
- Les élèves admis doivent verser une redevance mensuelle de 20 francs payable d’avance.
- Leur présence au Laboratoire doit être d’au moins six heures par jour. Ils doivent se soumettre aux ordres du directeur, ou, en son absence, à ceux des chefs de travaux qui le remplacent.
- Ils sont responsables du matériel qui leur est confié.
- Les absences non autorisées ou non justifiées et les infractions au règlement donneraient lieu à un premier avertissement.
- Pour inexactitude répétée ou pour faute grave, le directeur peut interdire provisoirement l’entrée du Laboratoire à un élève, sauf à en référer au président de la commission administrative, qui aurait à se prononcer sur l’exclusion définitive.
- Les élèves qui, pendant un séjour d’un ah au moins, auront fait preuve d’assiduité et de connaissances pratiques suffisantes dans le maniement des appareils de
- mesure recevront un diplôme signé par le président de la commission administrative et le directeur du Laboratoire.
- Une partie des eaux potables de New-York était depuis longtemps souillée par les eaux d’égout d’une petite ville, Brevvsters, située à 20 milles de la capitale. Les hygiénistes ayant reconnu que plusieurs épidémies s’étaient propagées parmi les consommateurs de ces çaux, ont résolu d’y porter remède, en désinfectant toutes l^s eaux d’égout déversées par la ville de Brewsters.
- Le système le moins coûteux a paru être celui préconisé par M. E. Woolf, qui consiste à électrolyser l’eau de mer et à mélanger le produit aux eaux à désinfecter. Les chlorures de sodium et de magnésium que contient l’eau de mer sont convertis en hypochlorites, qui sont, comme on le sait, d’excellents antiseptiques par leur action oxydantes sur les micro-organismes.
- UElectrical Engineer, en décrivant l’installation qui a été établie à Brewsters, dit que M. Woolf emploie des électrodes positives en cuivre platiné et des électrodes négatives en charbon.
- L’installation comprend une dynamo donnant 700 ampères sous 5 volts. Une cuve électrolytique d’une capacité de 5ooo litres contient trois électrodes platinées et quatre électrodes de charbon. Le procédé est continu: l’eau circule à une vitesse convenablement réglée pour la proportion voulue de produits oxydés.
- L’emploi de cette solution désinfectante a remédié en grande partie aux inconvénients mentionnés. En tout cas, les eaux d’égout sont rendues, par leur mélange avec cette solution, complètement inoffensives. C’est du moins ce qu’affirme le Dr Edison, qui a pris l’initiative de cet essai, et qui en face des résultats obtenus en recommande l’application dans les grandes villes.
- La mine de cuivre Stora Koppaberget, en Suède, est remarquable par l’ancienneté de son exploitation. Cette mine fournit, en effet, du cuivre depuis près de 800 ans. On a pu établir, dit Industries and Iron, qu’en 1228 elle donnait des profits considérables à ses heureux propriétaires. On connaît le rendement de cette mine depuis i633, année pendant laquelle la production de cuivre fut de 1 336 tonnes, jusqu’à nos jours. Le maximum de production a été atteint vers le milieu du dix-septième siècle, 3455 tonnes ayant été extraites en i65o. Depuis, le rende ment semble avoir diminué. En 1750, en effet, on n’a extrait que 75o tonnes, en i85o, 843 tonnes, enfin, en 1891, on n’en a retiré que 27r tonnes, chiffre le plus bas enregistré.
- Un tableau indiquant la date [d'expiration des principaux traités avec les usihes à gai:, donné par le jBulletin
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- de la fédération internationale des consommateurs de gaz, nous apprend que les premiers traités à expirer sont les suivants :
- Bourges, 1893; Poitiers, 1899; Nancy, 1901; Versailles, 1902; Lyon, 1903; Paris, igo5 ; Chartres, ioo5; Le Havre, igo5; Nantes, 1906; Nîmes 1906; etc.
- La ville qui se trouve liée par le plus long bail est Rennes, dont le traité n’expire qu'en 1950!
- M. Ch. Langlassé a présenté à l’examen de la Société d’encouragement une serrure à avertisseur électrique dont le but est de signaler la présence des voleurs, qui, pour s’introduire dans les appartements, essaieraient de crocheter la serrure de la porte d’entrée.
- Voici en quoi consiste cette disposition, d’après le rapport fait par le colonel Pierre.
- Le côté extérieur de la plaque de fond de la serrure porte au-dessus du canon d’entrée de la clef une tige faisant fonction d’isolant, et qui pénètre d’une petite quantité dans le canon.
- Si l’on introduit la clef dans son canon, soit par l’intérieur, soit par l’extérieur de la porte, la tige de la clef rencontre le bout inférieur de l’isolant, le soulève, fait appuyer le bout supérieur sur un fil électrique, et il se produit un contact qui ferme le courant sur une sonnerie d’alarme.
- Pour prévoir le cas où l’on se servirait d’une fausse clef, d’un fil de fer ou d’un clou, dont la tige serait moins grosse que celle de la clef même, M. Langlassé a placé dans l’intérieur de la serrure un autre dispositif à contact.
- L’alarme est donnée inévitablement, soit que l’on se serve d’une clef ordinaire ou de tout autre outil, soit que l’on agisse sur le bouton du demi-pène.
- Cette serrure a, paraît-il, déjà protégé efficacement plusieurs maisons de campagne des environs de Paris.
- La nouvelle expédition polaire du lieutenant Peary emporte tout un appareillage d’éclairage électrique fourni par la maison Dalett et C°, de Philadelphie. Cet appareillage, qui servira à éclairer le campement d’hiver du lieutenant Peary, sera transporté sur des traîneaux avec attelages de chiens sur les neiges et les glaces des régions polaires. Il comprend une dynamo de i5 ampères, pour trente lampes, un machine Case de 2,5 chevaux, et tous les appareils de rechange pour une durée de deux années.
- La question de la véritable origine du contraste des couleurs est encore des plus débattues parmi les physiciens. L’hypothèse Ÿourtg-Helmholtz attribue la perception d’un contraste de couleurs comme, par exemple, l’apparence bleuâtre d’une ombre éclairée par une bougie en plein jour, à une erreur de jugement résultant de ce
- que la lumière de la bougie est prise comme représentant la lumière blanche. Dans YAmerican Journal of science, M. Alfred M. Mayer essaie de montrer par une série d’expériences que la perception d’un contraste de couleurs est due à des causes purement physiologiques et nullement psychiques.
- Des expériences fàites avec le plus grand soin ont montré que la perception d’un contraste de couleurs n’exige certainement pas plus de i/i5 de seconde. Une étincelle de 8 centimètres de long fournie par une machine de Holtz et durant un millionième de seconde fait paraître rose brillant un anneau sur fond vert émeraude. Quand on fait passer l’étincelle entre deux boutons de laiton placés en face d’un morceau de miroir argenté à demi-recouvert d’un morceau de verre vert, le passage de l’étincelle donne lieu à un phénomène optique remarquable. La partie réfléchie seulement par le miroir est blanche, mais des deux images réfléchies par le verre vert et par le miroir, la première paraît rouge par contraste, et la dernière est colorée en vert par transmission à travers le verre, de sorte qu’une source de lumière blanche paraît simultanément blanche et rouge.
- Les expériences de M. Mayer, dit la Revue scientifique, tendent à confirmer les vues de Hering, qui admet que lorsqu’une partie de la rétine est stimulée, les parties voisinantes sont affectées par une sorte d’action inductive qui produit des perceptions complémentaires.
- ATVVWVWWWvVVWV
- Pour protéger les globes en verre mince dont oh recouvre des objets et des instruments délicats on peut se servir de toile métallique très fine que l’on obtient par la galvanoplastie,
- A cet effet, dit YElectrical Review, on confectionne une enveloppe de toile prenant la forme du globe à recouvrir. On raidit cette enveloppe en l’imbibant de vernis. Quand ce vernis est sec, on saupoudre de plombagine, et l’on plonge le tout dans un bain de cuivre, de préférence au cyanure. Le dépôt métallique doit s’effectuer lentement afin de conserver toutes les finesses du tissu.
- Pour finir la surface extérieure on décape dans de l’acide nitrique dilué, puis on expose des vapeurs de sulfhydrate d’ammoniaque. On obtient ainsi un enduit d’un noir intense.
- Dans les environs de San-Francisco un moteur de marée pompe 4 5oo mètres cubes d’eau par jour dans un réservoir élevé de 3o mètres. C'est encore une démonstration de la possibilité d’appliquer pratiquement la force motrice des vagues.
- Jean-Daniel Colladon vient, comme on le sait, de mourir à Genève, sa ville natale, pendant le cours de sa 91e année. C’est en 1825 que ce savant vint à Paris pour la première fois. Quoique âgé seulement de vingt-trois
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- ans et qu’il eût à-pêine’ têrrninë'‘son éducation, il fut reçu \ avec distinction par les phÿsiciëns les plus éminents. Il 5 voyait souvent Arago qui'invoqua son témoignage dans { une circonstance 'qu’il 'jugeait assez importante pour j avoir formulé une demande de'priorité formelle: ;
- En 1844 Faraday, publiant le second volume de ses l Recherches sur'V électricité, y attribuait à Ampère la; découverte du mouvemént que prend un fil mobile par- > couru par un courant voltaïque quand il est placé hori- * * zontalement à quelque distance d’un disque métallique j mis en rotation. Arago publia immédiatement dans les i Comptes rendus la note suivante, où l’on voit clairement j indiqué le rôle que jouait Colladon à cette époque mé- j morable dans le développement des découvertes élec- i triques : - ...... :
- « J’ai pensé, vers le commencement du mois d’août i 1826, que mes expériences' devaient être renouvelées } en substituant des courants aux aiguilles magnétiques. , N’ayant pas de pile, je priai mon ami Ampère de , faire monter l’appareil dans le cabinet de physique du Collège de France. Le répétiteur, 1M, Ajasson de j Grandsagne, prit les dispositions nécessaires ; mais le; jour où l’on fit le premier essai, au moment où le fil ; commençait à s’ébranler, l’axe rotatif du plateau se : brisa.1 Comme je partais le lendemain pour les Pyrénées, , j’autorisai Ampère à continuer l’expérience. M. Colladon ' présida à la reconstruction de l’instrnment et-y.irifro- ; duisit des perfectionnements importants. Cette fois, le fil s’ébranla presque à l’intant même où le plateau commença à tourner, Ampère s’empressa de me transmettre le résultat obtenu. »
- La lettre d’Ampère est datée de Paris, 1" septembre; elle se termine ainsi : « J’ai aussi à vous prier, si vous trouvez la note que je vous envoie comme elle doit être, d’écrire à M. Savary de l’insérer telle qu’elle est dans les Annales de chimie et de physique, sauf tous les changements ou additions que vous êtes parfaitement libre d’y faire, puisque l’expérience est de vous ».
- Éclairage électrique.
- L’hôpital de l’Académie impériale de médecine de Saint-Pétersbourg vient d’être pourvu d’une installation étendue d’éclairage électrique, exécutée par la maison Podobedoff. D’après YElectrical Review, de Londres, le système employé est celui à haute tension avec transformateurs, qui a permis de .placer la station centrale sur * les bords de la Neva, assurant une alimentation d’eau * régulière et permettant aussi d’éclairer les bureaux, assez , éloignés, de l’administration de la guerre.
- La plus grande distance entre l’usine génératrice et les lieux de consommation-est d’environ 1900 mètres'.* La.plus . forte chute de potentiel dans les câbles à'haute tension ' est de 2 0/0. * •!*'.' • \ ) 1
- La vapeur est fournie par des chaudières'' tubùlaires.rde.
- Fitzner et Gamper, présentant chacune 160 mètres carrés ’ de surface de chauffe.
- Les machines â vapeur sont au nombre de deux, couplées directement avec les machines dynamo. Ce sont des machines à triple expansion pour 12 atmosphères développant 3oo chevaux, à 170 tours par minute.
- Les générateurs électriques sont des alternateurs Ganz de 180 000 watts.
- Le nombre de lampes installées jusqu’ici est de 358o, de 16 à 100 bougies, et 12 lampes à arc.
- Les lignes, aériennes, sont en bronze silicieux; elles ne sont isolées qu’aux croisements de rues ; le long des maisons elles sont fixées sur des isolateurs à huile.
- Les transformateurs, au nombre de 25, sont installés à l’intérieur des bâtiments. •
- L’exploitation de cette station a été confiée pour une durée de six années à la maison Podobedoff.
- t '
- - Une des plus riantes hôtelleries champêtres des environs de Paris, l’Écu de France, sur les bords de la Marne, est éclairée depuis cette année à la lumière électrique. On brûlait autrefois plus de 15 francs de pétrole par soirée. Aujourd’hui, avec 3 francs du même pétrole, on actionne le moteur qui charge les accumulateurs.
- Télégraphie et Téléphonie.
- Nous apprenons que les essais de réception définitive du câble Marseille-Bizerte-Tunis, qui a été fabriqué dans les usines Grammont, â Pont-de-Chérui, viennent d’avoir lieu dans la nuit du 17 au 18 août. . . • . .
- Ces essais, faits en présence des ingénieurs de l’Etat, ont donné pleine et entière satisfaction. C’est avec plaisir que nous constatons ce résultat; les Anglais ont eu longtemps le monopole dé la .fabrication des câbles sous-marins; aujourd’hui l’industrie française est en mesure de soutenir la lutte.
- La maison Grammont, de, fondation récente, concourra avec les maisons déjà en lice à faire développer le réseau sous-marin français.
- Il est question de. relier tous les commissariats de police à la préfecture au moyen du téléphone.
- Cette mesure rencontre, paraît-il, une certaine opposition de la part du conseil municipal et surtout des commissaires de police. Ces derniers disent notamment que si le téléphone remplace le télégraphe, il ne restera aucune trace des ordres qu’on leur envoie.
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- Imprimeur-GérantV. NohY.
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- • - Imprimerie de-la'Lumière ? Électrique. — Paris.
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- La Lumière Electrique
- JL
- Journal universel d'Électricité
- 31, Boulevard des Italiens. Paris
- Directeur : Dr CORNÉLIUS HERZ
- XV' ANNÉE (TOME XLIX) SAMEDI 9 SEPTEMBRE 1893 N» 36
- SOMMAIRE. — Les méthodes de mesure de la self-induction; Paul Boucherot. — Applications mécaniques de l’électricité; Gustave Richard. — Recherches récentes sur la théorie électromagnétique de la lumière; C. Raveau.
- — L’éclairage électrique des trains. — Chronique et revue de la presse industrielle : Électrométallurgie de l’or, par Mollo.y. — Imprégnation hydro-électrique, des bois, par Oncken. — Sur la suppression des étincelles; dynamos à courant continu sans enroulement inducteur, par W.-B. Sayers. — Dangers des canalisations électriques au point de vue des canalisations de gaz. —- Revue des travaux récents en électricité : Interférence des ondulations électriques par réflexion normale sur une paroi métallique, par MM. Ed. Sarasin et L. de La Rive. — Sur la réflexion des rayons de force électrique, par M. A. Garbasso. — Sur la transparence de l’ébonite, par R. Arno.
- — L’éther luminifère, par sir G. Stokes. — Faits divers.
- LES METHODES DE MESURE
- DE LA SELF-INDUCTION
- Les questions relatives aux coefficients de self-induction des bobines sans fer sont déjà assez anciennes; ainsi, l’on trouve dans les œuvres de Gauss entre autres le problème suivant : Construire une bobine dont le coefficient de self-induction est maximum.
- Mais ce n’est que depuis quelques années seulement que ces questions ont été étendues par différents auteurs aux bobines contenant du fer.
- Parmi ces questions la moins importante n’est pas celle de la mesure du coefficient de self-induction d’une bobine.
- Notre but, en écrivant cet article, est de résumer aussi succintement que possible l’état de la question en faisant entrer toutes les méthodes connues dans une sorte de classification et en examinant les résultats qu’elles fournissent dans l’un et l’autre cas.
- Lorsqu’il y a du fer dans une bobine inductive, on peut encore admettre que cette bobine a un certain coefficient de self-induction, mais ce coefficient est alors variable et dépend de l’intensité qui traverse la bobine. Ce coefficient
- peut encore être défini, comme lorsqu’il n’y a pas de fer, par le quotient du flux par l’intensité, mais il n’y a alors aucun intérêt à faire cette définition, car dans les calculs ce coefficient n’entrera jamais seul et sera toujours multiplié par l’intensité.
- Il est donc plus simple de toujours considérer le produit (LI) ou <I> ; et toute méthode qui permettra de mesurer (L I) pour chaque valeur de I, permettra donc de mesurer la quantité L, homogène à un coefficient de self-induction. Pour mesurer un coefficient de self-induction, il faut nécessairement s’adresser à un phénomène dans lequel ce coefficient intervient, et comme les phénomènes d’induction ne naissent que par suite de variations de courants, on ne peut choisir qu’entre l’établissement d’un courant continu et le régime normal d’un courant périodique.
- Mais une classification de méthodes de mesure ne repose pas nécessairement sur le phénomène qu’on utilise; aussi trouvons-nous préférable de présenter ces méthodes en les classant d’après le procédé mathématique qui leur sert de base.
- A ce point de vue, dans toutes les méthodes de mesure du coefficient de self-induction, c’est toujours plus ou moins directement la force contre-électromotrice de seli-induct.ion qui sert
- ‘2 S
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- à déterminer L. Or, cette force contre-électromotrice étant
- _ dl> _ d (LI) e “ at ~~ dt 1
- méthodes intégrantes; et celles de la première: méthodes non intégrantes (1).
- Méthodes non intégrantes.
- si elle se trouve placée en série avec une résistance R et une force électromotrice E, l’équation du courant est :
- E rz RI -f
- d (LI) dt 5
- E étant une fonction quelconque du temps connue.
- Toute méthode qui permettra de mesurer (E — RI) sera donc une méthode de mesure
- de^±D. L’intégration donnera les valeurs de
- (LI) en fonction du temps, et si l’on a mesuré en même temps I en fonction du temps, on aura finalement (LI) en fonction de I, et par suite L en fonction de I.
- Remarquons en passant que cela revient à établir la courbe du flux en fonction de l’intensité ou du flux en fonction de la force magnéto-motrice ou de l’induction en fonction de la force magnétomotrice.
- Les méthodes qui ont été imaginées jusqu’ici pour la mesure du coefficient de self-induction peuvent alors être divisées en deux grandes catégories :
- Dans les unes, la mesure effectuée ne donne qu’une des valeurs de (E — RI) à une certaine époque, et c’est par une série de mesures faites à des intervalles connus que l’on obtient la loi de variation de (E — RI) en fonction du temps. L’intégration faite sur le papier :
- f (E — RI) dt =* J d (Lï) = LI
- donne alors la valeur de LI à une époque quelconque.
- Dans les autres, la mesure effectuée donne l’intégration
- J~1' (E -lU)dl = (LI),, — (LI),
- toute faite entre deux époques déterminées. Il suffit alors de faire varier, si l’on peut, les époques t et /' pour obtenir la valeur de LI à une époque quelconque.
- Nous distinguerons les méthodes de ces deux catégories en appelant celles de la seconde ;
- Parmi les méthodes qu’il est possible d’imaginer dans cette catégorie, une seule a été appliquée, celle de MM. Arnoux et Cabanellas (2). Cette méthode, imaginée spécialement pour mesurer le flux <1> = LI dans le cas qui nous occupe, c’est-à-dire lorsqu’il y a du fer, consiste à mesurer à chaque instant la différence de potentiel (E — RI) à l’aide d’un galvanomètre ou électromètre à indications rapides. Dans les
- (*) Cet article était donné à la rédaction bien avant qu’ait paru dans le dernier numéro de La Lumière Electrique, l’article de M. Blondel sur un sujet analogue. Aussi ne puis-je pas donner aux observations qui vont suivre tout le développement désirable; mais j’espère qu’elles seront très compréhensibles malgré cela.
- Je suis absolument de cet avis, et je trouve l’idée très heureuse de donner le nom de coefficient de réaction d<l>
- propre à l’expression -j- que différents auteurs ont eu l’occasion d’envisager, en gardant intact le nom de coef
- Jicient de self-induction pour l’expression ~j ; de cette façon aucune confusion ne sera possible, et la discussion que nous avons eue à la Société des électriciens aurait été évitée, si l’auteur avait présenté de suite la chose sous cette forme, qui aurait peut être aussi pu satisfaire la commission d’examen des propositions pour le congrès de Chicago.
- Je suis d’un avis tout différent de celui de l’auteur en ce qui concerne les mesures de ces deux coefficients : Le coefficient de self-induction est toujours plus aisé à déter miner exactement que le coefficient de réaction propre. Et voici pourquoi.
- Le coefficient de self-induction s’établit en intégrant
- dt
- et en faisant le quotient de l’intégrale par l’intensité i.
- Le coefficient de réaction propre s’établit en faisant le d$
- quotient de par le coefficient angulaire de la tangente à la courbe i.
- Or, c’est une opinion que tout le monde partage, je crois, qu’à l’inverse de ce qui se passe pour des équations algébriques, lorsqu’il s’agit de représentations graphiques, l’intégrale d’une courbe peut être obtenue avec beaucoup plus d'exactitude que le coefficient angulaire de la tangente dont la valeur est toujours très douteuse, étant obtenue par le tracé graphique d’une tangente.
- Voici en ce qui concerne les méthodes examinées par M. Blondel; pour les autres il ne saurait être question d’une comparaison, puisqu’elles ne déterminent que le coefficient de self-indüction. (Voir plus loin.)
- (a) Comptes rendusy ui février 1887
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- expériences des auteurs, ce galvanomètre portait deux enroulements différentiels comme celui de Pouillet, l’un parcouru par un courant proportionnel à E, l’autre par un courant proportionnel à I. L’appareil donnait donc à cha-
- que instant (E — RI) ou
- d (LI) dt
- L’intégration
- donnait alors LI et L en divisant par I.
- Une seconde méthode qui n’a' pas été appliquée, à notre connaissance, consisterait à mesurer (E — RI), à un instant donné, par un procédé analogue à celui dont- s’est servi M. Mouton (l).
- Un commutateur tournant avec une vitesse angulaire uniforme ferait communiquer à chaque tour la pile de force électromotrice E avec le circuit inductif. Un instant A/ après et à chaque tour également, ce commutateur permettrait de charger un condensateur d’une quantité d’électricité proportionnelle à (E — RI), quantité qui serait ensuite mesurée au balistique, ou de mesurer (E — RI) à l’électromètre. En faisant varier l’intervalle A/, on établirait ainsi la
- valeur de à chaque instant. En s’arran-
- geant de manière que le commutateur donne au même instant la valeur de I, par la différence de potentiel aux bornes d’une résistance connue par exemple, on aurait ainsi LI et L en fonction de I.
- Une troisième méthode consisterait à employer comme force électromotrice une force électromotrice alternative et à mesurer à chaque instant (E— RI) et I par la méthode très connue dont s’est servi M. Joubert pour l’étude des machines à courants alternatifs, c’est-à-dire par contacts tournants (2).
- Cette méthode aurait sur les précédentes l’avantage de faire parcourir des cycles complets, et par variations infiniment petites, au métal employé. C’est d’une méthode analogue, mais par induction, que s’est servi M. Steinmetz pour déterminer les courbes d'hystérésis de différentes substances magnétiques et pour trouver la loi de la perte hystérétique en fonction de l’induction.
- (') Ou à l’aide d’un oscillographe (voir l’article précité).
- (’-) Ne pas confondre cette méthode de mesure avec celle de M. Joubert par courants alternatifs, que j’ai classée dans les méthodes qui intègrent et qui est examinée plus loin.
- Toutes ces méthodes, qui ne présentent évidemment aucun intérêt quand il n’y a pas de fer, parce qu’alors les méthodes qui intègrent sont beaucoup plus simples à expliquer, ont en outre l’inconvénient d’exiger une intégration sur le papier.
- Il n’en est pas de même des méthodes qui intègrent et que nous allons examiner maintenant.
- Méthodes intégrantes
- Ces méthodes peuvent être divisées en deux groupes : dans le premier sont les méthodes dites par extra-courant, dans le second la méthode de M. Joubert.
- On peut imaginer un troisième groupe de méthodes dont nous aurons l’occasion de parler plus longuement.
- Méthodes par exlracouranl. — Dans toutes ces méthodes, quel que soit le mode opératoire, on mesure la quantité d’électricité qui correspond à l'énergie emmagasinée lors de la mise en circuit sur une force électromotrice constante, ou restituée sous forme d’étincelle à la rupture.
- C’est ce phénomène qui a permis à Faraday de découvrir l’induction d’une bobine sur elle-même et qui a été employé le premier, croyons-nous, comme mesure de la self-induction par Edlung en 1857 à l’aide d’un galvanomètre différentiel de Weber; il établissait l’équilibre permanent entre la bobine en question et une résistance égale sans induction; puis en coupant le courant de la pile, il mesurait par la quantité d’électricité mise en jeu par l’extra-courant, le coefficient de self-induction.
- C’est Maxwell le premier qui a indiqué l’usage du pont de Wheatstone à la place du galvanomètre différentiel ainsi que des méthodes par comparaison avec bobines inductives, condensateurs, coefficients d’induction mutuelle.
- Enfin, MM. Ledeboer et Maneuvrier ont imaginé en 1887 pour la mesure des faibles coefficients la méthode cumulative qui permet d’obtenir une déviation permanente en envoyant l’extracourant un très grand nombre de fois par seconde dans un galvanomètre qui n’a pas besoin, comme dans les méthodes précédentes,-d’être balistique.
- 11 va sans dire que dans toutes ces méthodes
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- la présence du fer doit être soigneusement évitée si l’on se sert des formules telles que les auteurs les ont établies.
- Ce cas en effet exige des précautions spéciales.
- M. Ledeboer a montré (1) que lorsqu’il n’y a pas d’aimantation préalable les méthodes par extracourant donnent la valeur de LI correspondant à l’intensité lorsque le régime est établi ; et que lorsqu’il y a aimantation préalable elles donnent la différence entre ce LI et le flux primitif.
- En effet, considérons la période d’établissement du courant. S’il n’y avait pas de self-induction, la quantité d’électricité qui aurait traversé le circuit pendant le temps T serait :
- E
- R
- dt.
- Mais cette quantité est en réalité :
- J?ldL
- Comme l'on a :
- La condition de l’équilibre permanent est :
- a R = 6 R'.
- Pour que lors de l’établissement du régime il n’y ait aucune élongation de la part du galvanomètre, il faut que l’on ait :
- Nous allons chercher quelle condition entraîne cette équation.
- En appelant c la différence de potentiel aux
- d (LI) dt
- + RI = E,
- -t E
- dt
- cette quantité est égale à :
- - é Tdlhl)-
- La quantité correspondant à l'extra-courant est donc :
- bornes du condensateur à un moment quelconque, on a :
- e + pA i = bi3 (i
- et
- de e
- c — R — — li-
- ât a
- V >
- de
- En tirant e et ^ de (1) et remplaçant dans (2),
- il vient :
- , di, d. A i b . p . .
- dt
- (3)
- /' t- fj Ul-= R T d M = 5 [<L1>,- <L » J •
- On mesure donc avec ces méthodes (Li)r - (Li)c.
- Pour mieux mettre en évidence ce résultat, nous allons traiter analytiquement la méthode de Maxwell (par condensateur) et voir ce qu’elle donne lorsqu’il y a du fer.
- Soient q, q, q, q et Ai les intensités à un instant quelconque dans les quatre branches du pont et le galvanomètre (fig. 1).
- D’autre part, l’on a :
- R ’ h — P & i + Rq + —(4 ! et
- h — i? A i ;
- 2*4 3=1 i-i + Ai. (6
- En remplaçant dans (5) q par sa valeur tirée de (4), puis dans (3) q par sa valeur tirée de (5) et q par sa valeur tirée de (6), il ne reste que l’équation suivante en Ai et q :
- , du b
- bC —rr H---
- dt a
- R . 1 d (L ù)
- R' U R7 ~~dT
- (c + p)
- d Ai ~dt
- = A<0 + if' + l + l)’
- (*) La Lumière Électrique, t. XIX, XX et XXI.
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- . 4^5
- Ce qui donne en se rappelant que :
- a R =: b R'
- et en intégrant :
- (' + W + a+ I) f ài dt = bct' ~ W Li> -(? + p)cSi-
- Pour/ = o, les différents termes ont les valeurs suivantes :
- L’intensité t., est nulle, car dans un circuit inductif l’intensité à l’origine est nulle; Li4 a sa valeur initiale (LI)0 et l’intensité M est nulle,
- Q
- car l’intensité it étant nulle, A* = —j—j-, c’est-à-
- P +
- dire égale o, puisque e à l’origine est nul. Lorsque le régime est établi, ix a sa valeur fi-
- E
- nale ou IT; Lix a sa valeur finale (LI)t et
- M est encore nul, puisque c’est le résultat de l’équilibre permanent.
- L’absence d’élongation pendant l’établissement du régime indique que l’intégrale définie
- est nulle.
- On a donc
- bclr - N (lpt + ± (Ll)o = o ;
- d’où
- (LI)t - (LI)0 = h R' G. IT .
- S’il n’y a pas d’aimantation préalable, le coefficient de self-induction correspondant à I est ainsi :
- L = b R' c.
- S’il y a aimantation préalable, le produit b R' C donne :
- (Li)T - (LI)„ fi-
- Cela explique en passant les difficultés que l’on éprouve en appliquant cette méthode. Au début, le noyau n’étant pas aimanté, l’extra-cou-rant n’a pas la même valeur qu’à la seconde mesure; et comme il est très rare que l’on ait à sa disposition un condensateur assez élastique pour pouvoir arriver à l’équilibre pendant la période variable sans toucher aux résistances, en changeant ces résistances on change le coefficient que l’on cherche à mesurer.
- Quoi qu’il en soit des difficultés, les méthodes par extra-courant peuvent aussi servir à déterminer la valeur du coefficient de self-induction en fonction de l’intensité, de même que les méthodes non intégrantes. Elles peuvent donc servir à l’établissement de la courbe du flux en fonction de l’intensité ou de la courbe de l’induction en fonction de la force magnétomotrice et à la détermination de la perte par hystérésis pendant un cycle complet.
- Pour cela, il suffit de faire varier l’intensité dans la bobine par sauts brusques, en agissant soit sur la force électromotrice soit sur la résistance, et de mesurer les élongations correspondantes en faisant passer l’intensité par toutes les valeurs nécessaires pour accomplir un cycle complet.
- Méthode de M. Jouberl. — Nous rappellerons brièvement cette méthode. La bobine de self-induction à coefficient constant est placée dans un circuit parcouru par un cciurant sinusoïdal. Si donc L,,-. est l’intensité mesurée à l’électrodynamomètre, e„n\ la différence de potentiel mesurée à l’électromètre ou au Cardew, la formule de l’intensité dans le cas des courants alternatifs donne :
- ic-ir. — . . =,
- V'K* + «>“- L2
- d’où
- ‘•=iNAsr-R'-
- ce qui, lorsque la résistance est négligeable devant la résistance apparente,, peut encore s’écrire :
- L = -
- td lu IV.
- Un électromètre et un électrodynamomètre suffisent donc à déterminer le coefficient de self-induction. Un électromètre seul peut suffire également en mesurant I0IV. au moyen de la différence de potentiel aux bornes d’une résistance sans self-induction.
- Nous avons classé cette méthode parmi celles qui intègrent, car il en est bien ainsi; l’électro-mètre étant un appareil qui fait l’intégrale
- ri+ t
- ,j, j e2 dt -- n\i.
- J l
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
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- et l’électrodynamomètre un appareil qui fait l’intégrale
- !
- T
- *J+T
- I2 dt = Pcir.
- il est légitime d’appeler méthode qui intègre une méthode dans laquelle on se sert de ces deux appareils.
- Lorsqu’il y a du fer, l’intensité ou Indifférence de potentiel, ou les deux suivant le cas, s’écartent de la forme sinusoïdale; il s’ensuit que les valeurs efficaces sont différentes pour une même valeur maxima ou inversement et que la valeur du coefficient obtenue par la méthode est une
- sorte de moyenne des différentes valeurs du coefficient de self-induction.
- Hâtons-nous de dire que lorsqu’une bobine est construite en vue d’applications à des courants alternatifs, c’est la méthode de M. Joubert qui donne pour la mesure du coefficient de self-induction le meilleur résultat puisqu’elle place la bobine dans les conditions d’utilisation; mais il faut pour cela faire passer dans cette bobine la même intensité efficace que celle qui devra y passer lors de l’utilisation.
- Quelle relation y a-t-il entre ce que donne la méthode et les différentes valeurs réelles du coefficient de self-induction (ou 'pour être plus exact, les valeurs de la quantité homogène à un coefficient de self-induction)? C’est ce que nous allons tâcher de rechercher.
- Supposons une intensité sinusoïdale traversant une bobine de self-induction contenant du fer (fig. 2). Si l’on dépasse la saturation dans le
- fer, le flux obtenu, au lieu d’être une sinusoïde, sera une sinusoïde aplatie et en retard sur celle de l’intensité, ce retard étant dû à l’hystérésis du métal.
- Ici une petite remarque a son importance : Ce retard du flux sur l’intensité n’est pas, comme on l’a cru quelquefois, un retard analogue à celui de l’intensité sur la force électromotrice dans les circuits où il y a de la self-induction.
- Il y a entre ces deux retards une différence capitale qui est celle-ci : Dans le cas d’un courant en retard sur sa force électromotrice, si à un instant quelconque on rendait continue la force électromotrice, l’intensité qui à ce moment n’a pas la valeur correspondant à la loi d’Ohm changerait de valeur pour satisfaire à cette loi au bout d’un.certain temps (théoriquement infini, mais pratiquement au bout de quelques secondes). Au contraire, si dans l’autre cas on rendait continue l’intensité à un instant quelconque, le flux ne changerait pas de valeur, deviendrait continu en gardant indéfiniment la valeur qu’il avait à cet instant. Ce retard n’est donc pas du tout du même ordre que celui du courant; ce n’est pas à proprement parler un retard dans le temps.
- Mais revenons à notre sujet. Le flux étant une sinusoïde aplatie, la force contre-électromotricc sera au contraire une sinusoïde pointue.
- La représentation analytique rigoureuse de la courbe du flux est jusqu’ici impossible; mais on peut approximativement la représenter par :
- <l> sin (t»l — a) ? sin 3 (o> t — a).
- Cette représentation approximative va nous permettre de voir approximativement ce que l’on obtient dans la mesure de L.
- La force contre-électromotrice est en effet :
- e = <0 <I> cos (oit — a) -f- 3 ai <p cos 3 (<ot — a).
- Supposons que la résistance de la bobine est négligeable devant sa résistance apparente.
- L’électromètre va nous donner comme mesure de e0n'. :
- 1 M+T p
- c‘cir=ŸJ |^,r 'I>2 cos- (tôt — a) + 9w2?2cos23 (m/ — '/)
- + 6 tu2 ‘I’<ç> cos(iot — a) cos3 (tût—a)J dt.
- Le troisième terme, étant un produit de sinusoïdes de périodes différentes, équivaut à la somme de deux sinusoïdes en 2 toi et 4 toi et
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
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- ne donne par conséquent pas de résultat dans l’intégration entre les limites / et / -{- T; et l’intégrale devient :
- e*°"' = ~ <•>”“ + 9 -^,
- l’intensité étant I sin w/.
- Il s’ensuit que L donné par la méthode est :
- *t>a + 9 • I2
- Pour une bobine contenant du fer et dans laquelle l’intensité ne dépasse pas une certaine valeur, on peut appeler coefficient de self-induction minimum le'quotient du flux maximum par l’intensité maxima. Ici le coefficient de self-induction minimum sera :
- Nous pouvons, pour fixer les idées, rapprocher ces deux résultats en donnant aux lettres des valeurs numériques.
- Supposons que® soit^ <ï> on aura :
- T $
- Lmin — 0,0 -J- 9
- T $
- L=i,o4 t,
- j’admets qu’un courant
- I' sin c>>/ + J sin S («/ — p) produit un flux
- >l>' sin (<û / — a) + ç' sin 3 (oit — a) + <I>’ p sin 3 (to t — p),
- J étant très petit devant I.
- Il nous suffit alors de chercher J et |3, en admettant que la force contre-électromotrice est parfaitement sinusoïdale et par conséquent le flux aussi, ce qui indique que l’on a :
- 9’ sin 3 (01 t — a) f <I>' p sin 3 (h> / — p) = o ;
- d’où
- P = «.
- Donc avec une force électromotrice
- 01 <!>' cos («> t — a),
- l’intensité obtenue serait approximativement .
- I' sin wt— V -jp sin 3 (w / — a).
- Les valeurs efficaces seraient donc : pour la différence de potentiel :
- et
- L — I,l6 Lm[u*
- Voici le résultat dans le cas où le courant est sinusoïdal et la force contre-électromotrice déformée. Le résultat serait-il le même si la force contre-électromotrice était sinusoïdale et le courant déformé ?
- C’est ce que nous allons chercher.
- Pour permettre cette comparaison nous allons supposer que lorsque l’induction est assez élevée, pour de petites variations de l’induction, les accroissements de flux sont proportionnels aux accroissements d’intensité. En faisant cette hypothèse nous introduisons une petite erreur, mais, étant donné que nous ne cherchons que des chiffres approximatifs, nous pouvons nous la permettre.
- Donc, puisque un courant :
- I sin oit
- e!,n' = - «r ‘I*'
- pour l’intensité :
- et le coefficient L donné par la-méthode :
- L= /ZZElZ.
- V 1,2+1,2
- En admettant encore que ©' soit le 1/10 de <!>', on aura :
- <y
- L — 0,99 -yy.
- Quant à Lm,„, c’est le rapport du flux maximum <I>' à l’intensité maxima. Il nous faut donc chercher le maximum de
- I’ sin ut t
- I' sin 3 '<,> t — a)
- produit un flux :
- *I> sin (tôt
- a) -f- (o sin 3 (oit — a),
- Malheureusement, cela conduit à une équation du 3" degré trop longue à résoudre. Nous remar-
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- LA LUMIERE ELECTRIQUE
- querons seulement que a est toujours compris
- TT
- entreoet^-et que par conséquent le maximum
- de cette expression est compris entre le maximum de
- I' sin m / — I' sin 3m/
- <1>'
- et celui de
- I' sin m / — I' -i- cos 3 m /.
- <1>'
- Le maximum de la première expression est :
- Celui de la seconde :
- r (°.8^ + ÿ#),
- a/
- ou, en remplaçant : -
- i, i I’ et 0,965 1’.
- Lmiu est donc compris entre
- <!>' «[)'
- “I-=°.9Tr
- et
- <!>' _ <!>'
- 0^965!' — 1,04 T”
- et par conséquent L mesuré oscille entre
- L — I, I Lmin L = 0,95 Lmin.
- Toutefois, il est bonde remarquer qu’en pratique a est toujours petit et n’atteint pas souvent
- le - de —; il s’ensuit que L mesuré est toujours
- plus grand que Llllln et compris entre Lmhl et 1,1
- Lnlin*
- Ainsi, pour nous résumer, dans l’exemple que nous avons pris, si le courant est sinusoïdal, la valeur de L trouvée est L = 1,16 L,nlli et si la différence de potentiel est sinusoïdale L = (i à 1,1) Lmi„. Ces résultats diffèrent peu en somme; toutefois il y a lieu de tenir compte de la différence et de déterminer le mode opératoire. Ils montrent qu’il vaut mieux se servir d’une intensité sinusoïdale puisque le résultat ne dépend pas de a, c’est-à-dire de l’hystérèsis
- Quelque soit le mode opératoire, cette méthode
- ne permet pas d’obtenir LI la fonction de I comme les méthodes que nous avons vu précédemment. Il faudrait pour cela y adjoindre deux autres mesures, la mesure de la puissance perdue par hystérésis à l’aide d’un wattmètre ou d’un électromètre monté suivant la méthode de M. Potier et la mesure du décalage a. De cette façon on aurait les valeurs de <1>, 9, a pour toutes les valeurs de I.
- Mais il est évident qu’il serait plus simple d’appliquer une méthode de détermination par points, comme celles que nous avons indiquées dans les méthodes qui n’intègrent pas, et il n‘y aurait aucun intérêt ici à vouloir lui faire donner des résultats en vue desquels elle n’.a pas été imaginée.
- Conclusions. — En résumé, il est possible de déterminer exactement ce que donnent les méthodes de mesure de la self-induction quand on les applique à des circuits contenant du fer.
- Les résultats disparates que ces méthodes donnent quand on les applique sans prévention peuvent être aisément rapprochés, comparés et expliqués quand on veut bien prendre le soin de déterminer les circonstances dans lesquelles on opère, et la peine d’en faire l’analyse mathématique.
- Paul Boucherot.
- APPLICATIONS MÉCANIQUES
- DE L’ÉLECTRICITÉ (j1)
- IJ indicateur à dislance de Gray el Price suppose ses deux électro-aimants GGX (fig. 1) reliés d'une part, en B2, à l’un des pôles d’une pile, et, d’autre part, en B et B,, à l’autre pôle, par les deux rangées des touches du transmetteur, disposées de manière à entrer l’une ou l’autre en jeu, suivant le sens du mouvement du transmetteur. Supposons qu’il s’agisse, par exemple, d’un flotteur : chaque fois que ce flotteur montera d’une division, son aiguille passera de l'une à la suivante des touches reliées à G, qui, attirant son armature g dans la position figurée en pointillé, fera tourner, parle rochet
- (') La Lumière Electrique, 5 août 1893, p. 214.
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
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- f, la roue D* et l’aiguille de l’indicateur d’une dent ou d’une division dans le sens correspondant à la montée du flotteur; puis F retombe dans se position primitive, sans faire tourner la roue Dj, qui reste calée par le contre-cliquet J\, jusqu’à un nouvel appel de G. Au contraire, si le niveau baisse, c’est G* qui agit, et fait de même, en attirant son armature et F-c, tourner D2dans le sens de la baisse de l’eau. Les courses des barres F et F-r sont limitées par des taquets i. i, et les pivotements des cliquets par des butées analogues.
- L’appel de M. R. Varley représenté par la
- Fig-, i. — Indicateur à distance Gray et Price (1892I.
- figure 2 se compose d’une aiguille D, mue par un mécanisme d’horlogerie, et formant successivement, pendant le jour, contact avec les 48 touches B, correspondant aux quarts d’heures du jour,' indiqués par les fiches E du tableau, puis, pendant la nuit, avec les 48 touches G, correspondant aux fiches F. Supposons que l’on veuille, par exemple, que la sonnerie d’appel H parte à 6 heures du matin : on enfilera l’anneau N (fig. 4) sur les deux fiches L et M, marquées VI au tableau E, de sorte que dès son passage sur la touche K de la rangée B, l’aiguille D fermera le circuit de la pile J sur II, par K, M, N, L, P, G.
- Quand l’aiguille D passera à l’heure de midi le haut de sa came T (fig. 3) passera sous le
- levier Q, et le laissera retomber par le rappel du ressort R. Ce mouvement fait, par le rochet
- Fig. 2 à 4. — Appel Varley (1892). Schéma des circuits, détail du commutateur et d'une fiche.
- S, tourner d’une dent le commutateur V, de manière que sa dent X3, actuellement en prise avec le contact Z correspondant à la borne P
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- (fig 2) lâche ce contact, et que la dent diamétralement opposée ferme le contact j, correspon-à la borne G au tableau F des heures de nuit. La commutation des tableaux se fait ainsi automatiquement toutes les 12 heures.
- Dans certaines circonstances : pour le service des mines, par exemple, les mécanismes des sonneries doivent être parfaitement abrités de l’air et de l’humidité, pouvoir même fonctionner dans l’eau.
- La solution proposée par M. Mercier consiste (fig. 5) à enfermer le mécanisme des contacts
- Fig. 5 et 6. — Contacts et sonneries abrités.
- Mercier (1892).
- A, B, C, dans une cloche en acier R, élastique, enfermée elle-même, à joints imperméables, dans le couvercle D, et manipulée par un bouton P, dont la tige ne la traverse pas. L’électroaimant A de. la sonnerie est aussi enfermé (fig. 6) dans une boîte étanche G, dont la poche élastique et imperméable G laisse à la tige du marteau le jeu voulu dans la fente du petit dôme M.
- Le principe du gouvernail électrique de MM. Dyer peut se comprendre par les figures schématiques 7 et 8. Le gouvernail est commandé par une machine à vapeur, dont le mécanisme d’arrêt et de renversement est actionné par une dynamo B. Cette dynamo a son commutateur E (fig. 8) fixé, non pas sur son arbre,
- mais sur un arbre commandé par la roue du timonnier G, et relié à ses collecteurs b b par des fils a a. 11 en résulte que l’armature D de cette dynamo suivra presque synchroniquement les mouvements de E, et que l’on pourra ainsi commander A de la roue de timonnerie G, installée à l’avant du navire : mais il faudrait évidemment , pour assurer la conservation du synchronisme entre E et D, quelques dispositions de détail, dont on ne trouve aucune trace dans la spécification de MM. Dyer.
- Nous pensons aussi devoir faire quelques réserves au sujet du fonctionnement pratique de la pompe électro-magnétique de Johnson et Sloker représentée par les figures 9 à 20, bien
- Fig. 7 et 8. — Gouvernail Dyer (1898).
- que certains de ses détails aient été, au contraire, très bien étudiés. Le mécanisme de cette pompe est tout à l’intérieur, sans aucun joint mobile extérieur, de manière à éviter absolument les fuites de ces joints : avantage précieux dans les pompes à liquéfier les gaz, comme celles des machines à froid fonctionnant au gaz ammoniac.
- La pompe est à double effet, avec deux plongeurs F Fx fixés à une masse de fer centrale F2. Chacun de ces pistons est entouré d'une gaine G Gi ; ces gaines reliées par les tiges G peuvent se déplacer d’une petite quantité dans leurs guides gi- Le fonctionnement de ce piston est le suivant, à chaque extrémité de la pompe.
- Quand le piston monte sur la figure 11, il entraîne d’abord avec lui 1 attirail des gaines G G1, de manière que la gaine inférieure G se sépare, comme en figures 11 et 17, de son siège d, et que son plongeur F aspire par ce siège l’ammoniaque admis de B F dans la capacité^- Au re-
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- tour, le piston applique d’abord (fig. 14) la gaine Osur son siège d, puis il comprime le gaz enfermé en g2 jusqu’à l’ouverture de la soupape de refoulement II (fig. i5) par où il s’évacue en V
- jusqu’à la fin du refoulement, où le plongeur F vient toucher presque sans espaces nuisibles, comme en figure 16, la soupape II. Les mêmes opérations se produisent simultanément, et en
- ordre inverse à l’autre bout de la pompe, avec le plongeur Ft.
- Le mouvement alternatif est communiqué au piston F2 F F, par le jeu de deux solénoïdes sectionnés J J,, à touches//, parcourus par les contacts k et k' (fig. 12) de la barre K. Quand le
- piston est au fond de course de gauche (fig. 12), la barre K vient occuper la position indiquée en traits pleins, où le courant, amené en ku passe par tous les enroulements de J,, et sort en k après avoir traversé seulement le dernier enroulement de droite de J. Le piston est ainsi attiré
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- de gauche à droite avec une puissance graduellement croissante jusqu’à la tin de sa course, ainsi que l’indique le diagramme pointillé figure 20, puis la barre K passe à sa position poin-tiliée, où presque tout le courant passe au contraire au solénoïde de gauche J.
- La barre K reçoit son mouvement alternatif d'un levier O, (fig. 12 et 18) calé sur l’axe ri' du
- Fig-. 14 à 17. — Johnson et Stocker. Jeu d’une soupape de refoulement H.
- balancier n-, commandé par les armatures tjz nr des solénoïdes N et N', qui reçoivent leurs courants du commutateur Q à contacts R R,, R, R3. Quand ce commutateur est à gauche, il relie la borne q' avec R2, et q avec R, de manière que le courant passe en N par Pzz’’N n2 R ^ M J ; lorsque Q est amené à droite, de manière à relier q' avec
- Fig. 18. — Johnson et Stocker. Détail du commutateur.
- Rs et q avec R1, le courant passe au contraire en N’ par P ri’ N’N2' R' qM J. Enfin, le commutateur S reçoit son mouvement du renvoi S,Sri, (fig. 12 et 19) commandé qar les masses de fer S et Su respectivement attirées par E., quand il arrive aux fonds de course, et pourvues de ressorts de rappel dont la tension règle la vitesse de la pompe et la longueur de sa course. Le décollement des masses S S, s’opère, aux fonds de
- course, par le choc des taquets o' et o2 de O (fig. 18) sur le bras S,3 du commutateur, et le mouvement de O est réglé par les dash-pot à air T (fig. 9) des solénoïdes N et N'. Les chocs du piston sur ses gaines GG' sont (fig. ir) amortis par des matelas de gaz g5.
- La pompe de MM. Johnson et Stocker est, on le voit, remarquable par un certain nombre de détails ingénieux, mais il faut remarquer que les fuites de gaz par les garnitures mobiles sont
- Fig. 19. — Johnson et Stocker. Détail du commutateur.
- parfaitement évitées dans un grand nombre de pompes à ammoniac et même à acide carbonifère, et cela par des dispositifs excessivement simples, beaucoup plus simples, en principe, que les appareils électriques que nous venons de décrire, lesquels présentent, en outre, l’inconvénient d’un rendement certainement inférieur. Il semble donc que cette application de l’électricité ne soit pas des plus heureuses, malgré l’ingéniosité de ses auteurs.
- Le fonctionnement de la balance automatique
- Fig. 20. — Johnson et Stocker. Diagramme de compression x et d’impulsion y.
- de Driver, représentée par les figures 21 à 25, est le suivant.
- La matière à peser, du thé par exemple, est renfermée dans une trémie 1 (fig. 21), à deux glissières 4 et 4“, (fig. 25) avec encoches 4* 4r, ménageant, lorsque ces glissières sont fermées, une petite ouverture commandée par deux glissières auxiliaires 5 5a.
- Les glissières principales 4 4a sont comman- ( dées chacune par le bras 7 d’un levier 789, relié,
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- par la chaîne cinématique 10 11 12 i3 14 i5 (fig. 21 et 22) au barreau 16, pivoté en 17, et qui constitue l’armature des deux électro-aimants 18 et 19. Quand 18 attire 17, il ouvre les trappes 4 et 4,,, comme en figure 25 ; quand 19 l’attire, il ferme, au contraire, ces trappes en ne laissant plus ou-
- verte que la petite issue .V, ménagée par leurs encoches 4* 4x. Des garnitures en feutre 4' empêchent (fig. 25°) toute fuite des vantaux 4.
- Les vantaux auxiliaires sont commandés par les électros i8a 19", au moyen de mécanismes analogues à ceux des vantaux princi-
- l7ig. 21. — Balance automatique Driver (1892). Vue par bout.
- paux, que l’on suivra facilement sur les figures 21 à 25, et dont nous avons omis la lettre pour ne pas embrouiller les dessins.
- Ceci compris, supposons la trémie entièrement fermée.
- Quand on ferme la clef 32 (fig. 22) le courant passe, de 70 à 71, par 72, le fléau principal 37 (fig. 21), le fléau auxiliaire 49 (fig. 2.3), le contact 54, le fil 73 et les électro-aimants 18" 18, qui ouvrent en conséquence les vannes principales
- 4 et 4“. En même temps, ainsi que l’indiquent les figures 21 et 25, la fermeture du contact 32, par son levier 35, pivoté en 3q, a repoussé le taquet 28* de la tringle 28, de manière à faire passer la courroie sur la poulie fixe 26. qui commande le malaxeur de la trémie, dont l’écoulement se trouve ainsi régularisé. Le thé tombe alors à plein débit sur celui des plateaux 45 qui se trouve actuellement au-dessous de l’ouverture 3.
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- aOq
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- Il en résulte que le fléau auxiliaire 49 se met
- Fig-. 22. — Balance Driver. Schéma des circuits, à basculer peu à peu, malgré son ressort 5i
- jusqu’à ce qu’il rompe en 54 le circuit des électros 18 et i8rt, puis ferme en 55 celui des électros 19 par 74, 63, 65, 75, de manière à fermer les vannes principales, ne laissant plus
- Fig-. 23 et 24. — Balance Driver. Détail du iléau.
- ouvertes que les vannes auxiliaires, jusqu’à la fin de la pesée.
- En ce moment, quand le plateau 40 a reçu sa
- n m
- Fig. 25 et 25". — Driver. Vue en dessous de la trémie et détail d'une trappe.
- pleine charge, le fléau principal 37 s’abaisse et complète par 66,67,69, le circuit 72, 87,64,66,69, 76. 60, 76", iga de manière à fermer, par l’élec-
- tro 19", les vannes auxiliaires, et à déclencher, par l’armature 57 de l’électro 60, le pivot 47 des plateaux 45 supportés par les bras 46. Ces pla-
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- teaux tournent alors, sous l’influence du balourd du plateau chargé, de manière qu’il se décharge en 3g“ (fig. 21) en même temps qu’il amène à sa place, sous la trémie, un plateau vide. Après quoi les mécanismes reprennent leurs positions
- an tSZ
- Figr. 26. — Balance Driver à relais. Schéma des circuits.
- primitives, et recommencent automatiquement une nouvelle pesée, jusqu’à ce que l’on ouvre de nouveau le contact 3e. Cette ouverture a pour effet d’arrêter le malaxeur en faisant passer la courroie sur la poulie folle 27, et de fermer mé-
- g. 27. — Détail du contact à chaîne 03.
- caniquement, s’il y a lieu, les vannes par les taquets 36, 36“ du levier 35 (fig. 25).
- Dans la variante représentée par les figures 26 et 27 la plaque 64 du fléau principal 37 porte directement la pointe de contact 63 et les vis de réglage 63x, à contacts flexibles 63“, formés par de petites chaînes de platine sans frottement, et qui rompent le contact toujours pour la même position du fléau. Quand on ferme le contact 3e,
- le courant passe de 70 à 71 par 72, et le fléau principal 37, où il se bifurque, partie par 49, 54, 73 aux électros 18", 18, qui ouvrent les grandes trappes, et partie par 64, 63,63", 65,65“, au relais 80, relié à 71, par 65*. Ce relais, attirant son armature 81, rompt son contact 81.
- Vers la fin de la pesée le fléau auxiliaire 49 s’abaisse, malgré son ressort 51, et ferme le contact 55, qui complète sur 74 le circuit des
- Fig-, 28 et 2<j. — Coupe-verre Havaux (1802).
- électros 19, de manière à fermer les grandes trappes; puis, à la fin de la pesée, le fléau principal 37, basculant à son tour, rompt le contact 63, 63“, de sorte que le relais 80, lâchant son armature, referme le contact 82, et laisse le courant passer par 84, 82, 81, 76, 60, 76“, 18“ aux électros 19“ et 60, qui ferment les petites vannes et font déverser le plateau rempli 45, ainsi que nous l’avons expliqué plus haut.
- L’appareil à couper le verre de M. Ilavùux consiste (fig. 28 et 29) en une lame métallique circulaire L, reliée par ses extrémités aux bornes K K' du circuit et saisie entre deux garnitures
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- 466
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- réfractaires R, qui peuvent se fixer par les vis v la hauteur de la section à déterminer dans le tube en verre qui doit passer à frottement doux dans la lame L.
- Le passage du courant porte la lame L au rouge, et cet accroissement brusque et localisé de la température détermine dans le verre une coupure parfaitement nette.
- Le fonctionnement de l’allumeur électrique de Wood est (fig. 3o) des plus simples. Quand
- Fig-. 3o et 3i. — Allumeur Wood (1893).
- on presse le levier G, on amène la lampe E de la position figure 3o à celle figure 3i où elle ferme par H 1 le circuit des piles B sur le fil C, qui rougit et allume la lampe. Lorsqu’on lâche G, le circuit se rompt et la lampe reste allumée dans la position figure 3o.
- Gustave Richard.
- RECHERCHES RÉCENTES SUR I.A
- THÉORIE ÉLECTROMAGNÉTIQUE DE LA LUMIÈRE (')
- 4. Produit d'un élément de surface par un vecteur dirigé suivant sa normale. — Quand on fait varier ç, -rh Ç, il faut que, pour des valeurs quelconques des Da, Dp, D^, on ait
- o = E |,/ Dr Ds + gDs Dat + h D.v Dy j (7)
- Nous aurons à tenir compte d’abord de la variation par suite du changement de position donnée par l’équation (5); ensuite de la variation
- 8 [D^ Dç] = Dy fi Ds+ Dç £Dj-,
- Les valeurs de ôDi, 3 Dj, S Ds sont données par les équations (6a); en les transportant dans l’équation (7), qui doit être satisfaite pour des valeurs quelconques de Dr, Dj, D2, et ajoutant la première partie de la variation, il vient, tous calculs faits :
- , f , 9£.r , . 9£? a?! ,
- ni + lF + w)y_ Tÿ8~-~JÎ,h
- ou
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- “6/-Sç ldAé+ dÿ + 3'-J
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- -»^ = £n[#^ + |f+ |4]
- 9 r 1 ^ r - >
- + g--[g-£i;-/î£vlJ + ^v[/-£S- / 3
- - 1 * „ R /' , 2 g , 3 lt~\
- + ~-v [/i fi A- -./ fi çj + [/z S v, - g 6 ç].
- Si on considère encore les variations comme des modifications qui se produisent d’une façon continue dans le temps, on obtient les équations (4a) sous la forme primitive qu’elles ont dans Maxwell
- o — A 11 4-
- _3_ /N\ 9 /MA
- Sx \i>) Sz \ (j. J
- etc.
- {') La Lumière Electrique du -j septembre 1893, p. 4i5.
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- . A*0!
- Les deux autres expressions
- dans lesquelles
- comme dans le mémoire de Hertz déjà cité.
- L’expression | Dj D? représente la quantité d’électricité qui traverse, pendant l’unité de temps, l’élément de surface substantiel Dj Ds.
- [DzD,§],
- Dj ont des significations analogues
- pour les deux autres directions de coordonnées.
- Helmholtz remarque ici que dans la théorie de Maxwell, d’après la manière dont Hertz considère les actions électromagnétiques des mouvements électriques, et qui est la même que celle de l’auteur, il s’agit toujours de mouvements relatifs de l’électricité par rapport au milieu qui transmet les actions électriques.
- Les actions électromagnétiques, observées par M. Rowland, d’un disque chargé d’électricité statique doivent être expliquées par un entraînement de l’éther.
- 5. Les variations des composantes de la vitesse a fi Y se calculent le plus facilement.de la manière suivante :
- La quantité de substance qui, pendant l’intervalle de temps dl, traverse un élément de surface Dr Dz, c’est en désignant par p la densité de la substance (pa Dj Ds. dt). Si les déplacements Y|, Ç se produisent, ce ne sera pas exac" tement la même masse qui, par suite de la vi" tesse initiale a |i y aurait dû passer, qui traversera l'élément; il faut en retrancher la masse comprise entre la première et la seconde position de la surface Dj Dz au commencement et à la fin
- dt
- de l’intervalle dl, si la vitesse ~ est positive.
- On aura donc à faire
- 8 a Dl- DcJ — p Dr Dç
- dS ç dt
- Les variations de pa, p p, py sont données par des formules telles que (ja); par suite
- „ d II _ P (p«) 3 (p P) 3 (p y)1
- p -JJ - 0 {p a) + 8 S l~TT + “37“ + ~dT J
- + 3r [p*Sy» — ppsg] .+ ^[P«e5-Pr8«}
- Ceci peut s'écrire, en groupant les termes en p :
- 1 dit . . . _ r3* . 3p . 3y!
- 0 = |~p“dT + p5a + p&H37 + ^ + rzJ
- + P [«5*l — ?6«]+P^ [“£ï— Y S gj | + a8p + 8ç[a lî + p + Y ||]
- + («8tl-peç)ÿ+ («*ç-T*e)|{.
- Nous allons maintenant exécuter des transformations qui ont pour but d’introduire p en facteur dans tous les termes. Groupons tous les termes en a :
- Les termes restants disparaissent.
- D’après une formule bien connue :
- «P=-(g^ (P8?l + ~ (P8r,) + ^ (pi?)); le facteur de a est donc égal à
- — P
- /36S , 3 Sri 3sa
- et on a finalement, en divisant tous les termes de l’équation par p :
- -*'[ü+ü+^l X8»1
- + Tz + Ti]
- 5 8 £ 3 8*^ 9 8
- ^ ras* , d bn
- + “ ls~x + w +.Tz-J-
- Si l’on pose
- 8a.r=-8‘, [j* + + j^] -fj. [«8^- P8ï]
- _4ta85“Ye0»
- on a pour la variation totale ;
- * * , des , psi , 38-o , 38n
- s“=£“» + ^r + “L-ri+ 3F+ 7^ J'
- La variation 8a0 est absolument de la même forme que celle des mouvements électriques ou magnétiques (7 a). Cette remarque permet de suivre mieux l’ensemble du calcul très compliqué des variations et facilite leur exécution (1).
- (’) Helmholtz remarque en outre que les formules de variations développées ici permettent de déduire les équations de l’aérodynamique d’Euler du principe de Hamilton. Cette méthode offre un très bon exemple d’essai de la méthode employée ici.
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- LA LUMIÈRE ELECTRIQUE
- 6. Dérivées par rapport an temps. — Le temps n’étant soumis à aucune variation on n’a qu’à poser simplement
- Les 7), if doivent être aussi différentiés par rapport au temps, parce que, pendant l’intervalle dl, pour lequel on prend la dérivée, les déplacements varieraient également.
- Les forces pondéromotrices. —Nousdésignons, comme plus haut, leurs composantes par X,Y, Z. Le travail de ces forces est produit aux dépens de l’énergie du système lorsque le mouvement a lieu dans le sens des forces. Nous étendons donc la variation par rapport aux coordonnées à la quantité
- o = S^<î>-f J'j J'^+ )\ + y^dxdydz^
- dans laquelle les composantes de la force doivent être considérées comme indépendantes des coordonnées, et par suite invariables.
- La variation de la seconde intégrale donnera, pour le terme en \ :
- ES 5.
- Dans <t>, faisons d’abord varier la partie désignée par <I>t. :
- •///7[c±fa:J^-///H*G)
- + (/* +g',+/>*) + Ôt’+gèg + /ïS/îJ | dx dy dz.
- Le premier terme donne, d’après l'équation (5)
- 1
- 2 dX
- O
- on forme le second, en appliquant les équations (ja) et il viendra finalement
- -*•—î » (0 v+**+w-{- (f£+*4+H)
- e-+- -r
- + 2 sx L
- i 3 r fî + fp
- -]+hm+h tfj
- Zt. désigne la partie de la force S exercée par les masses en mouvement qui provient de la partie <t>c de <I>.
- Cette forme est connue depuis les recherches de Maxwell ; on trouverait des valeurs corres-
- pondantes pour les autres coordonnées et pour les forces magnétiques.
- Il s’agit maintenant de montrer que la partie »I>? de «ï> ne donne aucune force pondéromotrice nouvelle. Nous pouvons écrire :
- 8 ff f d-v^ds/d/jU(§7+ap) + V(Y7-f Pp)
- + W + y p)- « [A(M+i»)-fi<N+«)] —p [/(N + n) -h[L + O] -Y [g(L+/) -/(M+w)] j = 8*, .
- Si l’on fait varier séparément les facteurs, en utilisant les formules de variation établies plus haut, et qu’on divise 8a comme l’indique la formule (8c), on trouve d’abord que la variation de l’intégrale qui s’étend aux termes
- disparaît avec les autres termes, si on ne prend dans ceux-ci que la variation par rapport à a, fi, y et, dans cette variation même, les termes en dl\ dln dit, dt' dl ’ dt‘
- Considérons maintenant dans la variation de a, |S, y les termes 8a0, 8fi0, 8y„; ces termes ont exactement la même forme que les variations If, Ig, Ih et 8 (L-f-/), 8 (M-f-wr), 8 (N+n). Il est alors facile de calculer les variations du déterminant
- A =
- a
- j
- L + /
- P Y
- ë h
- M + m N + n
- On trouve, pour la variation par rapport à 8,
- 8 A = S |
- 9A.
- Sx’
- ce terme se détruit avec celui que fournissent les derniers termes de la variation de a, à sa-
- vo,r : * (w + w + ~dl) etc' <8c)- qm don‘
- nent le produit
- /38Ç
- 1 \3-V
- 36 rj 3r
- 3sa
- sz)’
- lequel par intégration partielle par rapport à a, fournit pour le terme en S; de la variation
- Disparaissent également les termes de l’intégrale
- (Üa p + Vpp+W YP)
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- lorsqu’on effectue les variations de U, V, W, p suivant les règles indiquées plus haut et qu’on prend pour a, (3, y les parties restantes de la variation, à savoir
- (--S). (•>-$)• iT-ï)-
- Il faut donc conclure de cette étude que les forces pondéromotrices données par le principe de la moindre action coïncident exactement avec celles de la théoriede Maxwell.
- 6. — La théorie électromagnétique de la dispersion.
- Pour édifier une théorie électromagnétique de la dispersion, Helmholtz considère comme absolument nécessaire de tenir compte des masses pondérables qui sont plongées dans l'éther : en effet, la dispersion de la lumière appartient à ces phénomènes qui, comme la réfraction, la conductibilité électrique, l’accumulation d’électricité vraie et l’existence de pôles magnétiques, ne se produisent jamais dans l’éther pur du vide, mais seulement à l’intérieur ou aux limites d’espaces qui contiennent, outre l’éther, des masses pondérables. D’ailleurs la théorie de Maxwell montre que des forces pondéromotrices doivent exister même à l’intérieur de l’éther parcouru par des vibrations électriques, et ces forces pourraient mettre en mouvement les atomes pondérables qui se trouvent dans l’éther. Mais si les particules pondérables ne sont pas elles-mêmes électrisées, ces forces seraient proportionnelles aux carrés des moments électriques et magnétiques de l’éther vibrant et seraient égales en grandeur et en direction pour les valeurs positives et les valeurs négatives de ces moments. Elles atteindraient donc deux fois, pendant chaque période vibratoire, leur valeur maxima et deux fois leur valeur minima, de sorte qu’en général elles ne pourraient faire naître ni entretenir des vibrations de la durée d’une période simple.
- Ce n’est que si les particules pondérables contiennent des charges d’électricité vraie que les variations périodiques des moments électriques peuvent donner naissance dans l’éther à des forces pondéromotrices de môme période. L’hypothèse correspondante, d’après laquelle les atomes plongés dans le milieu ne contiendraient que du magnétisme boréal ou du ma-
- gnétisme austral, semble trop invraisemblable pour qu'on l’examine. Au contraire, les phénomènes électrolytiques, en particulier la loi. des équivalents électrolytiques de Faraday, ont conduit depuis longtemps à admettre que des charges électriques de grandeur définie adhèrent aux valeurs des ions unis chimiquement, charges qui peuvent être tantôt positives, tantôt négatives, mais qui ont partout la même valeur absolue pour chaque valence de chaque atome.
- Bien que cette hypothèse fixe de nouveau l’électricité à un support matériel, elle n’est en aucune façon en contradiction avec la forme mathématique que Maxwell a donnée à sa théorie. Cette forme suppose encore la possibilité d’une charge invariable de certains éléments de volume dans les isolants et les équations de Maxwell expriment que les quantités restent invariables dans tous les changements de mouvements électriques, magnétiques ou pondéro-moteurs, bien qu’elles ne doivent dans sa conception des phénomènes être considérées que comme des constantes d’intégration et non comme des substances réelles.
- Ceci n’empêche pas que les forces qui, partant des ions comme centres, rayonnent dans l’espace, ne varient que lorsqu’on fait varier la position des molécules, et se déplacent dans l’espace comme l’expriment les équations de Maxwell.
- La seule chose qu’exige la théorie électrochimique, outre ce qui est contenu déjà dans les équations de Maxwell, est que ces centres de forces électriques puissent passer d’un ion à l’autre dans les décompositions chimiques, comme s’ils étaient fixés à un support substantiel qui serait attiré avec des forces différentes par les valences des ions de différente sorte.
- Si l’éther qui environne un couple d’ions réunis est soumis à l’action de forces électriques et par suite polarisé diélectriquement, les ions polarisés en sens inverse sont exposés aux tensions qui se produisent suivant la direction des lignes de force, c'est-à-dire à deux forces égales et de signe contraire dont l’ensemble constitue un couple qui ne mettrait pas en mouvement le centre de gravité de la molécule, mais qui allongerait ou raccourcirait l’axe de la molécule et la rapprocherait ou l’éloignerait de la direction de la ligne de force.
- En conservant les notations du paragraphe
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- précédent, il faut remarquer que les moments /, g, h n’ont été considérés plus haut que comme dépendant des forces électriques X, Y, Z auxquelles ils sont proportionnels. L'électricité vraie qui peut se trouver dans certains endroits de l’espace et dont la densité était donnée par l’équation
- - 3J , , dh
- a~JK- + 37 + Ts’
- (0
- joue d’ailleurs un rôle, puisqu’elle détermine la distribution et la direction des moments. Mais elle ne fait pas partie de l’électricité qui produit la polarisation des éléments de volume. Il faut distinguer, dans l’établissement des équations du mouvement, les moments électriques de l’éther libre de ceux qui sont dus à l’électricité vraie des ions, lesquels sont soumis à l’influence de forces non électriques, cohésion, frottement, etc.; nous les désignons par x, y, z pour l’unité de volume. Un milieu ainsi rempli d’éther et de couples d’ions serait entièrement analogue, au point de vue de la théorie, à l’intérieur d’un corps aimanté, d'après l’ancienne idée de l’existence de molécules magnétiques bipolaires et comme les lois de la distribution des forces électriques et magnétiques pour les états d’équilibre, telles qu’on les déduit de la théorie de Maxwell, s’accordent entièrement avec celles qui résultent de la théorie de Poisson qui considère des molécules magnétiques et des forces à distance, on peut utiliser ici les valeurs, déduites de cette ancienne théorie, delà quantité d’énergie renfermée dans les éléments de volume d’un espace où règne une distribution électrique moléculaire de cette espèce.
- Dans un mémoire Sur les forces qui agissent à l'intérieur des corps soumis à une polarisation diélectrique ou magnétique, Melmholtz a montré que les phénomènes qui accompagnent la polarisation diélectrique, aussi bien que les forces pondéromotrices de ces masses polarisées conduisent à la même valeur de l’énergie.
- D’après l’hypothèse exposée ici, nos couples d’ions ne se distinguent des molécules isolantes polarisées diélectriquement que parce qu’ils possèdent une inertie; par suite, elles ne se trouvent pas toujours dans leur position d'équilibre, mais peuvent au contraire osciller autour de ces positions, de sorte que les x,y,z peuvent varier indépendamment des /, g, h et que l’énergie potentielle d’électrisation ne dépend j
- pas seulement des trois dernières grandeurs, mais aussi des premières. Ilelmholtz a préféré, au lieu de partir des équations de Maxwell, comprendre les influences nouvelles qui s’ajoutent dans la forme, développée pour l’électro-dynamique du principe de la moindre action ; on évite ainsi d’oublier des actions mutuelles qui s’introduisent nécessairement dans le jeu, ici assez compliqué, des forces et on diminue notablement le nombre des hypothèses indépendantes sujettes à caution.
- D’accord avec Poisson et Maxwell, nous supposons que la force électrique nécessaire pour produire un moment x dans l’élément de volume d'une substance qui contient des molécules bipolaires est proportionnelle à ce moment ; c’est-à-dire que
- 0 est ici, au moins entre certaines limites de l’intensité de la polarisation, une constante. Si on désigne par Sx, S y, Sz des variations infiniment petites de ces valeurs, on aura
- X Sx+ ''i .Sy + Z. Szr= — 8 (x2 + y2 -J- z2). (i ia)
- Le second membre de cette équation représente évidemment le travail qu’ont exercé les forces polarisantes dans la variation des moments et par suite le premier membre est la quantité dont s’est accrue l’énergie de la polarisation, sans que cette formule ne soit valable, comme dans le paragraphe précédent, que pour le cas ou il y a équilibre entre les forces polarisantes et la polarisation quelles ont produite.
- Si nous nous représentons les molécules mobiles, dont nous avons désigné les moments par x,y,z, comme plongées dans un milieu continu dont nous appellerons la constante diélectrique s, de telle façon que les moments et les tensions électriques soient reliés par les équations :
- /=£X g = s Y A = e Z,
- la valeur de l’énergie électrique sera (pour correspondre à l’équation 3a) :
- j J dxdydz
- f- + g2 + h? /x + gy + la
- •+
- r2 + z2
- (Ht)
- le premier et le troisième terme représentent
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- 471
- respectivement l’énergie de polarisation de l’éther et des molécules pondérables; le second est l’énergie des molécules dans le champ X, Y, Z.
- Si l’on considère l’éther qui sépare les molécules comme libre de substance pondérable pouvant subir l’induction, il faut poser s = 477.
- Le second terme, désigné par 4>,„, le terme magnétique, du potentiel cinétique peut être reproduit tel quel, car les ions ne possèdent pas nécessairement un pouvoir inducteur magnétique diffèrent de celui de l’éther et les différences sont, en fait, généralement très petites. Quant à la présence d’une substance aimantée d’une façon permanente, il est inutile d’en tenir compte. Ainsi
- *-=///
- dx dy dz
- 2 |X
- /3w _3U\* /?u_ avy/
- + \dx dzj+\3y 3x)\'
- ( /3Y 3W\5 ». b z dy)
- (ne)
- La troisième partie, <I>7, électromagnétique, se réduit, en négligeant les termes du troisième ordre en fonction des petites quantités (<j n’est pas de ce nombre), à :
- = A f f f dx dy dz J U + a a)
- + V(® +lî') + w (§’+'">)(
- (" d)
- r,,r2, r3 représentent les composantes, non soumises à la variation, de la force de frottement, dont la valeur peut être exprimée par les équations :
- r, = /e.
- ci X
- ,, _ k dI
- dt
- 1\ — h-
- d z
- dt “ ' 2 dt '3 “ "3 dt •
- Si on cherche les conditions pour que
- 8 | <I>, -l- <I>„ + <T>, + R | = o,
- (n/0
- (.2)
- on trouvera :
- 1. Par variation des/, g, h :
- f— x_ K d U g—y_ A dV h — z _ , d W
- e “ Yiï’ ~T~ -A-~dl’ ~ ~A-'df;
- (12a)
- par des différenciations convenables on introduira, comme on l’a fait pour les équations (4d) les dérivées par rapport au temps des L, M, N, données par l’équation (2) et on aura
- a est nul partout, sauf aux points des ions qui sont chargés d’électricité; ce sont les vitesses de ces ions que l’on considère. Les forces électriques qui agissent sur eux devant se réduire à des couples, le centre de gravité des molécules doit, comme on l’a déjà remarqué plus haut, rester en repos; dans ces conditions il faut poser :
- dx d t
- dy d t
- =3 <T
- dz d t
- =y.<r,
- (ne)
- 2. Par variation des U, V, YV :
- ><->
- * £(*+)=£ ©-£(“)
- 3. Lnfin par variation par rapport aux x,y, z
- et par suite
- *< = A f f f,lx ;,r '=! u m {'*x) 4 v 7i (4h >;)
- +ws("+*)!• <"/)
- Enfin dans la dernière partie, le travail R, il faut comprendre, en signe contraire, la force vive et le frottement des ions en mouvement :
- K=-R//Kfë)‘+©)'+(Y)’]
- +
- + y r. + zr,J dx dy dz
- (a.?)
- , 1 . dU
- + ô X_A dT
- d2 x d/2
- + r, —o
- ou, en tirant les valeurs de et de r, des équations (11 h) et (12a),
- 2 / 1 + 0 , d- x , . d x
- .r=—x+w' dA + d/
- -4-0 . d* y • d y
- — y-f^. w+ k,E}
- (.2 d)
- 2 h
- .4-0 , d* z d z
- T" Z + Wl d/2 + dï
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- 472
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- Si l’on pose, pour abréger
- E I •+ 0
- A, =r A,
- il vient
- . „ . d2 x , . d x
- f— a2 x + m + A
- dt
- „ , d2 y , d y
- d/+*df
- A = a2z + w LL; + A
- cW* dl
- (12/ )
- A ces équations données par Helmholtz, j’ajouterai les suivantes : la combinaison des deux premières équations (12b) avec l’équation (12c) permet d’éliminer L et M,si l’on considère e et u. comme des constantes ; il vient :
- ,, d2 /, \ /A —z\ , 3S /A — z\
- A ^ d/2 (/J + V ~ dy* \ . e ) + 9 a;2 ( e )
- _ -IL. /LLlI > _ _L1_ V-x\
- 2sdy\ e ) 2z 2x \ s J
- A''1*! 3? (" +z ) = afî (*-z) + W‘ (" ~2)
- + è(s-y)+;è(*-/)]
- 32
- (isjf)
- a> L (/+ ')=L (f x)+L
- +é-(s~v) + (*-*)]|
- a’!‘' ^ (»+')=L ("->)+L (*-*)
- +5T'('r-ï) + r=("-z)]-
- Systèmes d'ondes planes se propageant suivant l'axe des x. — Posons
- - i'm (/+/>*) in (/+/>x) >»(< + />*'
- g=Be , N=Ce , y —.b e
- 11 est proportionnel à l’inverse de la période, p est l’inverse de la vitesse.
- Les équations (12b) et (icc) donnent pour la valeur des coefficients
- pÏÏLz*>=A c,
- / A (B + b)
- et les équations (12/) :
- çp
- Posons
- B = a- b — m 112 b + i n A.
- [ b — A B, ou
- 1A = -
- ;« a2 -|- i n A ’
- les équations (i3a) donnent :
- p i_—- A __ A ixe A 1 -f- A ~ p
- (i3 a)
- («3 b)
- (îàc)
- (i3d)
- p sera réel ou imaginaire comme /z, c’est-à-dire suivant que k sera nul ou non; dans le second cas il y a amortissement des ondes qui se propagent.
- Pour rendre plus nette la signification physique de cette expression et séparer les parties réelles et imaginaires, nous remarquons d’abord que la vitesse de propagation v0 dans l’éther continu est donnée par la formule
- Posons alors
- A2e i
- P -~Ui+ V ’
- (M)
- (14a)
- la première des équations du mouvement, par exemple, serait
- sr = B e
- «xcin (/ + ?)•
- v est donc la vitesse de propagation réelle des ondes que nous considérons et q le coefficient d’amortissement par unité de longueur du chemin parcouru.
- L’équation (13d) devient :
- 1==_LI = -L Jl-
- ? n v vQ V 1
- 1 -I- A _ a- — m n"- + A i n + 1 1 — A — a2 — ni >1* + A i n — i ’
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 473
- Posons :
- On a d’ailleurs
- 1a2—i = p0cosO„ a2 — mn*—i^p^osO,' (14c)
- k « = p0sin O0 = pi sin 0,,
- p0 et pt peuvent être toujours pris positifs et les angles 0o et dans les deux premiers quadrants de façon que sin 0oet sin 0t, soient toujours des quantités positives. Nous aurons
- et
- p=E v/- e i’(> V ft
- (•4 d)
- n r0 V smOo 2 "
- r0 /sin e. 1 , .
- — = \f—------J COS - (0a — 0,).
- v V sin 0„ 2 ' 0 '
- (14e)
- (14/)
- Ce dernier rapport est l’indice de réfraction des ondes faiblement amorties quand les vibrations passent d’un éther qui porte des molécules à un éther libre.
- Il est à remarquer que le radical qui figure dans les deux équations (14e) et (14/) doit avoir le même signe dans les deux.
- Différence déphasé. — Des équations (i3c) on déduit :
- B + b p,
- Mais il résulte de (i3a) :
- po* = (a2 — mn* -|- i)2 + k* h2,
- que nous écrirons
- p02 = [m (N2 — h2)]2 + k* n2 ; et nous écrirons de même
- p,2 = [m (P2 - »2)]2 + IC n\
- p0 et pt ne peuvent jamais s’annuler, mais ils peuvent devenir très voisins de zéro, lorsque k est lui-même très petit et que n est très voisin de N ou de P.
- Les équations (i3c) montrent qu’il existe une différence de phase entre les oscillations des moments électriques et celles des ions. Si l’on pose
- a2 — m n2 = p a cos 02, k n = p. sin 0,.
- Nous avons d’ailleurs
- 1 e,.
- il vient
- p% = (a2 — m n2)2 + k2 n2.
- La dérivée première par rapport à n~ est 2 [vin* — m + IC-,
- et la dérivée seconde
- 2 77p.
- n 4- h _ .
- C A p. ’
- comme d'ailleurs
- „ = JL 4/p» e~i (00 — 0,). va V p, “
- il vient
- fl — 1 — c ~ n î 1®° L ®<)l
- c p. p0 pi
- ce qui exprime qu’il existe entre les vibrations magnétiques et les vibrations pondérables une
- différence de phase dont la valeur est ^ (90 + 0,).
- Le rapport des amplitudes est donné par le premier facteur
- 1
- Ve !*p0 p, '
- p,2 et par suite aussi p2, ou le rapport des amplitudes est donc maximum lorsque
- „ un a*—A’2
- n- ~------;— ,
- 2 ni*
- ou, en introduisant N2 et P2,
- 772 = - (n2+ p2 -
- 2 \ 111*/’
- on a alors :
- Des vibrations intenses de cette espèce pourraient peut-être arracher les ions de leurs combinaisons, surtout lorsque la substance porte en outre une charge électrique et, dans toutes les substances où il se produit une forte absoption à la limite de l’ultraviolet (k grand pour n petit),
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-
- 474
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- l’écoulement d’électricité observé par Hertz sous l’influence deâ rayons ultraviolets pourrait se produire. Quant à la facilité plus grande avec laquelle l’électricité négative s’écoule, elle in-plique une constitution particulière des ions négatifs.
- Les milieux non absorbants. — Quand le coefficient d’absorption k = o'h est réel et la vitesse de propagation
- v=i = -I
- p », V i + h
- bratoire propre de ces ions libres est précisément donnée par
- s___ 4 ic* 111 _ 4 7C5
- x — ~ô* "Q*~ '
- D’autre part la période'vibratoireétantdonnée, d’après les équations (13), par
- .j,__ 2jt
- ii ’
- on a
- ___ 2 1t V
- ' ~ n
- est entièrement réelle. Le premier facteur de cette expression
- * A \]Iÿ.
- est, comme l’on sait, la vitesse de propagation de la lumière dans l’éther continu, et pour des valeurs réelles on a
- i + h _ a* + i — m n8 i — h a8 — m n% — i '
- ce qui donne
- (* - *•) (q* - 4J)>-2) + 0" + i =
- 4*8 1» - 1-8 (V X8 + ^ + 4 ** 1’.*) ~ + Q8X8 l’„8 = o •
- Ecrivons cette équation
- vl — 2a v1 -l-6=o,
- et effectuons les transformations suivantes :
- Ce facteur est positif et le rappor
- t 2L vn
- —est n
- réel lorsque l’on a
- (v* - af - (a* — b) = o,
- -À)'
- 4 a8
- = o.
- OT«8<a2—i ou »«•«*> q® + i.
- Le premier cas donne un indice de réfraction qui devient constant pour n très petit ( ri1 étant négligeable); la vitesse est, dans les milieux transparents, non absorbants, plus petite que dans le vide. Le second cas donne un indice qui devient constant pour des vibrations très rapides, et cet indice est plus petit que i. Le premier cas correspond donc mieux aux observations faites sur les milieux très transparents, qui sont bien connus.
- On peut écrire
- en posant
- — = o®.
- m
- Si l’on se reporte aux équations (12/) des vibrations des ions et qu’on suppose que ces ions ne soient pas plongés dans l’éther, ce qui revient à supprimer le premier membre et à supposer K nul, on trouve que la période vi-
- Si nous admettons que b soit plus petit par rapport à 2 cl, il vient
- (-)' = ( -£)’
- Ici Ilelmholtz admet que
- 11-s]
- est petit, et il trouve
- -s)
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- (.A suivre).
- C. Raveau.
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
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- L’ÉGLÂIRAGË ÉLECTRIQUE DES TRAINS
- Depuis la dernière étude que nous avons publiée sur ce sujet, plusieurs compagnies de chemins de fer sont sorties de la période de tâtonnements; les essais ont abouti dans bon nombre de cas, et si par-ci par-là on croit encore devoir soumettre l’éclairage des voitures à une étude pratiquera question est dès maintenant résolue en faveur de l’éclairage électrique, et les essais n’ont plus à porter que sur le choix du générateur d’électricité.
- Nous allons passer en revue les principales applications réalisées dans ces dernières années en nous aidant de l’exposé très clair que MM. G. Dumont et G. Baignères ont présenté, il y a quelques mois, à la Société des Ingénieurs civils, et en y ajoutant les renseignements que nous avons pu recueillir d’autre part sur la question.
- L’éclairage électrique des voitures d’un train peut s’obtenir par un des moyens suivants actuellement appliqués ou encore à l’étude.
- i° Dynamo animée par un moteur alimenté par la vapeur de la locomotive;
- 20 Dynamo actionnée soit par le moyen précédent, soit par le mouvement du train lui-même, et chargeant des accumulateurs;
- 3° Accumulateurs chargés dans des stations fixes et remplacés quand ils sont déchargés;
- 4" Piles primaires.
- 1. Eclairage direct au moyen du courant fourni par une dynamo placée sur la locomotive.
- Ce système d’éclairage, qui paraît simple, présente l’inconvénient d’obliger d’atteler la locomotive au train quelque temps avant l’heure où les voyageurs sont autorisés à monter dans les voitures, afin d’éclairer les compartiments à partir de ce moment. De plus, il y a interruption de lumière à chaque changement de machine et lorsqu’on fait des manœuvres pour changer le nombre des voitures du train. Cette combinaison paraît donc devoir être limitée à des trains ne subissant aucune modification en cours de route et qui sont remorqués jusqu’à la fin par la même locomotive.
- Les expériences faites en Angleterre ont eu principalement pour but de se rendre compte de
- l’emplacement strictement nécessaire à un ensemble : moteur et dynamo, et au poids de cet ensemble.
- L’espace occupe par les différents systèmes ne varie pas beaucoup; on peut le considérer comme égal en plan à i,5o m. X 2,25 = 3,40 m2 et en hauteur à 0,90 m.
- Quant au poids, il varie de 685 kg à 1371 kg ainsi que le montre le tableau suivant :
- Turbo-moteur Parsons............... 685 kg
- Machine Nerval et dynamo Kapp...... 785 #
- Machine Brotherhood et dynamo Holmes io?4 » Machine Ring et dynamo Holmes...... 1371 »
- La dynamo et son moteur sont placés sur le tender; la vapeur empruntée à la chaudière de la locomotive arrive par un tuyau muni d’un robinet à la disposition du mécanicien. L’ensemble est renfermé dans un coffre.
- II. Eclairage par des accumulateurs chargés par une dynamo placée dans le train.
- En Amérique, sur la ligne Jersey City à Jack-sonville (1770 kilomètres), plusieurs trains sont éclairés par une dynamo actionnée par un moteur Brotherhood installé dans le fourgon aux bagages immédiatement derrière le tender de la locomotive. Ce moteur est relié ou tender pat-un tuyau flexible qui lui amène la vapeur.
- La dynamo charge une batterie d’accumulateurs, un commutateur automatique coupe le circuit dès que la force électromotrice de la batterie est égale à celle de la dynamo. Chaque voiture porte 32 éléments placés clans deux boîtes. Le poids total des accumulateurs avec les boîtes est d’environ 900 kg.
- L’agencement d’un train Pullman de six voitures comprend 172 lampes réparties entre les trois sleeping-cars, le wagon-restaurant, etc. Dans ce nombre, 98 sont des lampes de 16 bougies et 74 des lampes de 8 bougiés. De plus, pendant six mois de l’année, des moteurs électriques ont à actienner sept ventilateurs prenant chacun un huitième de cheval.
- L’installation entière nécessite un courant de t44 ampères, et comme la dynamo n’en produit que 80, les 64 autres doivent être fournis par les batteries. En moyenne, pendant un voyage aller et retour entre Jersey et Chicago l’éclairage absorbe 33oo lampes-heures.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- Le coût d’une installation de ce genre est de 29040 francs, soit une moyenne de 4840 francs par voiture. La dépense pour la surveillance et le matériel, avec les salaires de cinq inspecteurs sur le train et deux hommes aux stations terminus est, par jour et par voiture, de 10 francs, soit de 35,8 centimes par lampe et par jour. Ce chiffre ne comprend pas le prix de l’énergie empruntée à la chaudière de la locomotive.
- Le même procédé est également employé sur des trains circulant entre la Nouvelle-Orléans et Mexico, entre Omaha et San-Francisco, et entre Chicago et Portland.
- Une solution analogue, et qui paraît à première vue très satisfaisante, consiste à installer dans le fourgon du train une dynamo commandée par l’essieu du véhicule, tournant par conséquent lorsque le train marche, s’arrêtantquand il s’arrête, et envoyantle courant qu’elleengendre dans une batterie d'accumulateurs, qui alimente les lampes du train. Cette batterie joue le rôle de régulateur lorsque la dynamo fonctionne et fournit, en tout cas, le courant aux lampes pendant les stationnements.
- Les compagnies anglaises London-Brighton and South Coast, London and South Western, Great Northern, London and Northwestern ont expérimenté la combinaison suivante :
- Le courant engendré par une dynamo actionnée par l’essieu du fourgon dans lequel elle est installée, est envoyé dans des accumulateurs placés dans chaque voiture. Ces accumulateurs alimentent les lampes en cas d’arrêt du train, lorsque la vitesse de ce dernier ne suffit plus à faire tourner la dynamo à sa vitesse normale, et lorsque le train est coupé lors des manœuvres.
- Ce système est compliqué, mais il a l’avantage de donner à chaque voiture la provision d’énergie électrique suffisante pour alimenter les lampes en cas de dérangement survenant à la dynamo, lorsqu’on coupe le train pour des manœuvres et enfin pendant les arrêts.
- C’est toujours à une solution de ce genre que l’on arrive pour le matériel européen ; on a reconnu qu’il était bon de ne jamais établir de dépendance entre toutes les voitures d’un train, et lorsqu’on a étudié l’éclairage au gaz on a rejeté, après expérience, tous les systèmes qui ne remplissaient pas la condition que nous venons d’énoncer; à savoir, que chaque véhicule devait porter sa propre source d’éclairage.
- Les expériences du Midland sont de date récente et ont été conçues de façon à satisfaire à ce programme. La dynamo est installée dans un fourgon et mise en mouvement par l’essieu du véhicule à l’aide d’une transmission. Dans chaque véhicule se trouvent des accumulateurs.
- La dynamo doit remplir les conditions suivantes :
- Elle doit pouvoir être introduite automatiquement dans le circuit dès que le train atteint la vitesse nécessaire pour permettre à la force électromotrice de la dynamo de surmonter la force contre-électromotrice des batteries d’accumulateurs montées en quantité. La force électromotrice doit rester pratiquement constante, quelle que soit la vitesse du train, et pour cela on s’arrange de façon que la pleine force électromotrice soit atteinte lorsque la voiture est arrivée par exemple au tiers de la vitesse maxima déterminée pour son fonctionnement.
- Pour fixer les idées, si la tension est de 5o volts et la vitesse maxima de 75 milles à l’heure, la dynamo doit développer son maximum, 5o volts, lorsque le train marche au tiers de sa vitesse limite, soit à 25 milles à l’heure; et elle doit donner la même force électromotrice jusqu’à la limite de 75 milles à l’heure.
- Enfin le courant doit être de même sens, quel que soit le sens de la marche du véhicule, ce qui implique l’emploi d’un mécanisme automatique de renversement du courant, lequel est subordonné soit au mouvement de la dynamo, soit à celui des roues du véhicule.
- Voici les dispositions particulières qui ont été adoptées et qu’indiquent MM. Dumont et Bai-gnères.
- Dans le fourgon du train sont installées deux dynamos A et B (fig. 1), montées sur le même arbre et mises en mouvement par une transmission par courroie, ainsi que l’indique la figure 2.
- Les inducteurs de ces dynamos sont excités par une batterie d’accumulateurs C. L’inducteur de la dynamo A porte deux circuits; un circuit shunt S à grande résistance, relié aux accumulateurs et un circuit moins résistant d dans lequel est intercalée l’armature de la deuxième dynamo B.
- Les balais de la dynamo A sont reliés à un commutateur de renversement F actionné par des poulies de friction dès que la vitesse de ro-
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- Ail
- tation de l’armature de cette dynamo descend au-dessous d’une limite fixée. Cet appareil renverse le sens du courant lorsque la rotation de l’armature change elle-même de sens. Le courant de la dynamo A est donc envoyé dans la batte-
- Fig. 1
- rie d’accumulateurs G, contenue dans le fourgon ainsi que les dynamos, et passe de ces accumulateurs dans les conducteurs d’alimentation du train.
- Un coupe-circuit automatique II rompt le
- circuit de charge lorsque la tension du courant produit par la dynamo devient inférieure à celle du courant fourni par les accumulateurs placés dans les voitures du train.
- Ceci posé, il est facile de se rendre compte du fonctionnement de ces divers organes.
- Quand la dynamo tourne à sa vitesse maximum son circuit shunt suffit à exciter son champ magnétique et la dynamo B est calculée de façon que, dans ce cas, la tension du courant qu’elle produit fasse opposition à celle du courant fourni par les accumulateurs.
- Quand la vitesse de rotation de la dynamo A diminue, la tension du courant produit par la dynamo B diminue également, et l’équilibre étant détruit entre les deux forces électromotrices opposées de cette dynamo et des accumulateurs, ces derniers peuvent envoyer du courant dans le deuxième circuit d'excitation de la dynamo A. Cette dernière ayant sa vitesse ré-
- Fig. 2
- duite, mais son champ magnétique renforcé, continue à donner un courant suffisant.
- Quand la vitesse de la dynamo A, diminuant encore, vient par exemple à ne plus être égale qu’à la moitié de sa vitesse maxima, il en est de même de la dynamo B, montée sur le même axe qu’elle. Cette dynamo B ne produit plus qu’un courant de tension moitié moindre que celle des accumulateurs; le circuit d’excitation de la dynamo A, alimenté alors par les accumulateurs doit être calculé en conséquence et la résistance de l’armature de la dynamo régulatrice B doit être considérée comme faisant partie de celle du circuit.
- Un régulateur à force centrifuge monté sur l’arbre commun des dynamos fait passer automatiquement le courant engendré par la dynamo A dans les batteries d’accumulateurs des voitures du train, aussitôt que cette dynamo a atteint sa vitesse maxima, et il coupe le circuit
- de charge dès que la vitesse tombe au-dessous de ce maximum.
- Qn emploie une double transmission pour actionner l’arbre des dynamos par l’essieu du fourgon (fig. 3), afin d’éviter l’arrêt qui résulterait d’une rupture ou de tout autre accident survenant à l’une de ces transmissions.
- La compagnie Brush a établi une dynamo spéciale autorégulatrice, à force électromotrice constante entre de grandes limites de variation de la vitesse.
- Cette dynamo, dont la figure 4 donne une vue d’ensemble, est employée à l’éclairage de trains en Australie. Le mouvement est communiqué à ses deux poulies par une double transmission qui les relie à l’essieu. Une troisième poulie actionne un régulateur à force centrifuge qui agit sur les balais et établit certaines connexions.
- Quand le train est à l’arrêt, les balais de la dynamo ne touchent pas le commutateur, et les
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- lampes sont alimentées par les accumulateurs. Au moment du démarrage dans l’un ou l’autre sens, les balais sont automatiquement mis en place et un commutateur inverseur en relation avec le porte-balais donne au champ de la dynamo la polarité voulue pour que le courant qu’elle fournit ne change pas de sens, quelque soit le sens de la rotation.
- Lorsque le train atteint la vitesse qui fait tourner la dynamo à raison de 5oo tours par minute, vitesse à laquelle la force électromotrice de régime est atteinte, le régulateur à force centrifuge attire vers lui une plaque métallique qui ferme le circuit des accumulateurs sur un relais; celui-ci fait exciter la dynamo par les les accumulateurs. A ce moment un coupleur automatique ferme le circuit de charge sur les éléments. En même temps une petite résistance
- est insérée dans le circuit des lampes pour compenser l’excès de potentiel du circuit de charge.
- A partir de cette vitesse initiale la force électromotrice de la dynamo est maintenue constante par le décalage des balais qu’opère selon la vitesse le régulateur à force centrifuge. La constance obtenue est remarquable, comme on le voit par le tableau suivant des résultats d’essais :
- Nombre de tours par minute Volts
- I42O 57
- IOOO 57
- 875 57
- 620 SG
- 520 dynamo mise hors circuit.
- Le montage des circuits des appareils accessoires est analogue à la disposition décrite par
- Fig. 4. — Dynamo pour voltage constant à vitesse variable.
- MM. Dumont et Baignères, dont la figure 5 est un schéma. Nous nous contenterons donc de reproduire la description de celle-ci.
- La ligure 5 donne le plan d’un rourgon contenant les dynamos et la batterie d’accumulateurs et celui de deux voitures voisines munies de leurs batteries. Sur ce plan sont figurés les conducteurs et les divers organes électriques. Les deux conducteurs principaux P et N, partant des bornes de la dynamo D, s’étendent tout le long du train; un troisième conducteur L alimente les lampes et peut être relié avec le conducteur P à l’aide du commutateur S placé dans le fourgon du garde-frein. La batterie d’accumu-
- lateurs G du rourgon est montée en dérivation entre les deux conducteurs principaux Pet N, et dans le circuit de cette batterie est intercalée une résistance de 25 ohms et un plomb fusible F'. Les lampes sont montées en dérivation entre les conducteurs N et L. Le courant arrivant dans chaque voiture par le conducteur N passe dans la bobine d’un relais automatique G de 25 ohms de résistance, ensuite :
- i° A travers un plomb fusible F dans la batterie d’accumulateurs C' ou C" et dans le conducteur par les fils pp' ;
- 20 Aux lampes, soit directement, si l’armature du relais automatique n’est pas attirée par
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- l’électro G, soit après avoir traversé la résistance additionnelle de 25 ohms dans le cas où, cette armature étant attirée, la communication directe se trouve rompue. En tout cas le courant doit préalablement passer les deux plombs fusibles F F. Le courant, après avoir traversé les lampes, retourne par le conducteur L et le commutateur S du fourgon au conducteur principal P et par suite à la source d’électricité.
- Le relais automatique G fonctionne lorsque la dynamo étant intercalée dans le circuit, la tension dépasse la limite fixée pour le fonctionnement normal des lampes.
- Lorsque le train est arrêté et que la dynamo est par conséquent au repos, il suffit de tourner le commutateur S pour établir une communication entre les conducteurs P et L et pour que les accumulateurs alimentent les lampes. Si, enfin, on vient à couper le train pour une ma-
- nœuvre quelconque, les accouplements de voiture à voiture étant combinés de façon à réunir automatiquement les fils P et L, le courant des accumulateurs passe tant dans les lampes de la voiture qui a été détachée du train que dans celles des voitures qui y sont restées.
- Les lampes d’une intensité lumineuse de 8 bougies et fonctionnant sous une tension de 35 volts sont au nombre de deux par compartiment; elles sont indépendantes l’une de l’autre et placées au plafond de la voiture, ou, dans certains cas, dans la cloison qui sépare deux compartiments voisins, de sorte que les voyageurs ayant la lumière directement au-dessus de leur tête sont dans de bonnes conditions pour pouvoir lire.
- On n’a pas donné de renseignements permettant d’établir le prix de revient de l’éclairage électrique au moyen du système qui vient d’être
- décrit. Tout ce que l’on sait, c’est que l’aménagement du fourgon contenant la dynamo, la transmission de mouvement, et la batterie d'accumulateurs, revient de Ô25o à 75oo francs; que la batterie nécessaire à chaque véhicule et comprenant 18 éléments pèse de 18 à 84 kilogrammes suivant les cas, et que la dépense d’installation pour une voiture à six compartiments est de i25o francs, c’est-à-dire de 104 francs par lampe.
- (A suivre).
- CHRONIQUE ET REVUE
- DE LA PRESSE INDUSTRIELLE
- Électrométallurgie de l’or, par Molloy.
- L’or ou le platine étant amenés à l’état de chlorures ou de bromures sont déplacés de la liqueur par l’amalgame d’un métal alcalin qui,
- au contact de l’eau, donne de l’hydrogène; le métal réduit se dissout dans le mercure.
- L'amalgame est obtenu par l’électrolyse d’une solution d’un sel alcalin, en employant le mercure comme cathode, comme dans le procédé Her-mite et Dubosc pour la préparation des alcalis caustiques.
- A. R.
- Imprégnation |hydro-électrique des bois, par Oncken (’).
- Dans une série d’articles sur la fabrication mécanique des tonneaux, M. Heinrich Chéret décrit les procédés Oncken qui permettent de fabriquer les tonneaux d’une seule pièce en découpant d’une certaine façon une bande de bois d’une longueur égale à la circonférence du tonneau.
- Le bois découpé en billettes est préalablement imprégné d’une solution préservatrice par
- (') Le Génie civil, n° i6, 1. XXIII.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- un procédé d’imprégnation électrique qui rappelle les procédés de tannage par le courant.
- L’atelier d’imprégnation comprend deux chaudières du liquide à injecter, une pompe de circulation et son moteur, la chaudière à vapeur et la dynamo.
- La figure 1 montre les deux chaudières d’injection dans lesquelles les billettes de bois entrent sur des wagonnets. On fait arriver la dissolution saline, chauffée par un courant de vapeur. En même temps, on fait passer dans la chaudière un courant électrique produit par une dynamo dont les pôles sont reliés à des électrodes portées par les fonds des chaudières.
- Sous l’action combinée du courant et de la solu-
- Fig. 1
- tion chaude, les bois s’imprégnent en une heure, tandis que, sans le courant électrique, on serait obligé de laisser séjourner les bois dans la dissolution, suivant les essences, de 10 à 40 heures.
- A. R.
- Sur la suppression des étincelles; dynamos à courant continu sans enroulement inducteur, par W. B. Sayers (').
- Passons maintenant à l’application pratique de mon procédé.
- La machine représentée figure 9, page 249, première machine rendue auto-excitatrice par l’enroulement de l’induit, fonctionne actuellement comme régulatrice à l’Hôtel de Bradford Station, du Midland RaiKvay. Elle est couplée directement sur un moteur shunt et tourne à vitesse constante. Le courant principal amené à l’hôtel traverse l'induit, en élevant la tension en proportion de son intensité, et compensant la chute de potentiel dans les câbles, comme le ferait une machine série dans les mêmes conditions.
- Les dimensions de l’armature en forme d’anneau sont :
- Diamètre extérieur.... 24*5 centimètres
- Diamètre intérieur.... ir »
- Longueur.............. 23 »
- Les conducteurs sont logés dans 40 rainures creusées à la périphérie. Ces rainures ont 18 mm. de profondeur et 6 mm. de largeur. Le conducteur de l’enroulement principal est une bande de cuivre de 3,8 X 12,7 mm. Les bobines commutatrices sont formées de barres de cuivre de 2,5 x 7,5 mm. à angles arrondis. On les glisse longitudinalement dans les rainures en engageant ses bords dans deux petites rainures latérales pratiquées près de l’ouverture des rainures principales. L’entrefer est d’un millimètre.
- Les inducteurs en forme de|“ sont formés de
- 120 160 200 240
- Courant en am/ièrej
- Kig. 10. — Caractéristique d’une dynamo Sayers.
- plaques de tôle pour éviter réchauffement que produirait dans les extrémités polaires la variation de flux due aux rainures de l’induit. Les inducteurs ne se touchent pas au milieu, afin de réduire l’induction transversale, qui est très considérable.
- Cette machine prend un courant de 400 ampères sous 14 volts en tournant à 900 tours par minute. Elle fonctionne dans ces conditions absolument sans étincelles. Il n’y a presque pas de champ extérieur aux inducteurs, excepté entre leurs extrémités, où le champ est dû à l’induction transversale.
- En appliquant la formule de M. Esson on trouve pour la puissance (20,5)2 x 22,5 X i5 X 0,048 = 7000 watts. La puissance obtenue, 56oo watts, est relativement faible, ce qui s’ex-
- (') La Lumière Electrique du 2 septembre 1893, p. 427.
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- plique par ce fait, qu’il a fallu, pour obtenir un bon régulateur, maintenir l’induction au-dessous de 10000, afin que la force électromotrice fût autant que possible proportionnelle au courant.
- La figure 10 donne la caractéristique de cette machine.
- Une particularité remarquable de cette machine consiste en son extrême sensibilité quant à la position des balais, dont le moindre déplacement produit une forte variation de voltage. De plus, elle ne s’excite pas si les balais ne se trouvent pas sur un certain arc d’environ g degrés, dont la position correspond à celle dans laquelle la dernière barre commutatrice sous le balai se trouve sous l’extrémité polaire, tandis que la première vient de la dépasser.
- Les courbes à droite du balai sur la figure 9
- Courant en am/ières
- Fig. 11. — Caractéristiques d’une machine Sayers fonctionnant en génératrice.
- donnent les volts observés dans les diverses positions des balais. La flèche indique le point de la courbe correspondant à la position du balai.
- La courbe 1 est obtenue avec la machine tournant à 85o tours par minute, une résistance extérieure d’environ o,o3 ohm, le courant maximum étant d’environ 340 ampères. Pour la courbe 2 la vitesse angulaire était de 1000 tours par minute ; résistance extérieure, o,o38 ohm ; courant maximum 291 ampères. La courbe 3 montre l’effet d’une spire en série enroulée sur l’inducteur, avec la vitesse de 1000 tours par minute; résistance extérieure, 0,0455 ohm; courant, 202 à 205 ampères. Enfin, pour la courbe 4 on a fait varier le calage des balais tout en maintenant le courant constant; vitesse angulaire 1000 tours par minute; courant, 200 ampères.
- Une machine shunt qui serait pourvue d’un induit basé sur les principes exposés précédem-
- ment, pourrait mainténir le voltage constant avec des intensités variables, puisqu’une partie de l’enroulement induit joue le rôle de l’enroulement en série que l’on met ordinairement sur les inducteurs. Les bobines d’induit ainsi employées sont beaucoup plus efficaces qu’un même nombre de bobines série sur l’inducteur. D’abord elles comptent double, puisqu’elles existeraient comme spires de réaction dans des machines fonctionnant avec un calage avant; ensuite, tandis que dans ce dernier cas l’effet des bobines série dépend de la perméabilité des inducteurs et de l'induit, l’action des bobines commuta-trices sur un induit à calage arrière, quoique dépendant également de la perméabilité du circuit magnétique, ne peut pourtant être affaiblie par les dérivations des lignes de force, car, quelles que soient ces fuites magnétiques, elles sont forcément coupées par les spires de l’armature.
- Voici les données principales relatives à une machine shunt de 9 kilowatts, 100 volts, à 920 tours par minute :
- Induit
- Diamètre au fond des rainures........
- Diamètre de l’ouverture intérieure...
- Diamètre total extérieur.............
- Longueur du noyau de fer.............
- Dimensions des rainures
- profondeur . largeur....
- Nombre de rainures.....................
- Nombre total de spires principales... Nombre de spires par section...........
- 17 centimètres 5 »
- 23 »
- 25 »
- 2,7 ).
- o,6 »
- 40
- 80
- 2
- Bobinas commutatrices
- Nombre de spires par section
- de l’induit...............
- Section du conducteur de l’enroulement principal.........
- Section du conducteur des
- bobines commutatrices.....
- Résistanceduconducteurprin-cipal entre deux points de jonction avec les bobines
- commutatrices..............
- Résistance de deux bobines
- commutatrices en série.....
- Résistance totale de l’induit.. Poids du conducteur principal
- de l’induit................
- Poids des bobines commutatrices....................
- Poids total de l’enroulement sur l’induit.................
- 0,46 x 0,41 = 0,188 cm2 0,46 x 0,2 = 0,092 cm*
- 0,025 ohm à 38u C.
- o,oo5 ohm à 38° C. o,o3 ohm.
- 16 kg.
- 4 »
- 20 B
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- Inducteurs
- Noyaux en fonte, i5 cm d’épaisseur et 25 de largeur. La plaque de fondation faisant partie du circuit a une section double de celle des noyaux.
- Ouverture aux pôles : 24 centimètres.
- Angle sous-tendu par la face polaire : i3o degrés. Enroulement : 54,5 kg de fil de 1,2 mm de diamètre. Résistance : 70 ohms.
- Nombre total de spires : environ 5i20.
- Ampère-tours en shunt : 7300.
- Intensité de courant : 1,43 ampère.
- On peut déduire de ces chiffres les données suivantes en unités C. G. S.
- Induit
- Section effective du noyau (5 0/0 de papier) : 297 cm*. Flux total dans le noyau 14000000.
- Induction : 13400.
- Inducteurs
- Flux total dans les inducteurs : 4800000 (coefficient de uite 1,2).
- Induction, fer forgé : 12400.
- » fonte : 6200.
- » entrefer ; environ 6700.
- Force magnétomotrice nécessaire :
- Entrefer (2 / ==.appro.xim. 1 cm)... 535o ampères-tours
- Noyau d’induit..................... 320 »
- Inducteurs, noyau.................. 828 »
- » culasse................ 642 »
- Force magnétomotrice totale...... 7140 »
- Les courbes 5 et 6 de la figure 11 donnent la caractéristique de la machine fonctionnant comme génératrice avec calage arrière et calage avant des balais. Avec calage arrière (courbe 5) les balais ne sont pas déplacés lorsque la charge varie. La force électromotrice à circuit ouvert est de ioo,5 volts à 920 tours par minute, et la différence de potentiel à pleine charge est de 95 volts. En admettant 3 volts pour la chute de potentiel à l’intérieur de l’induit, on voit que la force électromotrice à pleine charge est inférieure de 2,5 volts à celle à circuit ouvert.
- Avec calage avant variable des balais (courbe 6) la force électromotrice est de îoo volts à circuit ouvert, à 9S0 tours par minute, et la différence de potentiel de 88,8 volts à pleine charge. En ajoutant encore 3 volts pour la chute de potentiel intérieure, on trouve que la force électromotrice à pleine charge perd 8,2 volts sur celle à circuit ouvert, En outre les balais doivent être
- déplacés d’un angle total de 35 degrés entre ces deux limites.
- En essayant ces machines, on a pu se rendre compte que plus l’entrefer est petit, plus il est facile d’éviter les étincelles et d’assurer la fixité des balais. Quand on emploie des inducteurs massifs, ce qui est le cas général vu la cherté des noyaux feuilletés, la longueur de l’entrefer est limitée par la largeur des rainures de l’induit. J’ai trouvé que les rainures peuvent avoir 1,5 fois la longueur de l’entrefer sans donner lieu à un échauffement appréciable des pôles. Quand on fait passer les conducteurs dans des trous la longueur de l’entrefer ne dépend plus que de considérations mécaniques. Mais il faut tenir compte de l’attraction exercée par les inducteurs sur le noyau; car, si l’arbre n’est pas très rigide, l’induit peut être attiré jusqu’au contact avec les faces polaires.
- Ces machines sont construites par MM. Ma-vor et Coulson, de Glasgow.
- A. H.
- Dangers des canalisations électriques au point de vue des canalisations de gaz.
- Des accidents récents ont démontré qu’il n’est pas indifférent de poser les conducteurs d’électricité d’une manière quelconque par rapport aux conduites de gaz. M. Jousselin a présenté à ce sujet à la Société des ingénieurs civils un intéressant mémoire que nous allons résumer.
- Les accidents résultent de la perforation des tuyaux de gaz par les courants électriques, et ces perforations sont dues soit à des courts circuits, soit à des phénomènes d’électrolvse.
- Perforations par courts circuits. '
- L’explosion survenue le 22 mars 4891 au restaurant Larue nous offre un exemple très net de ces perforations, qui sont d’ailleurs assez rares.
- Ce restaurant, exclusivement éclairé à l’électricité, recevait le courant de deux conducteurs branchés sur le réseau de distribution Popp, dans un regard pratiqué sur le trottoir au pied d’un kiosque à journaux (fig. 1).
- Cinq petits câbles à haute tension, servant, les uns (25oo volts) à l’éclairage de la voie pu-
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- blique, les autres (1800 volts) à l’alimentation d’accumulateurs, passaient d’un orifice du caniveau à l’autre, en suivant les moulures en bois disposées à la partie supérieure des parois du regard. Ces câbles, à âme de cuivre silicieux, étaient enveloppés d’une gaine en plomb sur caoutchouc, protégée elle-même par une couche de filin caoutchoutée et goudronnée.
- En dessous çl’eux, un faisceau de câbles à basse tension (110 volts), servant à l’éclairage privé, traversait le regard sans appui intermédiaire. Ces câbles de 144 mm2 de section, avaient leur enveloppe isolatrice protégée par une gaine en plomb nu. C’est de deux d’entre eux que partaient les conducteurs qui pénétraient dans les caves du restaurant Larue.
- Aucun branchement de gaz ne pénétrait dans l’établissement, mais l’enquête qui suivit l’accident, prouve qu’au-dessous des câbles à basse tension un branchement de gaz en plomb, de 27 mm. de diamètre, traversait le regard en touchant l’un des câbles.
- Lorsque la Société Popp avait exécuté la fouille du regard, elle avait rencontré ce branchement, probablement recouvert comme toujours d'une gaine en poterie. Sans aviser la Compagnie du gaz, qui l’aurait détournée, comme cela se pratique habituellement, ses employés avaient simplement encastré le tuyau dans la maçonnerie, en lui faisant traverser, sans sa gaine, le regard.
- Après l’accident on s’aperçut que les cinq câbles à haute tension avaient leur enveloppe brûlée sur une longueur de 25 cm. ; l’âme en cuivre était à nu. La moulure en bois qui les soutenait avait été carbonisée sur la même longueur, et la bavette en zinc destinée à éloigner des câbles l’eau supérieure, était fondue.
- Le branchement de gaz (fig. 2) portait à son point de contact avec l’un des conducteurs à basse tension, un 'premier trou cratériforme, à peu près un cercle de 6 mm. de diamètre, et 52 mm. plus loin un second trou aussi cratériforme, à peu près une ellipse de 4 mm. sur 12. Ce dernier portait sur ses lèvres supérieures des gouttelettes de plomb indiquant un commencement de fusion. C’était évidemment par ces trous que s’était échappé le gaz pour pénétrer dans la cave Larue et y produire l’explosion.
- Mais comment s’étaient produits ces deux trous ?
- Tout d’abord on remarqua qu’ils n’avaient pas été percés par un outil, qu’ils ne résultaient pas d’un défaut de fabrication, qu’ils ne provenaient pas non plus d’un excès de pression du gaz. D’ailleurs la dénudation sur 25 cm. des câbles de haute tension et l’aspect des deux trous du branchement de gaz indiquaient qu’il avait dû y avoir sur ces points un dégagement local intense de chaleur.
- Les courants électriques étaient vraisemblablement les coupables, et, en ce qui touche les trous, ils devaient avoir procédé par court circuit. C’était la thèse de la Compagnie du gaz, à laquelle la Société Popp répondait que le court circuit n’était nullement prouvé.
- L’accident s’expliquerait ainsi, en admettant
- Fig. 1
- que la cause en ait été un court circuit : Un des circuits à basse tension s’est trouvé à un moment donné en communication avec la terre et avec le branchement de gaz; une partie du courant est passé d’un câble à l’autre à travers le branchement et la masse terrestre ; et, comme les points de contact du tuyau et du câble étaient des points de grande résistance, il y a eu échauf-fement et trous forés. Il n’est même pas nécessaire que le tuyau soit arrivé au contact des câbles, une simple goutte d’eau venant s’interposer entre eux et le tuyau a pu établir une communication suffisante.
- Perforations par ëleclrolyse
- Les perforations dues à cette seconde cause, se sont comptées par centaines dans ces der-
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- LA LUMIERE ELECTRIQUE
- ^8-1
- nières années, le plus ordinairement sur des tuyaux de plomb, quelquefois sur des tuyaux Chamerov en tôle bitumée, même de gros diamètre.
- On sait que les remblais recouvrant la canalisation du gaz sous trottoirs à Paris sont ordinairement composés de débris calcaires et sulfatés. Qu’il existe une perte d’électricité sur des conducteurs voisins de tuyaux de gaz, le courant se reformera alors sur ces derniers, en traversant le terrain encaissant qui sera décomposé par une véritable électrolvse. Tout se passera comme dans un bain électrolytique, dont une électrode serait le branchement de gaz, l’autre électrode le câble de la canalisation électrique, et le bain le terrain ambiant imprégné par les eaux souvent acides qui y arrivent de la surface.
- L’expérience prouve la réalité de tous ces phénomènes. Quand on recherche une fuite, qu’on reconnaît par la suite être une conséquence d’une perforation par électrolyse, on constate
- Fis. 2
- d’abord que le terrain est chaud, puis que le tuyau de gaz est électrisé. Dans les remblais calcaires, aux abords des trous de perforation, le plomb des tuyaux est recouvert d’une couche pulvérulente de carbonate et d’hydrate, mélangés à de l'oxyde de plomb. C’est cette formation de carbonate et d'oxyde qui produit l’amincissement et à la longue la perforation du tuyau. Dans les remblais sulfatés, par suite de l’action plus immédiate de l’acide sulfurique, le trou de perforation est bien plus net et présente la forme d’un cratère; ses lèvres sont recouvertes d’une poudre brune de sulfure et de sulfate de plomb. Avec les tuyaux Chamerov, la périphérie des trous est recouverte d’un mélange verdâtre de sulfate ferreux, sulfate ferrique et d’hydrate d’oxvde ferrique avec quelques parcelles de bitume.
- C’est â une cause de ce genre qu’il faut attribuer notamment l’accident de la rue Notre-Dame-de-Lorette.
- Dans la nuit du i5 juin 1892, avaient lieu, dans deux regards de la Société Edison, au coin
- de la rue Bréda, trois explosions successives; à 10 heures 5odu soir, les deux tampons furent projetés en l’air au grand émoi des passants; une dame fut même renversée. Les tampons ayant été replacés, ils furent de nouveau projetés vers 11 heures et demie, de mêmeàôheures du matin.
- Les branchements de gaz voisins mis à nu portaient bien des perforations; le gaz s’échappant par ces trous avait dû cheminer dans le sol et s’infiltrer dans les caniveaux Edison en poterie jusqu’aux regards, où il avait pu, à trois reprises, constituer avec l’air ambiant des mélanges détonnants enflammés par l’électricité. La Société Edison a, depuis cette époque, remplacé ses caniveaux en poterie du système Doulton par des caniveaux en ciment du système Clerc, qui sont beaucoup plus étanches.
- Tout ce qui précède montre qu’il faut, pour prévenir les accidents du genre de ceux que nous avons relatés, recourir à des mesures spéciales de préservation.
- Une commission instituée par décrets des i5 septembre 1884 et 12 mai 1885, avait préparé un règlement qui fut sanctionné par l’administration et qui édictait certaines mesures de sécurité. Mais ce règlement ne parlait des tuyaux de gaz que pour interdire leur emploi dans le but de fermer des circuits électriques.
- Après l’explosion Larue, le 16 avril 1891, M. Alphand a institué une commission nouvelle, dont les travaux ont donné lieu à un arrêté du préfet de la Seine, en date du 3i juillet 1891, qui réglemente, pour la pose des conducteurs d’électricité, les points suivants :
- i° Mode d’isolement des conducteurs électriques passant dans des enveloppes métalliques ;
- 2" Mode d’isolement des dits conducteurs par rapport aux autres canalisations, bornes conductrices de l’électricité (eau, gaz, air comprimé, etc.);
- 3" Prohibition absolue d’établir dans un regard de conducteurs électriques d’un secte ur tout tuyau de gaz, d’eau, d’air comprimé, etc., et tout conducteur électrique appartenant à un autre permissionnaire;
- 40 Disposition et branchement des tuyaux de canalisations électriques dans les regards ;
- 5° Obligation pour les permissionnaires de prévenir les autres permissionnaires lorsqu'ils
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- en rencontreraient dans leurs travaux, leurs canalisations respectives d’eau, gaz, etc.;
- 6" Obligation pour le concessionnaire de chaque secteur de vérifier l’état électrique de son réseau au moins une fois par an.
- Les prescriptions de cet arrêté, qui présentent de grandes garanties pour la sécurité publique, sont exécutées sous le contrôle et la surveillance des ingénieurs du service municipal.
- Les compagnies intéressées font de leur côté tous leurs efforts pour prévenir le retour d’accidents semblables à ceux qu’on a eu à déplorer.
- On peut donc espérer que ce résultat si désirable sera atteint.
- REVUE DES TRAVAUX
- RÉCENTS EN ÉLECTRICITÉ
- Interférence des ondulations électriques par réflexion normale sur une paroi métallique, par MM. Ed. Sarasin et L. de La Rive ('}.
- Dans une première série de recherches entreprises à la suite des belles découvertes de M. Hertz, MM. Sarasin et de La Rive s’étaient appliqués à étudier avec soin les interférences des ondes électriques le long des fils conducteurs. Etant arrivés à la conclusion que chaque résonateur circulaire décèle invariablement une longueur d’onde qui lui est propre et qui ne dépend que des dimensions du cercle, pas de celles de l’excitateur des ondulations, ils avaient déterminé par de nombreuses mesures Ialongueur d’onde donnée le long des fils par des résonateurs de 1 m., 0,75 m., o,5om., o,35m. et o,25m. de diamètre.
- Ces points une fois établis les auteurs ont entrepris une seconde série analogue de recherches sur les interférences électriques dans l’air, telles que M. Hertz les a aussi réalisées. Leur but était surtout de comparer les longueurs d’onde obtenues, avec un môme cercle, dans l’air et le long de fils conducteurs, pour en tirer des conclusions sur la vitesse relative des ondulations électriques dans les deux cas.
- Sur ce point spécial très important pour la
- (') Archives des sciences physiques et naturelles, iSyo, t. XXIII, p. 113.
- théorie électromagnétique de la lumière, les premières expériences faites par M. Hertz Lavaient en effet conduit à des conclusions Contradictoires, sur la valeur desquelles il avait lui-même formulé des réserves, appelant pour trancher cette question le contrôle d’autres expérimentateurs. Dans le résumé d’ensemble de ses recherches (j1), M. Hertz s’exprime en effet ainsi :
- « Des observations aussi soigneuses que possible m’amenèrent à reconnaître que la vitesse dans l’air est la plus grande des deux, et que son rapport à la vitesse dans le fil est environ de 7 cà 4 ».
- Et plus loin exposant les résultats d’une autre méthode, celle de la réflexion normale :
- « Avec cette méthode, pour de grandes ondulations, la longueur a été trouvée plus grande dans l’air que dans les fils conducteurs, tandis que pour des ondulations courtes (À = 3ocm) ces deux longueurs se sont montrées très sensiblement égales. Ce résultat est très extraordinaire; aussi ne voulons-nous pas encore l’admettre comme bien certain, mais en renvoyons-nous la vérification à des recherches ultérieures ».
- G’est à ce point que M. Hertz avait laissé la question (*) et que MM. Sarasin et de La Rive l’ont reprise, encouragés par lui-même. Ils l’ont fait dans une triple série de recherches dont l’exposé fait l’objet d’un mémoire récemment paru dans les Archives (3), mémoire dont nous donnons ci-dessous les parties essentielles.
- Le mode d’expérimentation employé par eux est le même exactement que celui inauguré par M. Hertz. Il consiste, comme on le sait, à produire l'ondulation électrique en face d’une paroi métallique plane sur laquelle elle se réfléchit normalement, et à observer les interférences de l’onde directe et de l'onde réfléchie au moyen d’un résonateur circulaire transporté successivement à différentes distances du miroir le long
- (') Archives des sciences physiques et naturelles, iS8<j, t. XXI, p. '281.
- {) Voir aussi : II. Hertz. L'nlersuchungen iiber die Ausbreitung der elektrischcn Kraft, introduction, p. 10 à i5; Poincaré. Electricité et optique, t. II, p 246, Blon-din. La Lumière Électrique, t. XLI, p. 108 et réponse de M. Hertz, ibid, p. 251, etc.
- (’) Archives des sciences physiques et naturelles, 189S, t. XXIX, pp. 358 et 441.
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- de la normale passant par le centre d’émission, c’est-à-dire par le centre du primaire.
- Dans une première série de recherches la surface plane métallique faisant office de miroir avait presque les mêmes dimensions que la paroi employée par M. Hertz lui-même, soit 2,80 m. sur 3 m. Elle a donné pour les différents résonateurs des longueurs d’onde très sensiblement égales à celles obtenues avec ces mêmes cercles le long de fils conducteurs, d'où l’on a conclu
- Fig. 1. — Vue générale des installations établies
- que la vitesse de propagation est très sensiblement la même dans les deux cas ('). Toutefois dans la suite ces premiers résultats n’ont pas paru suffisamment probants en présence de la contradiction qu'ils présentaient avec ceux de M. Hertz et des conditions imparfaites de l’expérience, provenant surtout des trop petites dimensions du miroir et de la disposition défectueuse du local d’expérience.
- Pour une seconde série de mesures, la largeur
- AU
- 1 !.
- r les expériences de MM. Sarasin et de La Rive.
- du miroir a été portée à 5 m. et l’on a fait disparaître des cloisons qui divisaient le local et pouvaient exercer une action perturbatrice. Les conditions générales de l’expérience n’en sont pas moins restées encore défectueuses pour les cercles de o,5o m. de diamètre et au-dessus.
- C’est alors que pour trancher définitivement la question les auteurs se sont décidés à installer une troisième série d’expériences à beaucoup plus grande échelle permettant l’observation des interférences des ondes de 4 m. et de 6 m. dans des conditions absolument normales.
- C’est de ces dernières expériences, seules
- vraiment probantes pour les grandes longueurs d’onde, que le mémoire rend compte.
- Expériences sur le grand miroir de .16 mètres.
- La difficulté était de trouver un local suffisamment grand pour des recherches de ce genre. MM. Sarasin et de La Rive ont pu la surmonter grâce à l’obligeance de l’administration de la ville de Genève, qui a bien voulu leur offrir un emplacement particulièrement favorable et les
- (') Comptes rendus, 3i mars 1891; La Lumière électrique, t. XL, p. i33.
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- * d&7
- mettre ainsi à même de réaliser les expériences de réflexion électrique à très grande échelle.
- La figure i donne une vue générale des installations qui ont été établies pour cette troisième série de recherches.
- Dans le bâtiment des Forces Motrices du Rhône, près de l'extrémité en amont de l'aile qui remonte le cours du fleuve, il se trouve un grand espace libre, faisant suite à une série de turbines, et qui a été mis à la disposition des auteurs. La surface réfléchissante a été prise contre un des murs latéraux de la halle et par conséquent l’axe d’émission et de réflexion de l’onde électrique s’est trouvé coïncider avec
- l'axe transversal du bâtiment, qui présente un développement de plus de 20 mètres. On a monté une paroi métallique de plus de 8 m de haut sur 16 m de large, formée de feuilles de zinc de 1/2 mm d’épaisseur et de 2 m de hauteur sur 1 m de largeur, clouées les unes aux autres à recouvrement sur un châssis en bois composé de traverses suffisamment solides pour soutenir ce poids. Ce bâti reposant sur le sol est appuyé contre les piliers en maçonnerie qui supportent le mur du bâtiment et il est assujetti dans sa partie supérieure par des cordes à la charpente en fer de la toiture.
- Pour permettre l’observation des étincelles secondaires le long de la normale au centre du miroir, c’est-à-dire à 4 m de hauteur, on a fait
- établir en avant de celui-ci un pont de 10 m de long et i,5o m de large, supporté sur trois chevalets et surmonté d’une construction légère en lattes recouvertes de papier noir, formant un long couloir complètement sombre.
- Dans cette chambre obscure se trouve le banc d’optique en bois (fig. 2), le long duquel on déplace le résonateur. C’est celui que les auteurs ont décrit dans leurs premières recherches sous le nom de banc de mesure, mais pour éviter M’avoir à le déplacer dans cet étroit passage, sa longueur a été portée à 8,75 m. Il se compose d’une planche horizontale de 40 cm. de largeur reposant sur huit pieds et suivant l’axe de laquelle un rail en bois sert à guider le chariot à coulisses qui supporte le résonateur. Pour rendre le mouvement plus égal, la base du cha-
- riot au lieu de glisser sur la planche du banc, roule sur elle au moyen de petits galets.
- Pour explorer le champ on peut employer le résonateur, soit en le plaçant dans un plan vertical parallèle au miroir, soit en le plaçant horizontalement, et dans ce cas C’est la distance de son centre au miroir qu’il faut évaluer. Comme le montrent les figures 2 et 3, pour faire servir le même chariot à ces deux dispositions, la base en bois où se trouve la coulisse qui est guidée par le rail porte une planche verticale contre laquelle dans le premier arrangement la croix en bois du cercle est fixée par une presse; tandis que dans le second on fixe contre la même planche une pièce additionnelle en bois surmontée d’une petite tablette horizontale sur laquelle se pose le centre de la croix du cercle. Une vrille passe à travers la croix et la maintient sur la tablette tout en permettant au cercle de tourner autour de cet axe vertical. La hauteur
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- du pont de 2,60 m. et la hauteur à laquelle se trouve le centre du cercle au-dessus du pont, qui est [,40 m., portent ce centre à la hauteur de 4 m., à un ou deux décimètres près.
- Primaire. — L'excitateur ou primaire (voir près du bord droit de la figure 1) est disposé à i5 m. du miroir, sur un support indépendant du pont, et formé de deux chevalets réunis par une table longue de 2,5o ni. dans le sens transversal par rapport à la normale au miroir. La hauteur de la table au-dessus du sol est de 3,40 ni., de manière à porter le centre des capacités et les tiges horizontales du primaire à 4 m.
- Dans cette dernière série on s’est servi exclusivement de la décharge du primaire dans l'huile au moyen de l’appareil déjà décrit et qui consiste simplement en un bocal cylindrique de 20 cm. de diamètre dans lequel pénètrent latéralement par deux ouvertures au travers du bou-
- entre lesquelles s’effectue la décharge. Ces cylindres sont mastiqués solidement contre les parois du bocal ; la distance explosive entre les deux demi-sphères peut cependant être réglée à volonté par le fait que l’une d’elles est portée par un tube à lunette mobile dans l’un des cylindres à l'aide de la vis v. Par leur extrémité libre les cylindres entrent à frottement dans les sphères. A l’aide de cylindres rentrant les uns dans les autres l’amplitude de ce primaire peut varier à volonté.
- Le courant de l’inducteur est amené au primaire par des fils de cuivre recouverts de gutta-percha, longs de quelques mètres et aboutissant aux deux tiges ou cylindres dans le voisinage immédiat du bocal. Pour isoler le mieux possible soit .le bocal, soit les fils, des supports en bois, dont le pouvoir isolant est insuffisant, on s’est servi de plaques de paraffine pp, comme supports intermédiaires.
- chon de liège les tiges métalliques du primaire. Les tiges fixées au bocal ont 5 mm. de diamètre et portent des boules d’aluminium de 33 mm. de diamètre entre lesquelles l’étincelle éclate dans l'huile. En dehors du bocal ces tiges n'ont que 16 cm. de longueur et s’insèrent dans des tiges creuses de 7 mm. de diamètre qui, elles-mêmes, pénètrent à frottement juste dans les sphères qui servent de capacités. On a employé le plus souvent des sphères de zinc de 3o cm. de diamètre et dans quelques cas des sphères de laiton de 3o cm. de diamètre. Les sphères de 3o cm. sont montées sur des pieds de verre ; celles de 5o cm. ont été placées sur des bocaux cylindriques en verre.
- La figure 5 représente encore une autre disposition du primaire que nous avons employée exclusivement avec les sphères de laiton de 5o cm. de diamètre. Les tiges de 7 mm. sont ici remplacées par des cylindres de laiton de 35 mm. de diamètre, pénétrant dans un bocal rempli d’huile et se terminant par des surfaces hémisphériques ,
- Dans ce qui suit, nous désignons par S 3o cm. et S 5o cm. l'emploi des sphères mentionnées plus haut dont ces longueurs sont les diamètres, par D suivi d’une longueur la distance des centres des sphères dans le primaire et par tiges ou cylindres l’emploi du bocal à tige se terminant par des boules (fig. 4) ou du bocal à cylindres (fig. 5).
- La distance du primaire au miroir est restée de i5 m., sauf pour trois observations où elle a été portée à 18 m., et pour deux où elle a été portée à 17,50 m.
- Inducteur. — La bobine de Rhumkorff est celle que les auteurs ont déjà employée, de 56 cm. de long et de i3 cm. de diamètre, avec interrupteurs à mercure. Elle donne dans l'air entre les fils des bornes une étincelle de 20 à 25 cm. de longueur. Elle est mise en activité par le courant d’une dynamo sur laquelle le courant inducteur est pris en dérivation. L’intensité du courant hors de la dérivation est de 18 à 25 ampères.
- L’étincelle dans l’huile a en moyenne 7 mm.
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- de longueur. Avec les cylindres elle a été augmentée jusqu’à 1 centimètre; il semble que la résistance soit un peu moindre avec cette forme d’électrodes que dans le cas des boules.
- (A suivre.)
- Sur la réflexion des rayons de force électrique, par M. A. Garbasso (').
- Lorsqu’on veut se rendre compte de la réflexion de la lumière à son arrivée à la surface de séparation de deux milieux différents, on procède ainsi : on suppose que le rayon incident est fourni par une source lumineuse placée en un point L (fig. 1), on admet qu’une série de points A, B, C, D, E, F, G... placés sur la surface de séparation des deux milieux sont mis en vibration par la perturbation qui a son origine en L; on calcule l’action de cette onde élémentaire sur un point O où est supposé l’œil d’un observateur, et on démontre que tout se passe comme si la vibration émanait du point D de xy, pour lequel l’angle d’incidence est égal à l’angle de réflexion.
- Si au point Lon substitue un excitateur (fig. 2), et à la surface xy une série de résonateurs, puis si on place un résonateur en O, un raisonnement analogue montre que le rayon de force électrique doit se réfléchir sur xy et que le rayon réfléchi doit arriver en O, comme dans le cas de la lumière.
- On vérifie expérimentalement cette prévision de la théorie.
- L'excitateur employé est identique à celui de Hertz et muni d’un miroir parabolique convenable.
- La surface réfléchissante T est formée d’une table T de bois de 1,75 m. sur i,c5 m. sur laquelle sont disposés horizontalement 186 résonateurs rectilignes sans intervalle et constitués par un fil de cuivre terminé par deux disques de fer. Chaque fil a une longueur de 20 centimètres et un diamètre de 1,4 mm.
- Un résonateur identique R, mais avec intervalle, et muni d’un point et d’une sphère sert à la recherche du rayon réfléchi.
- L’expérience est disposée comme le montre la figure 2. Lorsque l’excitateur R et les résona-
- (') Atli delta R. Accademia delle Science di Torino, 2 juin 1893.
- teurs de T sont parallèles, le résonateur à intervalle est le siège d'une série d’étincelles.
- Si on fait tourner la table T dans son plan, de façon à incliner les résonateurs, les étincelles du résonateur R diminuent et cessent lorsque les résonateurs de T sont devenus perpendiculaires à leur position primitive; on pouvait le prévoir a priori, puisque les résonateurs de T
- Fig. 1
- étant normaux à la force électrique, il ne peut se produire aucun mouvement d'électricité.
- On vérifie que la réflexion est régulière et non diffuse par l’expérience suivante. La table T, verticale, est suspendue par une corde de façon à pouvoir tourner autour d’un axe vertical, et est placée dans une position telle que théoriquement le rayon réfléchi même influence le
- résonateur; on l’écarte ensuite d’une vingtaine de degrés de sa position d’équilibre et on la laisse osciller librement. On observe alors que les étincelles du résonateur re sont pas continues, mais cessent et reparaissent dès que la plaque a dépassé ou repasse par sa position de départ.
- L’expérience de la réflexion réussit très bien aussi en employant le miroir récepteur de Hertz; on peut la faire, par exemple, en tenant les deux réflecteurs avec leurs axes perpendicu-
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- laires et la table inclinée à 45° sur l’un et l’autre.
- La table T peut aussi servir à produire une onde stationnaire; le résonateur permet en effet de reconnaître l’existence de deux nœuds assez visibles, l’un sur la surface réfléchissante, l'autre à une distance de 32 à 38 millimètres. En employant une table de petites dimensions comme celle que j’ai employée, on ne peut rien obtenir de plus.
- Il est probable que la façon d’agir par réflexion des réticules employée par Hertz dans ses expériences sur la polarisation est identique à celle de la table T.
- D’après ceci, chaque fil du réticule serait un résonateur; diverses preuves militent en faveur de cette interprétation.
- En effet, si tout d’abord on pratique un intervalle sur un fil long d’un mètre et d’un diamètre d’un millimètre (comme les réticules de Hertz) on reconnaît qu’il donne, avec l’excitateur de Hertz, des étincelles très nettes.
- En second lieu, on peut montrer qu’un réticule n’agit que si ses éléments sont capables de résonner. Après avoir vérifié qu’un résonateur rectiligne d’un millimètre de diamètre et de cinq centimètres de long n’était pas excité par le premier que j’ai employé, j’ai coupé une portion d’un réticule semblable à celui de Hertz en enlevant un centimètre tous les cinq; dans ces conditions le réticule ne réfléchit ni n’absorbe aucun rayon de force électrique.
- Les expériences précédentes peuvent être considérées comme une vérification indirecte du principe de Huyghens.
- On peut reconnaître l’existence du rayon réfléchi, mais bien moins clairement que plus haut, en employant un résonateur de période même très différente; d’autre part, j’ai démontré précédemment qu’un résonateur ne peut vibrer que sous l’influence d’ondes de même période; il faut donc en conclure que : « quand plusieurs résonateurs sont placés sur une table T et très voisins les uns des autres, tout se passe comme si leur radiation est multiple ».
- Il est intéressant au point de vue théorique, de reconnaître quelle est la cause de la multiplicité du rayon réfléchi.
- On sait que Sarasin et de La Rive ont montré expérimentalement que la radiation due à une vibration presque éteinte est multiple ; ceci
- peut se reconnaître aussi très facilement par le calcul suivant :
- On connaît les deux relations
- £
- £
- cos cl e A d). = —-----------,
- c* + c’-'
- (0
- sin cl c ' d).
- c
- A l’aide de celles-ci on peut montrer par quelques transformations que
- j/»co
- a sin al ,
- 0
- d)
- (’) Cette formule et son analogue (dont elle se déduit par dérivation par rapport à l).
- e —l!l K
- J„co
- j COS a t
- o • K* +
- d a
- données pour la première fois par Laplace, et qui du reste portent son nom, peuvent s’établir très facilement de la manière suivante :
- Si l’on appelle I la première et si on les dérive deux fois par rapport à t on trouve
- d21 dl*
- I
- a sin a t
- K^+â*
- d a.
- on voit que si l’on multiplie la première par Iv2 et si l’on retranche membre à membre, on a :
- K* I
- d2 I d /
- a sin a l. di.
- le second membre est nul comme on peut le vérifier à l’aide de la première des formules (1) en faisant d =0 et dérivant par rapport à /, d’où
- Iv-I
- d2
- dd2
- on en conclut que l est bien de la forme >. d kl ,1 étant une constante qu’on détermine facilement en laisant dans
- — kl
- 1 c
- 2
- Tl
- d a
- /i = o. On a en effet alors :
- •K
- si n ci t .
- -------da =
- a.
- — X —
- 1t 2
- I .
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- JOURNAL UNIVERSEL D'ÉLECTRICITÉ
- 49*
- Si on y fait successivement k — a — bt et k — a -f- bi, on trouve
- e — (a — bi) t
- e — (a + bi) t
- a sin a t ,
- -,----. . —„ et a,
- (a — bif + a2
- a sin al .
- -------cl-a.
- {a 4- bif -+ a-
- Retranchons membre à membre et divisons par 2i les deux résultats, nous obtenons, d’après la formule bien connue :
- eibl
- sin bt —------
- e
- — t bt
- 2 i
- l’expression
- -T I a si
- ntJo
- sin aidai
- 1 /
- (a—bif+a2 (a+fr/)s+a‘i
- —L. r a «n al ci A rJ-
- *1J0 l {{ci — b Vf + a2 J [(a + Ln)- + a‘-J )
- S
- Le second membre n’est imaginaire qu’en apparence ; on a en effet:
- a j [(a — b if -f a2] — f(a + bif + a2] [ = 4 a a bi [(a — bf + a2] — [a + bf + c/2] ia, et
- [(a - bi) + a2] I (a + bi) + a2] = f (a2 + b* + a2) - 4 /’2 a2]
- = |(a - bf + a2] [(* + bf H- «q.
- Et par suite, en substituant
- e
- asina/da),---r-3---
- ({7.—bf+as
- (a+bf + a*
- On arriverait à la même expression en appliquant le théorème de Fourrier. Tout se réduit alors à calculer l’intégrale
- r*CO
- / e A1 sin Br sin Cy dr,
- Jo
- ce qui se fait très facilement en appliquant deux fois la première des relations (1).
- Si un excitateur donné est capable de faire vibrer des résonateurs de période différente, la raison en est que les éléments de l’intégrale
- qui ont à peu près la même période que le résonateur entrent seuls en jeu.
- La quantité qu’on multiplie par sin a/, et qui représente l’amplitude de l’ondulation dans la
- période est--, est fonction de a, c est pourquoi
- un résonateur donné fait vibrer certain résonateurs mieux que certains autres.
- Dans le cas de notre expérience il semble précisément que la présence de plusieurs résonateurs voisins apporte un rapide amortissement à l’oscillation de chacun d’eux.
- Pour démontrer ce fait on peut employer :
- i° Le résonateur décrit précédemment;
- 2° Deux tables ou écrans 5, et s2 portant chacune 30 résonateurs de longueur d’onde égale à 43 centimètres.
- On procède ainsi : la première table mise à 4?° en avant du premier miroir est employée pour réfléchir la vibration.
- Le résonateur donne alors des étincelles produites par les longues ondes. On interpose ensuite entre 5, et l’excitateur l’écran .s2, et on voit les étincelles du résonateur fortement affaiblies. Il en résulte donc que les longues ondes réfléchies fournissent des courtes ondes incidentes, et ceci ne peut avoir lieu que par amortissement des oscillations.
- En conséquence, on peut donc conclure que « la multiplicité de la radiation d’une série de résonateurs est due à l’amortissement de l’oscillation ».
- Cette proposition donne immédiatement l’explication d’un phénomène que j’ai décrit et présenté à l’Académie royale des Sciences de Turin en mars dernier.
- J’ai montré en effet qu’un écran de résonateurs absorbe les ondes qui sont précisément capables d’exciter les résonateurs constituant la table considérée. Il est facile de voir pourquoi ceci se produit,
- Les ondes de longueur convenant aux résonateurs servent à l’exciter; ceux-ci donnent à leur tour une radiation, mais par suite de l’amortissement que l’oscillation subit dans chacun d’eux, une faible partie de l’onde qui constitue la radiation a la même longueur que l’oscillation primitive.
- C’est là probablement aussi le mécanisme de l’absorption élective de la lumière par les corps colorés.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- Dans les conditions ordinaires un résonateur a une radiation monochromatique; l’excitateur, au contraire, a, comme on le sait, une radiation multiple. On peut se demander la raison de cette différence. Comme le montre la théorie, le décrément logarithmique de l’oscillation dans un circuit donné dépend, outre de la capacité de sa résistance et de son coefficient de self-induction.
- Dans l'excitateur de Hertz, où le coefficient de self-induction est relativement petit, et où la résistance est au contraire très grande, il est facile de voir quel est celui des deux éléments qui a une action prépondérante.
- Pour cela on construit un résonateur identique à l’excitateur en y adjoignant une boule et une pointe de platine; un tel résonateur se comporte à peu près comme l’autre et permet de trouver les nœuds de l’onde stationnaire et sa direction.
- C’est donc à la grande résistance de l’intervalle de décharge qu’est dù l’amortissement de l’oscillation primitive.
- En résumé :
- r Une série de résonateurs est capable de réfléchir les rayons de force électrique;
- 2° Les réticules de Hertz réfléchissent par résonnance;
- 3° Le rayon réfléchi est multiple parce que la vibration des résonateurs d’une série est fortement amortie;
- 4° La façon différente dont se comportent l’excitateur et le résonateur (isolé) est due à la résistance de l’intervalle de décharge dans le premier circuit.
- F. G.
- Sur la transparence de l’ébonite, par R. Arno (*).
- Le pouvoir diathermane de l’ébonite a été déterminé par l’auteur pour les radiations calorifiques de six sources différentes :
- i° Une lampe à incandescence alimentée par une batterie d’accumulateurs, avec interposition d'une plaque de verre ordinaire de 7 millimètres d’épaisseur;
- 20 La même lampe à incandescence sans interposition de la plaque de verre;
- (') Atti délia R. Accademia delle Scienze di Torino, juin 18931
- 3° Une lampe de Locatelli;
- 4° Une spirale de platine rendue incandescente à l’aide d’un bec Bunsen;
- 5° Une lame de fer chauffée par une lampe à alcool ;
- 6° La face enfumée d’un tube de Leslie contenant de l’eau maintenue en ébullition.
- L’appareil de mesure était une pile thermoélectrique et un galvanomètre astatique à miroir de Thomson.
- Le tableau suivant donne les résultats des expériences faites avec trois feuilles d’ébonite, dont deux à faces brillantes et épaisses de 0,12 et o,52 mm., la troisième, à surface non dégrossie, ayant une épaisseur de 0,44 mm.
- Si l’on égale à 100 la quantité de chaleur émanée directement de chaque source, les nombres inscrits dans le tableau ci-dessous représentent les'quantités de chaleur transmises à travers l’ébonite, pour les différentes sources (1 à 6 dans l’ordre indiqué plus haut :
- t
- Epaisseur Pouvoir diathermane pour les différentes sources
- de la feuille
- d’ébonite
- en millimètres 1 2 a i r. G
- O, 12 75 68 62 54 43 3i
- 0,52 62 5i 40 Ho 21 12
- 0,44 44 37 3o 23 17 12
- Ces résultats conduisent aux conclusions suivantes :
- i° L’ébonite en feuilles minces n’est pas également transparent pour toutes les radiations de chaleur obscure ;
- 2° Sa transparence pour ces radiations augmente avec leur réfrangibilité et est maxima pour les rayons de longueur d’onde minima. Son pouvoir diathermane est, en effet, le plus élevé pour la source de chaleur donnant le plus de radiations de petite longueur d’onde (dans ces expériences, c’est le cas de la lampe à incandescence avec écran de verre). Remarquons ici que, si la feuille est assez mince,elle laisse également passer les rayons lumineux moins réfrangibles, comme on a pu le vérifier avec l’échantillon de 0,12 mm. d’épaisseur, à travers lequel on pouvait faire passer la lumière rouge d’une source très brillante ;
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- 3° L’ébonite est presque opaque pour les radiations calorifiques de petite réfrangibilité comme celles de la face enfumée d’un cube de Leslie à ioo°;
- 4° Comme dans d’autres corps diathermanes, le pouvoir diathermane de l’ébonite augmente lorsqu’on rend les surfaces plus brillantes et lorsqu’on diminue l’épaisseur.
- D’après la théorie électromagnétique de la lumière de Maxwell, nous devons donc penser que l’ébonite, qui est un corps mauvais conducteur pour les courants continus, pour les courants alternatifs ordinaires et ceux de fréquence égale à celles des oscillations électromagnétiques de Hertz, est conducteur pour des oscillations électromagnétiques dont la fréquence est de l’ordre de grandeur de celles de la chaleur obscure à grande longueur d’onde ; qu’il possède les propriétés des corps diélectriques pour des oscillations obscures voisines de la lumière rouge, pour devenir finalement un bon conducteur pour les oscillations lumineuses.
- A. H.
- L’éther luminifère par sir G. Stokes (').
- L’étude de la nature et des propriétés de l’éther luminifère est un sujet qui offre une fascination particulière au point de vue scientifique; il est, pour ainsi dire, à la limite du connu et de l’inconnu. On peut s’attendre sur ce terrain à de grandes découvertes et, en fait, de grandes découvertes y ont été déjà faites, récemment même, et l’on ne peut savoir ce qu’il réserve aux hommes de science du présent ou de l’avenir. On sait, et cela est établi par des méthodes dans le détail desquelles je n’entrerai pas, que les corps célestes sont à d’immenses distances de la terre, surtout les étoiles fixes. Leur distance est si grande qu’en prenant pour base le diamètre de l’orbite de la terre — d’environ 3oo millions de kilomètres — le déplacement des étoiles dû à la parallaxe est si minime qu’il échappe presque à l’observation. Cependant la distance a été déterminée plus ou moins exactement pour quelques étoiles fixes; pour la plus grande majorité, on a des raisons de croire que la distance est si grande que la méthode est insuffisante.
- (') Extrait d’après Nature, de Londres, d’une adresse présidentielle à l’Institut Victoria!
- Pour donner une idée- de l'énorme distance des étoiles fixes, j’admets que l’on connaisse la vitesse de la lumière, égale à environ 3ooooo kilomètres par seconde, vitesse qui correspond environ à huit fois le tour de la terre, il faudrait à cette vitesse trois ou quatre ans pour que la lumière de l’étoile fixe la plus voisine parvînt à la terre. Pourtant, puisque nous i voyons ces étoiles, il faut bien un lien d’elles à nous pour que nous les apercevions. Deux théories ont été proposées sur la nature de la lumière et de ce lien. Suivant l’une, la lumière est une substance émise par les corps lumineux à une vitesse étonnante; suivant l’autre, elle consiste en un mouvement propagé au travers d’un milieu existant entre le corps qui émet la lumière et l’œil de l’observateur. Pendant longtemps la première théorie prévalut, et c’est elle que Newton adopta; le prestige de son nom a contribué à la faveur dont elle a joui. Mais les recherches modernes ont si complètement établi la vérité de l’autre théorie et réfuté celle de l’émission, que les savants admettent universellement que la lumière consiste en un mouvement ondulatoire se propageant dans un rnileu existant partout où la lumière se transmet.
- La nécessité d’emplir l’espace, ou du moins, un espace si inconcevablement grand, d’un milieu dont le rôle fût simplement (comme on le croyait d’abor:!) de propager la lumière, a été pendant longtemps l’obstacle qui a empêché de croire à la théorie des ondulations. On s’était habitué à regarder comme vide l’espace interplanétaire et interstellaire, et ce semblait une bien grande hypothèse de remplir tout cet espace vide d’une sorte de milieu dans le seul but de transmettre la lumière. Pourtant depuis bien longtemps l'opinion avait été émise qu’il devait y avoir quelque chose entre les corps célestes. Dans une lettre à Bentley, Newton lui-même s’exprime très fortement dans ce sens: « Penser que la gravité soit innée, inhérente et essentielle à la matière en sorte que ies corps agissent l’un sur l’autre à distance au travers du vide, sans intermédiaire qui transmette l’action de l’un à l’autre, est pour moi une absurdité telle que je ne crois pas un esprit philosophique capable d’y croire, La gravité doit être causée par un agent agissant constamment, suivant certaines lois fixes; que cet agent soit matériel ou immatériel, je laisse au lecteur le soin de l’apprécier »
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- De quelle nature est le lien entre la terre et le soleil, par exemple, et pourquoi le soleil attire la terre en la retenant dans son orbite, en d’autres termes, quelle est la cause de la gravitation, nous ne le savons pas; mais nous savons du moins que la liaison s’établit par l’intermédiaire du milieu ou l’éther luminifère. Cet éther luminifère remplit encore d’autres fonctions auxquelles j’aurai occasion de faire allusion.
- Avec la nécessité de remplir d’un milieu les vastes régions de l’espace, une question curieuse se présente d’elle-mème. Nous ne pouvons concevoir l’espace ni rien d’autre comme infini et nous pensons d’ordinaire que la matière occupe çà et là des parties limitées de l’espace, comme les différents corps pesants. Nous jugeons communément comme vide l’espace intermédiaire, et ce sont seulement les phénomènes lumineux qui nous ont fait songer d’abord à le remplir d’une sorte de matière. La question se pose donc naturellement à l’esprit : l’éther est-il infini, infini comme l’espacer C’est une question à laquelle la science ne peut répondre. Bien que nous ne puissions envisager l’infini de l’espace, il vaut probablement mieux le juger infini que fini. Quant à l’éther, quelque vaste que soit l’espace où il s’étend, s’il est réellement fini, nous pouvons à peine prévoir ce qui peut exister au-delà de ses limites. L’espace au-delà peut être absolument vide, et il peut y avoir au-delà de ce grand système d’étoiles et d’éther un autre système soumis aux mêmes lois ou à d’autres lois et aussi vaste en étendue. Si cela est, autant que nous en pouvons juger d’après les phénomènes soumis à nos recherches, il ne peut y avoir communication de la partie de l’espace où nous vivons avec le système idéal extérieur dont nous venons de parler.
- Les propriétés de l’éther ne sont pas moins remarquables que sa vaste étendue, peut-être illimitée. La matière que nos sens nous font connaître est pesante, c’est-à-dire qu’elle gravite autour d’autre matière...; la question se pose de savoir si l’éther gravite vers ce que nous appelons la matière pondérable ? Nous ne sommes pa§ à même de donner à cette question une réponse scientifique positive. Si l’éther est de quelque manière rattaché à la cause de la gravitation., il semble probable que lui-même ne gravite pas vers la matière pondérable. En outre, nous avons de fortes raisons de croire
- que la matière pondérable est formée d’atomes. D’abord, cette hypothèse s’accorde de la façon la plus simple avec les lois de la cristallographie. Les lois chimiques donnent une importante confirmation de cette hypothèse,* par la théorie atomique de Dalton, aujourd’hui universellement acceptée. La déduction relativement récente des propriétés fondamentales des gaz de la théorie cinétique apporte une confirmation accessoire de cette vue sur la constitution de la matière.
- Plus récemment encore, l’explication donnée par cette théorie du radiomètre. de Grookes a fourni un nouvel argument dans le même sens. Aucun des motifs précédents Ale s’applique à l’éther, et par suite on ne sait s'il se compose d’atomes ou bien s’il est continu, comme nous ne pouvons espérer concevoir l’espace.
- La théorie ondulatoire de la lumière a été appuyée d’abord par les phénomènes connus d’acoustique et l’explication qu’ils recevaient de la théorie hydrodynamique. Puisqu’on savait que le son consiste en un mouvement ondulatoire propagé au travers de l’air (ou d’ün autre milieu) et dépendant de sa condensation et de sa raréfaction, on supposait que la lumière se propageait de même, en vertu des forces en jeu dans la condensation et la raréfaction de l’éther. Mais il y a actuellement toute une classe de phénomènes qui n’ont pas de contre-partie en acoustique; je veux parler de la polarisation et de la double réfraction.
- La preuve de la vérité de la théorie des ondulations en ce qui concerne les phénomènes lumineux ordinaires dépend en grande partie du fait des interférences et de l’explication que la théorie donne du phénomène compliqué de la diffraction.
- En étudiant l’interférence de la lumière polarisée, d’autres phénomènes se ' présentent qui indiquent finalement que les vibrations de l’éther diffèrent absolument de caractère relativement à celles du son. Le phénomène des interférences de la lumière polarisée montre incontestablement qu’il existe dans la lumière un élément en relation avec les directions transversales à la propagation , et susceptible de composition et de décomposition dans un plan perpendiculaire à la direction de transmission, suivant la loi même de composition des forces, des vitesses ou des déplacements dans un tel
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- plan. Ceci force à attribuer à l’éther une constitution toute différente de celle de l’air ; ceci indique l’existence d’une sorte d’élasticité de l’éther tendant à s’opposer au glissement d’une couche l'une sur l’autre. Nous avons un exemple d’une telle force dans le cas de la matière pondérable. Nous savons qu'un solide élastique — que pour simplifier je [suppose non cristallin et isotrope — a deux espèces d’élasticité; l’une, en vertu de laquelle il résiste à la compression et à la raréfaction, l’autre qui s’oppose au glissement continu d’une partie sur l’autre et tend à rétablir l’état primitif, si un pareil glissement s’est produit. Il n’y a pas de rapport direct de grandeur entre ces deux sortes d’élasticité et dans un solide élastique comme une gelée la résistance à la compression est énormément grande comparée à la résistance au cisaillement.
- Si l’on suppose réellement dans l’éther une élasticité tendant à le remettre dans son état primitif quand une couche tend à glisser sur une autre, élasticité dont il paraît absolument nécessaire d’admettre l’existence pour rendre compte des lois d’interférence de la lumière polarisée, la question qui se présente est d’expliquer par là la double réfraction ?
- Les premières tentatives faites pour l’expliquer dans la théorie des vibrations transversales ont attribué à l'éther une constitution plus ou moins analogue à celle de la matière pondérable. C’est en poursuivant cette vue que le célèbre Fresnel a été conduit à la découverte des lois actuelles de la double réfraction ; pourtant la théorie qu’il a donnée est incomplète, et les résultats n’y sont pas rigoureusement déduits des prémices. Cauchy et Neumann, indépendamment et presque simultanément reprirent les vues de Fresnel sur la constitution de l’éther et les appliquèrent à l’explication des lois de la double réfraction. Dans leurs théories les conclusions sont rigoureusement déduites des prémices; mais leurs résultats ne s’accordent pas avec l’expérience; c’est-à-dire que bien que pouvant s’y accorder à l’aide de certaines suppositions , elles montrent la nécessité d’existence d’autres phénomènes démentis par l’observation. Green le premier a déduit les lois de Fresnel dune théorie dynamique rigoureuse, et Mac Cullagh presque en même temps est arrivé à une théorie semblable sous plusieurs rapports, quoique je la croie moins satisfaisante en somme.
- Toutes les théories précédentes suivent de près l’analogie de la matière pondérable, et au moins dans les trois premières on admet que l’éther est constitué par des molécules distinctes agissant l’une sur l’autre, comme les corps du système solaire, par des forces suivant la direction de la ligne qui les joint et variables suivant une certaine fonction de la distance. J’ai déjà cité l’opinion si forte de Newton rejetant l’idée de corps pesants agissant l’un sur l’autte au travers d’espaces absolument vides. L’idée ne dépend pas de la grandeur des espaces intermédiaires et la conception de l’action à distance au travers du vide n’est pas plus simple quand l’espace en question est celui qui sépare deux molécules adjacentes lorsqu’on suppose l’éther composé de molécules distinctes, que s’il s’agit de l’espace séparant deux corps du système solaire et se mesurant par des millions de kilomètres. Si l’éther est d’une façon quelconque le lien inconnu par l’intermédiaire duquel deux corps pesants exercent l’un sur l’autre l’attraction de gravitation, en vertu de la constitution hypothétique de l’éther que nous avons envisagé, nous sommes amenés à inventer un éther du second ordre, pour ainsi dire, pour former le lieu entre les molécules séparées de l'éther luminifère. Mais puisque la nature de l’éther doit être différente de celle de la matière pondérable, il se peut que la vraie théorie doive se départir dans une certaine mesure des conceptions premières dérivées de l’étude de la matière pondérable.
- Si nous imaginons l’éther comme une sorte d’immense gelée, nous ne pouvons nous dispenser de supposer qu’il s’oppose plus ou moins au passage des corps pesants, les planètes, par exemple. Il ne paraît pourtant pas y avoir d’indice certain d’une pareille résistance. On a observé dans le cas de la comète d’Encke qu’elle revient à son périhélie un peu avant le temps calculé; ceci pourrait faire supposer qu’elle éprouve de la part de l’éther une certaine résistance. Bien qu’à première vue on soit tenté de penser qu’une résistance doive retarder le passage au périhélie, le fait d’accélération devient facilement intelligible si l’on considère la résistance éprouvée comme ralentissant le mouvement et diminuant la distance du passage à l’aphélie du soleil, en sorte qu’on se rapproche des conditions d’une planète circulant autour du soleil dans un orbite plus petit.
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- 11 y a plusieurs années j’ai demandé au savant le plus autorisé de notre pays en astronomie physique, au défunt professeur Adams, ce qu’il pensait de la preuve fournie par la comète d’Encke au point de vue de l’existence d’une force retardatrice provenant de l’éther; il me dit penser que nous ne savions pas assez si une ou plusieurs planètes du voisinage de Mercure ne produisaient pas l’effet observé. Mais indépendamment d'une telle supposition, il est bon de remarquer que le phénomène présenté par la queue des comètes rend très vraisemblable, même sans présence d’un milieu résistant et sans la perturbation de planètes inconnues, que le mouvement de la chevelure d’une comète n’est pas du tout le même que celui d’un corps simple formant noyau et soumis à la gravitation du soleil et des planètes, et à l'ien d’autre. Il semble que la queue consiste en une matière arrachée de la' comète avec une énorme vitesse par une sorte de répulsion'émanant du soleil. Si le noyau perd ainsi à chaque passage au périhélie une petite portion de sa masse, il est possible que le reste éprouve vers le soleil une attraction supérieure à celle due à la gravitation et ceci peut-être est la cause du passage anticipé au périhélie, même qnand il n’y aurait pas de résistance due à l’éther. La question de résistance reste donc ouverte.
- La supposition que l’éther oppose une résistance à uncorps en mouvement dérive de ce qu’on observe dans le cas des solides en mouvement au travers de fluides, liquides ou gaz. Dans les cas ordinaires de résistance, le travail perdu est d’abord et principalement l’énergie cinétique de la traînée de sillage. Sa formation n’est qu’un effet indirect du frottement intense, ou si l’on préfère de la viscosité du fluide. Gomme la viscosité des gaz a été expliquée dans la théorie cinétique des gaz, on ne peut guère douter que celle des liquides ne soit liée à la constitution de la substance, celle-ci n’étant pas continue, mais moléculaire. Pour l’éther, s’il n’est pas moléculaire, ou s’il l’est dans un sens tout différent de la matière pondérable, on ne peut à coup sûr en inférer que le mouvement d’un solide au travers implique nécessairement une résistance.
- L’éther luminifère confine à un autre agent mystérieux de nature inconnue, bien que ses lois le soient sous plusieurs rapports, bien qu’on l’applique journellement et que ses appli-
- cations soient régies par des actes du Parlement, je fais allusion à l’électricité. Je dis que la nature de l’électricité est inconnue. Il y a plus de quarante ans, j’-étais à un dîner à côté de l’illustre Faraday, et je lui dis que je pensais qu’il y aurait un grand pas de fait si l’on pouvait dire de l’électricité quelque chose d’analogue à ce qu’on dit de la lumière en affirmant qu’elle se compose d’ondes; il me répondit alors qu’il pensait qu’on en était bien loin. Mais depuis, bien des relations ont été découvertes entre la lumière et l’électricité, qui nous font croire que celle-ci est liée de très près à l’éther luminifère.
- Clerk Maxwell a montré que le rapport des deux constantes électriques que l’on sait déterminer par les expériences de laboratoire et qui s’exprime par une vitesse, concorde d'une manière remarquable avec la vitesse connue de la lumière. C’est le point de départ dë la théorie électromagnétique de la lumière, qui est si intimement associée au nom de Maxwell.
- Suivant cette idée, la lumière peut être regardée comme la propagation d’une perturbation électro-magnétique, quelle que soit l’idée que l’on puisse actuellement se faire de pareille chose. La théorie a tout récemment reçu une confirmation remarquable des recherches de Hertz, qui a montré incontestablement ce que sont les perturbations électro-magnétiques et a fait voir par des moyens purement mécaniques certains phénomènes fondamentaux de la lumière, comme l’interférence et la polarisation. 11 semble que les ondes électro-magnétiques sont exactement de même nature que les ondes lumineuses, bien qu'il y ait une énorme différence de grandeur de longueurs d’ondes; dans le cas de la lumière la longueur d’onde est d’environ 1/2000 de millimètre, tandis que la longueur des ondes électro-magnétiques qui ont été expérimentées va de quelques centimètres à plusieurs métrés.
- J’ai essayé de vous présenter cet intéressant sujet sans chercher à prouver ce que les savants admettent pour vrai dans les conclusions que je vous ai indiquées, et je me suis borné à distinguer aussi impartialement que possible ce qui est établi de ce qui est contestable ou simplement hypothétique.
- E. R.
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- FAITS DIVERS
- L’application de l’électricité à la traction sur nos voies ferrées est plus que jamais à l’ordre du jour. On annonce de divers côtés la réalisation d’essais sur une grande échelle. Mais, tandis que dans ces dernières années on parlait couramment de vitesses de i5o à 200 kilomètres A l’heure que, disait-on, la locomotive électrique de demain réaliserait, on est aujourd’hui plus modeste, et l’on se déclare satisfait quand on peut rivaliser avec la locomotive à vapeur.
- En France, les habitudes éminemment conservatrices s'opposant à l’adoption de transformations radicales, on en est à étudier des systèmes transitoires. La traction par accumulateurs, le système mixte Heilmann sont, paraît-il, à l’essai. En attendant, les Anglais, à Liverpool et à Londres, les Américains, à Chicago, mettent effectivement'en service des locomotives électriques avec prise de courant sur les fils suivant la voie, seul système donnant jusqu’ici des résultats pratiques.
- Dans notre dernier numéro nous avons publié quelques renseignements sur la locomotive électrique de la General Electric C°, qui, attelée à un train léger, doit réaliser la modeste vitesse de 5o kilomètres à l’heure. Les vitesses bien supérieures à celles que donne la traction à vapeur ne peuvent d’ailleurs devenir courantes, qu’autant qu’on voudra s’astreindre à modifier la constructien de la voie.
- On ne demanderait certainement pas mieux, dit M. De-lahaye dans la Revue industrielle, que d’organiser, au moins sur certaines lignes, des trains à très grande vitesse de 90 à 100 kilomètres à l’heure ; mais il faut compter avec la voie et surtout avec les trains un peu moins pressés, omnibus et marchandises. Ces transports constituent une source de recettes trop importantes pour qu'on les sacrifie, et alors on en vient à cette conclusion que quatre voies sont indispensables, deux pour la grande, et deux pour la moyenne et la petite vitesse. La question de dépense intervient et d’autant plus qu’une circulation rapide exige des conditions spéciales d’établissement de l’infrastructure et de la superstructure, des pentes aussi faibles que possible, des conrbes à grand rayon, des ouvrages d’art d’une solidité exceptionnelle, et aussi l’application du biock-système absolu avec signaux parfaitement installés à tous les points critiques.
- Il nous arrive tous les jours de nous trouver dans des trains dont la vitesse atteint momentanément jusqu’à 70 et 80 km. à l’heure; mais ce régime ne pourrait être soutenu pendant une heure ou deux sans risquer de compromettre la vie des voyageurs. Dans une conférence faite au mois de juin dernier, au club des ingénieurs de Saint-Louis, par M. E. A. Hermann, sur les trains à grande vitesse, nous relevons cette phrase :
- « 11 n’existe aucune voie de chemin de fer sur laquelle
- on puisse marcher une heure de suite a la vitesse de 160 km à l’heure, et il est tout à fait douteux qu’il se rencontre quelqu’un disposé à établir une voie permettant des vitesses de 160 km à l’heure avec le trafic sur lequel on est en droit de compter ».
- Il ne paraît donc pas possible d’augmenter considérablement les vitesses actuelles tant qu’on ne disposera pas de voies spéciales; les rampes, les courbes, les passages dans les gares encombrées, les aiguillages, l’insuffisance des signaux de protection à grande distance imposent des ralentissements qui font tomber la vitesse moyenne à 60 et 70 km. à l’heure pour des trajets un peu longs. L’électricité, en se prêtant à la construction de voitures automobiles et à la formation de trains dont les divers éléments auront plus d’indépendance, atténuera certains dangers des allures rapides, mais elle aura aussi à tenir compte des difficultés extérieures que la prudence la plus élémentaire ne permet pas de négliger. Elle pourra donc réaliser sur certains parcours des vitesses supérieures à celles auxquelles nous sommes habitués, mais nous ne pensons pas qu’elle atteigne, par ses seules vertus, les rapidités fantastiques que lui attribuent ses partisans.
- Un correspondant de VElectrical World relate un curieux accident récemment survenu sur un circuit d’éclairage à Matanzas (Cuba).
- Un conducteur électrique est suspendu au-dessus de la rivière San Juan. A l’endroit d’un mauvais joint probablement ce fil s’est échauffé considérablement, s’est rompu et les deux bouts sont tombés dans l’eau. Le circuit a donc été complété par l’eau, changement qui s’est opéré si rapidement, au dire du correspondant havanais, que l’éclairage n’a subi aucune interruption et que le courant a passé toute la nuit à travers l’élément liquide.
- La production littéraire de notre époque est caractérisée par une abondance aussi remarquable que le peu de durée de la grande masse des œuvres. Aussi les publications qui surnagent au milieu de cet océan de volumes et de journaux doivent-elles être douées de qualités particulières. On est heureux de constater que c’est parmi les publications purement scientifiques que l’on trouve les plus beaux exemples de longévité.
- Il y a plus de cent ans que la revue bien connue et estimée Annalen der Physik und Chemie fut fondée par F.-A.-C. Green. Depuis 1790 elle est éditée par la maison Johann Ambrosius Barth, à Leipzig. Continuée par L.-W. Gilbert jusqu’en 1824, et par J.-C. Poggendorff jusqu’en 1877, elle paraît depuis cette époque sous la direction du professeur G. Wiedemann. Le fascicule qui Vient de paraître, le premier du cinquantième volume rédigé sous les auspices du professeur Wiedemann, a été dédié à ce savant par les éditeurs. L’éminent H. de Helmholtz
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- retrace dans cette livraison la vie scientifique de son ami et met en lumière les services rendus à la science par les Annalen, auxquelles nous . ne -pouvons que souhaiter un avenir digne du passé.
- Dans une communication faite à l’Association des ingénieurs électriciens sortis de l’Institut Montefiore, M. Félix Mélotte, passant en revue les méthodes les plus usitées pour la détermination des rendements des machines électriques, indique le procédé qu’il emploie pour éviter réchauffement du frein à bande.
- A l’École des mines de Belgique on se sert de poulies creuses qui reçoivent un courant d’eau froide s’écoulant ensuite librement. Ce système n’est pas directement applicable aux poulies des moteurs électriques qui, à cause de leur grande vitesse circonférentielle, eussent projeté l’eau en excès de tous côtés. Pour éviter cela, M. Mélotte introduit en sens inverse du mouvement, dans l’intérieur de la poulie, un tube recourbé. L’eau introduite dans la poulie se tient à la jante par l’effet de la force centrifuge et participe à son mouvement. Lorsqu’il y en a une certaine quantité, sa surface vient effleurer le tube, s’y engouffre par sa force vive et s’écoule au dehors sans qu’on en perde une goutte.
- De cette façon on a pu faire l’essai d’un moteur de six chevaux à une vitesse de 1200 tours par minute avec une poulie de i5 centimètres de diamètre, et tenir la vitesse de régime pendant plus de dix minutes.
- Parmi les prix mis au concours pour les années 1894, 189$ et 1896, par la Société d’encouragement pour l’industrie nationale nous relevons :
- Prix de 2000 francs pour un moteur d’un poids de moins de 5o kilogrammes par cheval. — 1894.
- Prix de 3ooo francs pour un appareil diminuant dans une large mesure la fumée des foyers industriels et en particulier de ceux des chaudières à vapeur. — 1894.
- Prix de 2000 francs pour un petit moteur destiné à un atelier de famille — 1898.
- Prix de 2000 francs pour une publication utile à l’industrie chimique ou métallurgique. — 1894.
- Prix de 2000. francs pour une étude expérimentale des propriétés physiques ou mécaniques d’un ou plusieurs métaux ou alliages choisis parmi ceux qui sont d’un usage courant. — 1894.
- Prix de 1000 francs pour la découverte d’un nouvel alliage utile aux arts. — 1895.
- Prix de 2000 francs pour la préparation industrielle de ï*ozone et pour ses applications. — 1895.
- Prix de 2000 francs pour l’étude scientifique d’un procédé dont la théorie est encore imparfaitement connue. — 1896.
- Prix de 2000 francs pour la fabrication courante d’un
- acier ou fer fondu doué de propriétés spéciales utiles, par l’incorporation d’un corps étranger. — 1896.
- Prix de 3ooo francs pour la préparation d’une matière pouvant remplacer complètement la gutta-percha dans l’un au moins de ses principaux usages, ou pour un ensemble de travaux ayant contribué à développer la production ou à améliorer l’exploitation de cette gomme.
- — 1894.
- Prix de 2000 francs pour un appareil ou procédé industriel qui permette de mesurer ou d’évaluer l’isolement des diverses parties d’une installation électrique en activité — 1895.
- Prix de 3ooo francs pour l’auteur de recherches d’ordre physique, chimique ou autre qui l’auront amené à découvrir et appliquer dans la pratique générale et domestique le meilleur procédé de purification des eaux potables. — 189.8.
- Au siège de la Société, 44, rue de Rennes, on délivre gratuitement les programmes détaillés des prix mis au concours.
- M. Montillot, directeur de télégraphie militaire, a été désigné comme chef de la mission télégraphique aux grandes manœuvres dirigées par le général Billot.
- Un cyclone, qui a éclaté le 24 août sur les côtes de l’Amérique, dans la direction de la Nouvelle-Angleterre, a exercé ses ravages dans toute la région s’étendant autour de New-York sur un espace d’un millier de milles carrés.
- Cinquante fils de la Western Union Telegraph Company ont été coupés soit dans les rivières, soit dans la mer.
- Sur terre, beaucoup de fils ont également été rompus.
- «
- La distribution électrique de l’heure normale a été tentée comme une des premières applications publiques de l’électricité. Le problème qui ne présentait aucune impossibilité technique n’a pas reçu de solution absolument satisfaisante au point de vue pratique. Il ne s’agit pas seulement, bien entendu, de distribuer l’heure à certaines horloges publiques disséminées dans la ville, mais bien à la mise à l’heure normale des horloges de maisons particulières.
- Pour réaliser ces conditions on est obligé de créer un réseau particulier de fils, d’avoir une station centrale civec son personnel, en un mot, les frais sont très considérables. Dans quelques cas on a voulu réduire les frais d’installation en posant des fils cl isolement assez léger, et au bout de peu de temps le service est devenu irrégulier.
- Ces inconvénients peuvent être évités aujourd’hui; toutes les grandes villes possèdent maintenant des réseaux de distribution de l’énergie électrique nuit et jour
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- en fonctionnement. Aussi cst-il tout indiqué de les utiliser pour la distribution de l'heure. La Société générale d'électricité de Berlin a pris l’initiative de cette application ; elle fournit à ses clients des horloges qui peuvent être branchées, comme des lampes, sur les conducteurs d’éclairage. Le courant remonte chaque horloge, et maintient le ressort armé, de sorte que, en cas d’interruption du service électrique, l’horloge peut néanmoins continuer à marcher pendant 12 heures.
- Le remontoir est muni d’un électro-aimant interrupteur dont l’armature fait avancer d’une dent à chaque oscillation une roue dentée solidaire avec le. barillet; de telle sorte que l’électro-aimant arme continuellement le ressort au fur et à mesure qu’il se détend.
- La mise à l’heure s’opère par une réduction momentanée de la différence de potentiel du réseau. Ce brusque changement de potentiel ne peut être effectué qu’à une heure de très faible consommation; on y procède à cinq heures du matin. Pendant quelques minutes, on fait tomber la tension de 110 volts à 85 volts. Un second électro aimant abandonne alors son armature qui fait avancer ou reculer les aiguilles pour les amener à l’heure exacte.
- Ces opérations ne prennent au cours d’une année entière que ce que consomme une lampe de 16 bougies en 10 heures, soit de 5oo à Goo watts-heures; à ce bas prix on est débarrassé du souci de remonter les pendules et de les régler. .
- On nous prie d’annoncer que pendant le prochain semestre d’hiver, des conférences seront faites à l’École technique supérieure de Darmstadt par MM. les professeurs Ivittler (Cours élémentaire d’électricité, exercices pratiques) Schering fies Mathématiques appliquées à l’électricité), Wirlz (Mesures électriques, télégraphie et téléphonie), Dieffenbach (Electrochimie).
- D’après un mémoire publié par M Prechl, dont la Revue scientifique indique les conclusions, la décharge des paratonnerres ne se produirait que lorsque le potentiel atteint i5ooo volts. Des pointes môme très fines peuvent être chargées jusqu’à 25 000 volts avant de donner une décharge continue. La présence de grandes quantités de poussière ou de gaz autour des pointes rend le dé-chargeplus difficile, tandis que la lumière ultra-violette la facilite. Un faisceau de pointes peut être chargé à un potentiel plus élevé qu’une simple pointe.
- Si l’on en croit Y Illustration, la commission des phares serait disposée à demander la suppression des huit bateaux-feux que l’administration entretient au large des côtes de l’Océan, depuis Bayonne jusqu’à Dunkerque. On les remplacerait par de simples bouées lumineuses, comme celles qui marquent la route que doivent suivre
- les navires pour entrer dans le port du Havre. Il n’est pas inopportun de faire remarquer que l’on se fait une idée très inexacte des services que les bateaux-feux sont appelés à rendre. L’on se trompe grossièrement si l’on suppose que de simples bouées lumineuses pourront remplacer ces navires spéciaux sur les Minquiers, à l’embouchure de la Gironde, etc., etc.
- En effet, en montant dans le voyant, les marins de l’équipage des bateaux-feux, peuvent explorer l’horizon dans une étendue considérable. Ils pourraient apercevoir de très loin les signaux faits par les navires et les communiquer à la terre, si on les rattachait au continent pat-un câble télégraphique sous-marin.
- Au lieu de les supprimer comme le demandaient des parlementaires, plus économes en apparence qu’en réalité, il faudrait compléter leur installation. C’est ce qui sera fait indubitablement un jour, ou l’autre pour les bateaux-feux d’Angleterre et ceux de la Mer du Nord, qui n’appartiennent point à la France. Si les bateaux-feux étaient supprimés, ce ne pourrait être pour longtemps. Bientôt il faudrait faire la dépense de les reconstruire.
- Nous pensons que la nouvelle Chambre ne mettra pas sa gloire à réaliser des économies d’une semblable nature.
- L’installation Lauffen-IIeilbronn qui existe maintenant depuis près de deux ans et qui, comme on sait, fonctionne avec les courants triphasés, fait des progrès rapides. Au moment de son inauguration, en janvier 1892, 2600 lampes de 8 bougies et 8 chevaux de moteurs étaient reliés au réseau; au mois de mai dernier, le nombre des lampes était de 8180, et les moteurs développaient ensemble 40 chevaux, et les demandes faisaient prévoir Une nouvelle augmentation de 3ooo lampes et de 20 chevaux de force motrice.
- Le prix de l’éclairage varie de 70 à 45 centimes le kilowatt-heure, selon la quantité consommée, tandis que poulies moteurs le prix de l’énergie s’abaisse^de 5o à 3o centimes le kilowatt-heure. Par exemple, un moteur de dix chevaux fonctionnant 12 heures par jour, coûte 1 franc le kilowatt-heure.
- L’Electrical Revieir, de New-York, conte une histoire bien amusante sur les Indiens de l’Amérique du sud. Une ligne téléphonique ayant été posée par le gouvernement entre La Paz (Bolivie) et le lac Titicaca, a 70 kilomètres de distance, les Indiens s’imaginèrent que la voix des blancs portée ainsi au milieu d’eux troublerait le repos de leurs ancêtres; ils volèrent les fils et firent des poteaux un feu de joie. La ligne fut remplacée, mais après une nouvelle destruction le gouvernement dut abandonner son projet.
- Puis, les Indiens portèrent leur attention sur l’installation d’éclairage électrique que l’on établit dans le voisinage. Après quelques nuits de fonctionnement des machines, il y eut une éclipse de lune. Les Indiens en conclurent que la lumière électrique avait absorbé ou avalé
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- la lune et, sans plus tarder, ils attaquèrent la station, qui ne fut sauvée que par l’arrivée des troupes.
- Le représentant du gouvernement choisit le lendemain un certain nombre d’indiens influents, les mena à la station centrale, et leur fit donner quelques secousses électriques vigoureuses; ensuite, il leur fit constater les mêmes effets sur un point quelconque de la ligne extérieure, en les informant que la lumière électrique est un mauvais esprit qui pourrait leur faire beaucoup de mal. Les Indiens se le tinrent pour dit, et abandonnèrent la lutte contre un ennemi qui, à des lieux de distance, pouvait tordre leurs muscles.
- Depuis l’accident de Charonne la question de l’éclairage des tunnels est très discutée. Ce n’est pas sans étonnement que nous avons entendu dire et répéter que la lumière de l’arc électrique n’est pas assez puissante pour percer les épaisses fumées s’échappant de la locomotive. Or — tout voyageur peut en faire l’expérience — on peut constater facilement qu’à cinquante mètres de la sortie d’un tunnel on aperçoit déjà le jour; pourquoi donc ne verrait-on pas l’arc voltaïque à quelques mètres de distancer*
- D’ailleurs, nous ne savons s’il n’y a pas un peu de parti pris; ce qui nous ^indiquerait c’est que le raisonnement qui précède est accompagné d’un argument qui le contredit. Le mécanicien, disent certains, serait aveuglé par l’éclairage éblouissant du tunnel, et ne distinguerait plus nettement en sortant les signaux.
- Ainsi donc d’une part il serait impossible d’éclairer les tunnels, eu égard à la fumée épaisse: d’autre part, l’éclairage en question éblouirait le mécanicien! Ne faut-il pas encore prendre là la juste moyenne et faire remarquer que le voyageur se contenterait d’un peu de lumière, pourvu qu’il y en eût?
- La Compagnie concessionnaire de l’éclairage par le gaz de la ville de Compïègne déniait à la Compagnie d’éclairage électrique (Fontaine et Tricochc), le droit de traverser les rues pour faire ses installations. Le conseil de préfecture a rendu son arrêt le 6 juillet.
- L’arrêt constate que le seul mode d’éclairage dont le monopole ait été concédé à la compagnie française est l’éclairage par le gaz, et lui dénie le droit exclusif, par elle revendiqué, d’occuper les voies publiques, et notamment la voirie urbaine pour la transmission aux particuliers de tout autre mode d’éclairage que le gaz.
- En conséquence, le conseil a rejeté purement et simplement la demande de la Compagnie Française d’éclairage et de chauffage par le gaz, et l’a condamnée aux dépens.
- La station centrale de Helsingborg, construite en 1891 par la maison Siemens et Halske, ne pouvant plus suffire à la demande de courant a dû augmenter sa puissance
- de production en utilisant une batterie d’accumulateurs. La maison Siemens y établit une batterie de i3o éléments Tudor de 280 ampère-heures, de sorte que la station pourra sous peu alimenter 2000 lampes de 16 bougies.
- Presque tous les ans la station centrale de La Haye reçoit de nouveaux groupes générateurs. Cette année encore la maison Siemens qui a construit cette station a dû lui donner une nouvelle extension en y installant deux dynamos à pôles intérieurs de 160000 watts, et en remplaçant l’ancienne batterie d’accumulateurs par une autre, plus grande, de 286 ampère-heures. Les deux dynamos sont actionnées directement par une machine à vapeur compound de 235 chevaux. Ces modifications ont également entraîné l’installation d’une nouvelle chaudière de 172 mètres carrés de surface de chauffe.
- La machine à vapeur sort des ateliers Storck et C°, à I-Iengelo; la chaudière est fournie par la maison L. et C. Steinmüller, à Gummersbach, et les accumulateurs par la fabrique de Hagen.
- La station centrale représente après cette nouvelle extension une puissance de 1000 chevaux, dont 900 développés directement par les machines et environ 100 par les accumulateurs.
- Addenda. — M. Righi nous avait prié de faire quel* ques adjonctions à son intéressant article « sur le plan de polarisation des oscillations hertziennes ». paru dans le dernier numéro. Ces indications sont arrivées trop tard pour nous permettre de les introduire dans le texte même de l’article. Elles sont les suivantes :
- En note, page 400, première colonne, dernière ligne : Les résultats obtenus par M. Trouton et M. Klemencic pouvaient être prévus, car ils sont d’accord avec les formules qu’on déduit de la théorie électromagnétique de la lumière pour le cas de réflexion.
- En note,1 page 408, ligne 19 en remontant, première colonne : On peut se faire une idée d’un rayon à vibrations circulaires en considérant que sur un tel rayon la force électrique et la force magnétique ont une valeur constante mais tournent ensemble uniformément dans le plan d’onde.
- Page 405, deuxième colonne, deuxième ligne, au lieu de « son importance », lire « son importance et le désaccord de mes résultats avec les formules données sous certaines hypothèses, par la théorie éleétromagnétique de la lumière ».
- Page 404, deuxième colonne, au lieu de « magnétiques » lire « optiques ».
- Imprimeur-Gérant : V. Nory.
- Imprimerie de La Lumière Electrique. — Paris, 3i, boulevard des Italiens.
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- La Lumière Electrique
- journal universel ÆElectricité
- . ,: 31, Boulevard des Italiens, Paris : *
- Directeur : D' CORNÉLIUS HERZ . ’ : ;
- XV ANNÉÉ (TOME XLIX) SAMEDI 16 SEPTEMBRE 189$ N» 37
- SOMMAIRE. — Nouvelles recherches sur l’arc-à courants alternatifs; André Blondel. — Détails de construction des machines dynamo; Gustave Richard. — Recherches récentes sur la théorie électromagnétique de la lumière ; G. Ràveau. — L’éclairage électrique des trains. — Chronique et revue de la presse industrielle: Trieur électromagnétique Payne. — Boîte de jonction Urquhart et Small. — Monture Binswanger. — Appareil électrolyseür à disques Tommasi. — Radiateur électrique Mac Elroy. — Plombs fusibles pour hautes tensions Weber et Nisbelh-. — La station d’électricité de Chur. — Sur la suppression des étincelles; dynamos à courant continu sans , enroulement inducteur, par W. B. Sayers (Discussion). — Revue des travaux récents en électricité : Intert férence des ondulations électriques par réflexio.n normale sur une paroi métallique, par MM. Ed.Sarasin et t L. de La Rive. — Sur les .charges résiduelles, par M. Bernardo Dëssau. — Sur la relation qui existe entre les ' coefficients des formules de Coulomb, (magnétisme), de Laplace et d’Ampôre, par M. E.-IL AfnagaL — Faits divers. ' .. :• .
- NOUVELLES RECHERCHES '
- SUR
- L’ARC A COURANTS ALTERNATIFS
- Objet de ce travail. — Dans un mémoire antérieur (*) j’ai étudié les effets optiques que présente l’arc à courants alternatifs et analysé la façon dont il s’éteint et se rallume. Depuis j’ai repris cette question au- point de vue des phénomènes électriques dans une série de mesures dont j’ai indiqué sommairement les premiers résultats (2). Je me propose de fournir ici de nouveaux documents expérimentaux assez nombreux pour donner une connaissance plus complète de ces phénomènes. Dans ce but j’ai relevé les courbes périodiques d’un très grand nombre d’arcs dans des conditions différentes,, de façon à mettre en évidence le rôle que jouent les éléments variables de la question.
- I. EXÉCUTION ET CLASSEMENT DES EXPÉRIENCES
- Méthode employée. — La première condition à remplir était une grande rapidité dans la détermination des courbes, car les phénomènes les
- (') La Lumière Electrique du 19 décembre 189t. (*)• Société française de Physique, avril tSgs,
- plus intéressants, ceux de Tare sifflant, sont essentiellement changeants, et il est difficile de maintenir longtemps un même régime, avec des lampes réglées à la main, comme cela, était nécessaire.
- Pour ce motif j’ai eu recours à un. appareil inscrivant simultanément par la photographie, en 2 minutes environ par période, les deux courbes d’intensité du courant et de différence de potentiel entre les pointes' de l’arc. L’outillage comprenait deux parties :
- i° Un appareil de mesure slrobosèôpiqiie, pour lequel je renvoie à la description-détaillée que j’en ai donné précédemment Q; le seul changement introduit consiste en ce que le bras de contact est porté non plus par un support isolé, mais par un plateau faisant partie de l’appareil d’enregistrement.
- Cet appareil, comme tous ceux qui ont été employés pour l’étude des courants alternatifs depuis M. Joubert, consiste essentiellement en un contact instantané. Mais au lieu d’agir direc-ment sur un instrument de mesure, il charge à chaque tour un condensateur et'de décharge immédiatement dans un galvanomètre'Deprez-d’Ar-sonval, qui prend ainsi une déviation pêrma-
- p) Sur la détermination des courbes périodiques. La Lumière Électrique, l. XLI, p, 401" (29 août 1891).
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- nente. En outre tous les organes sont en double, ce qui permet de mesurer à la fois la tension et l’intensité du courant. Il suffit, pour chaque position du bras mobile qui porte le contact instantané, de lire les déviations des deux galvanomètres (*).
- J’ai indiqué dans l’étude déjà citée toutes les conditions que doivent remplir les diverses parties du système pour donner des indications exactes. J’y ajouterai seulement plus loin quelques détails relatifs au tarage et à l’amortissement des galvanomètres.
- 2° Un appareil dinscription photographique très simple, qui s’applique à toutes les méthodes stroboscopiques.
- La photographie présentait ici, en outre de la rapidité, plusieurs avantages importants : elle dispensait d'un nombreux personnel (j’ai exécuté ces mesures avec l’aide d’un seul assistant, M. F. Guilbert, ingénieur électricien); elle évitait toutes les erreurs de lecture, en particulier celles résultant des variations de vitesse de l’alternateur, car celles-ci étaient mises en évidence et il était aisé d’en tenir compte; elle donnait une précision dans la forme des courbes qu’on atteindrait difficilement autrement.
- Il faut ajouter que le plus grand nombre de ces inscriptions photographiques ont été faites avec des lampes à incandescence, en plein jour, non pas dans un laboratoire, mais au milieu d’une usine (2) qui n’était nullement disposée à à cet effet, à côté des dynamos et à 3 mètres seulement du palier principal d’un moteur à vapeur de 25 chevaux en mouvement. On voit que la photographie dans ces conditions est un procédé bien facile à manier et je suis étonné d’être jusqu’ici seul à l’appliquer.
- L’appareil d’inscription, sous sa forme la plus pratique, employé dans les dernières expériences
- (') Cette méthode présente quelques inconvénients, dont les principaux sont la difficulté d’oblenir un bon isolement et celle dérégler bien simultanément les deux contacts jumeaux. A ces deux points de vue elle est inférieure à l’ingénieux procédé indiqué plus récemment par le D' Duncan et que j’emploierais aujourd’hui de préférence. Elle présentait cependant, dans le cas particulier, quelques avantages importants, en particulier l’emploi de simples galvanomètres et la facilité de régler la sensibilité, la période d’oscillation et l’amortissement.
- (’) L’usine de la Société l’Eclairage électrique, qui avait bien voulu mettre très gracieusement à ma disposition l’outillage nécessaire»
- est représenté par les figures i, 2 et 3 ci-après.
- Il consiste essentiellement en un tambour T fixé invariablement à l’axe du bras mobile I de l’appareil de contact et tournant avec lui. Ce tambour, placé dans une chambre noire, porte le papier photographique sur lequel s’inscrivent les déviations des instruments de mesure GG'. Il suffit donc de faire tourner doucement le bras mobile à la main, ou mieux à l’aide d’un mouvement d’horlogerie quelconque H F), pour obtenir sur le tambour les courbes périodiques simultanées de la tension et de l’intensité du courant; on peut inscrire successivement sur la même feuille autant de courbes qu’on le veut, ce qui facilite beaucoup les comparaisons (2).
- Fig. t. — Appareil d’inscription photographique. Vue d’ensemble, les voiles noirs étant enlevés.
- La chambre noire G consiste en une caisse parallélipipédique en bois, tapissée de papier
- (') La vitesse n’ayant besoin d’aucune constance, un simple mouvement de tournebroche est très suffisant.
- (s) Les manipulations photographiques nécessaires ne présentent aucune difficulté. Le papier que je crois le plus convenable pour ce travail est le papier au gélatinobromure de la Compagnie Eastman, qualité C (mat) extrarapide. Les feuilles de papier employées avaient 25 x 3q centimètres. Pour avoir une bonne inscription, on avait mis aux galvanomètres des miroirs un peu grands et on avait soin de pousser l’incandescence des lampes de façon à ne pas dépasser 2 watts par bougie. Le tambour, de 0,200 m. de diamètre, tournant à la vitesse de 1/8 de tour par minute derrière une fente de 1 millimètre de hauteur, la durée de pose en chaque point du papier , . , 8 X 60
- était de '«ry, • • . — environ o\8. On obtient encore
- 0,14 x 200
- de très bonnes courbes avec o",2.
- Dans ces conditions de pose le développement doit être fait de préférence à l’hydroquinone ou à l’iconogàne, et d’après les formules ordinaires.
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- noir, et dont le couvercle est remplacé par une enveloppe en toile noire très épaisse, munie de deux-manches dans lesquelles l’opérateur introduit les bras pour placer et enlever le papier sensible.
- Celui-ci est coupé en feuilles de dimensions voulues, contenues dans un étui qu’on peut introduire dans la chambre et l’en sortir par l’une des manches; on fixe chaque feuille sur le tambour en enfonçant l’une des extrémités sur une rangée de pointes portées par celui-ci et en rabattant sur la feuille un ruban de caoutchouc dont l’une des extrémités est fixe et dont l’autre est munie d’un anneau qui vient se fixer à un crochet. On tend ensuite la feuille sur le tambour en faisant tourner celui-ci à la main, puis on fixe la seconde extrémité de la même manière que la première.
- En avant du tambour, la chambre noire porte une large ouverture communiquant avec un appendice parallélipipédique Q, également en bois, tapissé de noir. Cette ouverture est fermée par un écran ou cloison en métal, percée seulement, à la hauteur de l’axe du tambour, d’une fente horizontale de i millimètre de hauteur, qui porte une graduation tracée sur une bande de papier blanc.
- Entre cette cloison et le tambour coulisse à frottement dur un petit volet analogue à celui des châssis photographiques, qui permet de démasquer la fente seulement pendant les inscriptions. Pour éviter toute erreur, l’intervalle entre la fente et le tambour est inférieur à 2 centimètres.
- Le but de l’appendice en bois est d’éliminer
- Fig. 2 et 3. — Appareil inscripteur, coupes longitudinale et transversale. C chambre noire; Q appendice; T tambour fixé sur l’arbre de l’appareil de contact; F roue dentée calée sur le même arbre et entraînée par le mouvement d’horlogerie; I tète en ébonite portant les ressorts r; G contrepoids; B balais isolés; b bagues isolées; M sac en toile noire; D boîte à papier; p pointes; a anneau ; v velours arrêtant la lumière, V volet; Eécran avec sa fente _/'; J judas; m et m’ miroirs des galvanomètres.
- toute la lumière parasite qui pourrait tomber sur l’écran et par suite sur le tambour pendant les inscriptions photographiques. Grâce à cette disposition, l’appareil ne peut recevoir que la lumière venant de la direction des instruments de mesure; en mettant derrière ceux-ci un voile noir, on élimine définitivement toute lumière étrangère, et l’on peut opérer dans n’importe quel local en plein jour sans avoir jamais d’épreuves voilées.
- Les instruments de mesure sont éclairés chacun par une lampe à incandescence type Edison masquée par une plaque métallique percée d’une ouverture qui isole une des branches du filament. On place la lampe de façon que ce filament soit vertical et vienne faire son image sur l’écran de la chambre noire, sous forme d’une
- ligne verticale très brillante. Les deux galvanomètres sont disposés l’un derrière l’autre, les fils de suspension étant dans un même plan perpendiculaire à l’écran et de façon que le miroir du plus éloigné soit environ 1 ou 2 centimètres plus haut que l’autre. Les deux images viennent ainsi se superposer sur le zéro de l’écran quand il ne passe aucun courant, et on a soin de les y ramener avant chaque inscription, en déplaçant légèrement les lampes s’il y a lieu.
- Un petit judas J muni d’un couvercle permet de regarder l’écran; on le ferme pendant les inscriptions.
- Expériences préliminaires. — La seconde condition à remplir était de déterminer avec précision le rôle des conditions deproduction de l’arc à courants alternatifs. Dans ce but j’avais tout
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- d’abord cherché à-me rendre compte de l'influence que pouvait avoir la machine employée sur le phénomène de l’arc en faisant une série d’essais comparatifs avec 5 machines différentes :
- i° Une machine magnéto-électrique de Méri-tens à fer.
- 2° Une machine Siemens-Labour ayant une très grande résistance et self-induction intérieure (1).
- . 3° Une machine? de Siemens ayant une très faible résistance et self-induction inférieure.
- Fig. 4. — Courbes périodiques de la machine de Siemens en circuit ouvert puis fermé sur cuve, avec différentes self-inductions.
- 4° Une vieille machine Gramme (type 4 lumières).
- 5° Un alternateur Labour à induit denté, type i893 (*).
- Les propriétés des machines 1, 2 et 5 sont résumées dans les courbes que j’ai données dans un récent travail (3); on verra plus loin des courbes relatives à la machine 4. Quant à la machine . 3, elle donne une force électromotrice
- (') Le premier dispositif d’enregistrement que j’ai employé pour ces deux séries d’essais a été exposé antérieurement. (Lumière électrique, 5 septembre 1891).
- (!) Les essais sur ces deux dernières machines ont été faits par une méthode différente, A l’aide de 1’ « oscillographe ».
- (’) La Lumière Electrique, t. XLIX, p. 441, 442 et 444.
- et des courants à peu près sinusoïdaux, comme le montre la figure 4.
- Ces comparaisons ont donné les résultats suivants :
- L’influence de la loi de variation de la force électromotrice est pratiquement à peu près négligeable en ce qui concerne la différence de potentiel aux bornes de la lampe; elle est plus visible sur les courbes d’intensité.
- TABLEAU I.
- Expériences relatives à la figure 5. — Alternateur Siemens-Labour. Charbons durs à mèche pour haut voltage.
- Numéros us courbes £ s •Ùî "Z C -! B a 0 T • ||j « w V V 3 0 e x 0 *- ZS <5 V 2 3 A O „ ’C * g > 0 - v 2 ^ 3 go aux bornes en volts • •O 0 « -3 S ü £ S < ir de puissance culculé
- •3 S '•71 3 •l> V .“ 0 3 •© £ &>
- *5 3 (0 e b* d bi
- I b o,33 o,oo33 IOO 46,8 49,7 0,93
- 2 4 o,33 o,oo33 84 47 43
- 3 (criard) 2 o,54 0,0066 94 37,8 36 0,88
- 4 5 0,54 0,0066 IOO 45 34,1 0,93
- 5 4 o,33 o,oo33 72 39,3 34,6 0,99
- 6 7 I ,00 0,54 0,0132 168 54,2 33,27
- 7 3 0,0066 168 45 28
- 8 8 1,00 0,0132 140 5i ,6 27,7 0,95
- 9 4 0,33 o,oo33 56 42,2 25,2 0,98
- IO 3 I ,00 0,0132 140 42 26,4 0,89
- II IO 0,33 o,oo33 72 54 24,8 0,90 0,95
- 3 1,00 0,0132 80 43,4 9,3
- TABLEAU IL
- Expériences relatives à la figure 6. — Alternateur de Mèritens. Charbons durs à mèche pour haut voilage.
- Numéros des courbes Écart en millimètres Résistance totale du circuit hors de 1a lampe en ohms 1 Self-induction totale j approximative du liquide en lienrys 1 ; Force ëlectromofrloe induite en volts J 1 Voltuge aux bornes en volts 1 1 Intensité en ampères Facteur de puissance ! calculé
- 12 8 0,25 0,0025 70 36,8 39,4 o,9'
- 13 5 0,25 o,oo3 70 49 29,4 0,96
- M I o,5o 0,012 70 27,9 3o,6 0,92
- i5 ‘ 4 o,5o 0,012 70 41,7 27,2 0,90
- 16 4 0,36 0,006 70 35,6 24.3 0,90
- 17 (siffle) 2 0,36 0,007 70 49,9 17,9 0,84
- J’en donne ici comme exemple les courbes d’intensité obtenues dans deux séries d’expériences comparables (mêmes charbons à mèche dure et régimes analogues), effectuées avec les machines 1 et 3 et résumées dans les tableaux I et II.
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- Ces courbes réduites à une seule alternance ont été réunies sur une même feuille en ramenant en coïncidence les zéros, de façon à mieux faire saisir la forme commune à chaque série. Elles présentent, comme on le voit, deux aspects généraux assez différents, bien visibles sur les ligures 5 et 6. Mais, à vrai dire, la différence n’est que superficielle et n’indique pas un changement dans l’essence même du phénomène, car les courbes de tension, qui ne sont pas reproduites ici, conservent absolument même caractère, bien qu’on ait rarement affaire à une forme ed force électromotrice aussi singulière que celle de la machine de Méritens (1).
- Au contraire l’introduction de self-inductions
- 'ig. 5. — Courbes d’intensité du courant dans un arc
- alimenté à différents régimes par lanrachine de Sieiriens-Labour. (Une alternance}.
- croissantes dans le cire .lit modifiait le caractère même des c urbes périodiques comme on le verra plus loin; une machine à forte self-induction donne des résultats différents de ceux d’une machine à faible inductance.
- La conclusion de cette série d’expériences avait donc été qu’il importait peu pour l’étude générale des phénomènes de faire varier le type de la machine génératrice et qu’il fallait au contraire se placer dans des conditions bien définies, permettant de doser à volonté la self-in-
- (') En général la self-induction des machines et les effets parasites ont pour résultat d’annuler ou du moins de réduire à une très faible amplitude les harmoniques supérieurs et de ramener le courant et la tension-à une forme voisine de la sinusoïde, surtout dans les machines ù fer.
- duction et la résistance du circuit, tout en faisant varier les conditions d’expérience.
- Expériences définitives. — Les expériences dé- finitives ont été faites, en conséquence, avec la ! machine 2, dont la résistance et la self-induction étaient très faibles (r = o“,04; l = 0,0007 henrys), et qui donnait comme courbe de force électromotrice une sinusoïde presque parfaite. Elles ont été exécutées à la fréquence de 52 périodes environ. On dira plus loin quelques mots de l’influence de la fréquence. La lampe était placée à proximité immédiate de la machine et on pouvait, si on voulait, réduire la résistance du circuit à celle du petit rhéostat sans induction nécessaire pour la mesure d’intensité. Ce rhéostat en charbon, construit par la Société
- Fig. 6. — Courbes d’intensité du courant dans un arc alimenté à différents régimes par l’alternateur de Méritens. (Une alternance).
- « le Carbone », présentait une grande surface refroidissante et un coefficient de température . très faible; sa résistance était seulement de : o,o5 ohm, de sorte que le voltage absorbé par lui était en général inférieur à 1 volt.
- L’ensemble de l’installation et des connexions ; est représenté par la figure 7.
- Un de ses points les plus délicats était la proxi-, mité des galvanomètres de plusieurs dynamos en mouvement et de l’arbre de couche du moteur à vapeur ; les vibrations du sol étaient très fortes et sensibles à la main. Pour les éliminer, on a ! placé les galvan.omètreS sur une grande plaque, de fonte circulaire P (fig. 1) de o',8o m. de diamètre et de 2 centimètres d’épaisseur pesant. : environ 75 kilos, et portée par quatre cales en 1 caoutchouc de 4 centimètres d’épaisseur. Grâce.
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- à l’inertie considérable de la plaque, les vibrations ont disparu complètement. Ce procédé est facilement utilisable dans les usines, où il sera souvent d’une application plus commode que la suspension par fils de caoutchouc.
- Les galvanomètres, recouverts de boîtes en carton percées de trous juste suffisants pour le passage de la lumière (*) ont été placés sous une table complètement entourée d’un voile noir percé d’une ouverture ajustée à l’avant-bec de
- Fig'- 7- — Montage des appareils et des connexions. A alternateurs; F poulie folle; G chambre noire avec son appendice Q; H mouvement d’horlogerie; B balais frotteurs de l’appareil de contact; I tête du bras portant les quatre ressorts de contact; T T tables rectangulaires portant les appareils; cc condensateurs; s s shunts; GG galvanomètres; X coupe-circuit des deux galvanomètres; 11 lampes à incandescence, sur pieds, avec écrans e e; L lampe à arc réglée à la main; R rhéostat en charbon ; p résistances ou self-inductions additionnelles; E électrodynamomôtre Siemens; V voltmètre à fil chaud ; W vvattmètre Zipernovvsky.
- la chambre noire, de façon à mettre ces instruments à l’abri de toute lumière étrangère ainsi que de tous les courants d’air. Leurs indications ont été constamment satisfaisantes.
- Les condensateurs, boîtes de résistance et coupe-circuits nécessaires aux mesures étaient placés sur la table elle-même (fig. 7), de façon à faciliter les connexions avec les galvanomètres en même temps que l’isolement.
- Réglage des galvanomètres et tarage. — Les
- (’) Les globes en verre ont été supprimés pour éviter les pertes de lumière.
- constantes des galvanomètres ont été choisies de manière à obtenir une sensibilité suffisante avec les moindres capacités possibles, et tout en réalisant les conditions nécessaires à tous les instruments enregistreurs (1), c’est-à-dire une courte durée d’oscillation et un amortissement égal à l’amortissement critique. Après un certain nombre de tâtonnements, on a adopté définitivement des fils de suspension donnant des périodes d’oscillation propre de o’,7 pour le galvanomètre voltmètre, et de r,2 pour le galvanomètre ampèremètre, les courbes d’intensité étant toujours beaucoup plus continue que celles de tension.
- L’étude des oscillations a été faite très commodément à l’aide de l’appareil enregistreur lui-même, en donnant au tambour une vitesse assez considérable et bien uniforme, et en remplaçant les lampes à incandescence par une lampe à arc. Ce procédé étant supérieur à ceux qu’on emploie habituellement et susceptible d’applications utiles, on a reproduit ici (fig.8 etg) à titre de spécimens, en réduction à i/5v deux des photographies obtenues, qui représentent les courbes d’amortissement d’un galvanomètre dont on diminue progressivement la” résistance de shunt jusqu’à l’apériodicité critique et au delà.
- Il suffisait d’une inscription de ce genre pour déterminer la résistance capable de donner exactement l’amortissement critique (2). On en
- C) Pour plus de détails, voir : Comptes rendus, mai 189X (*) En effet l’équation du mouvement du galvanomètre est
- T. d* 8 , . d 0 , _ „
- R -j— + A —jj + C 0 = o
- dt*
- (*)
- en posant
- A = 9 + ÎC+G
- (*)
- q amortissement par l’air, f intensité du champ magnétique, n nombre de spires, 5 surface de la bobine, G résistance du cadre, R résistance du shunt.
- On mesure directement sur la courbe relevée la pseudo période T et le décrément logarithmique Or, on a
- '=4
- A8
- 4 K C
- >=4t
- 4 lv
- (J)
- (4)
- Une première courbe avec R = oc permet donc de cal-
- culer
- K ’
- On constate que ^-est très petit, de sorte qu’on peut le
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- a fait io pour chaque galvanomètre et on a pris les chiffres moyens (1).
- On a déterminé ensuite la durée à donner à l’inscription d’une période pour que l’effet de l’inertie des galvanomètres fût insensible dans le cas le plus défavorable. Dans ce but, on a inscrit sur le tambour tournant les zigzags décrits par le point lumineux quand on inverse brusquement et périodiquement le courant dans le galvanomètre. La courbe, au lieu d’être un
- rectangle, prend les formes représentées par la figure io. Pour que la courbe B relative à l’amortissement critique se réduise pratiquement à un rectangle, il faut que la partie arrondie disparaisse, c’est-à-dire que l’abscisse comprise entre les points de départ et d’arrivée de la courbe d’inversion se réduise à environ i mm. Il suffit pour obtenir ce résultat de régler la vitesse du tambour en conséquence.
- Pratiquement, il n’est pas nécessaire de re-
- Fig. 8. — Oscillations du galvanomètre Deprez-d’Arsonvai, légèrement amorti par un shunt d’importance croissante. — Fig. 9. — Oscillations du galvanomètre d’abord sans shunt, puis avec des amortissements croissants, rendant le régime apériodique. — Fig. 10. — Inscription de rectangles par le galvanomètre avec différents degrésd’amor-tissement ; A insuffisant; C exagéré ; B juste critique.
- lever ces courbes, car on sait que le temps nécessaire au galvanomètre pour obtenir son élon-
- gation définitive à 1/100 près, approximation suffisante ici, est sensiblement égal à la période d’oscillation propre.
- négliger et poser simplement
- A =
- m
- rTH’
- m étant une
- constante.
- En traçant ensuite une courbe avec une valeur donnée
- R0 du shunt, on obtient une valeur-^- = et on me-
- K. 1 Q
- sure l-o et T0. Pour réaliser l’amortissement critique il faut que
- A* = 4 K C
- ou
- 4 n
- t étant la période d’oscillation sans amortissement. D’où
- An _ 1 n T Rn + G A tîT0 x + G ’
- équation qui détermine la résistance inconnue x qu’il aut donner au shunt.
- (') On a pu s’assurer accessoirement que les courbes obtenues sont rigoureusement conformes aux résultats de la théorie du galvanomètre Deprez d’Arsonval, telle que l’a donnée pour la première fois M. Ledeboer, Lumière électrique, t. XX, p. 577. et Journal de physique, 1887.
- Comparer aussi ces courbes à celles calculées parM. Curie,, t. XLI, p. 274.
- Galvanomètre E
- Fig. 11. — Tarage du galvanomètre-voltmètre traversé par les décharges instantanées. ! tarage à courants continus (tableau III) shunt i5o; II tarage à courants alternatifs (tableau IV) shunt 2i5.
- Pour que l’erreur maxima soit aussi de 1/100 seulement sur les abscisses des courbes périodiques, il suffit donc de consacrer à l’inscription de chaque période un temps cent fois plus grand que la période d’oscillation du gai-
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- 5o8 LÀ.' lumière électrique
- vanomètre, c’est-à-dire par période du courant -120* * = 2"', chiffre que j’ai adopté. s: Après ces déterminations, on a procédé aux ‘Vérifications d’isolement, puis au tarage du galvanomètre. Cette dernière opération se faisait très simplement en remplaçant dans le circuit .principal l’alternateur par une source d’électricité à.courant continu, dont on modifiait la tension et le courant, tout en faisant tourner l’alternateur et" l’appareil dé contacta la vitesse normale. Pour chaque régime on laissait marcher un instant le mouvement d’horlogerie en même temps qu’on notait les chiffres fournis par l’électrodynamomètre et le voltmètre. En portant ces chiffres en abscisses et les élongations inscrites sur le tambour en ordonnées, on a obtenu des graphiques tels que ceux des figures ii et 12, Le coefficient angulaire de la droite moyenne donne le coefficient de l’instrument.
- TABLEAU III
- Différence de potentiel en volts Intensité en ampères Indicat Galvanomètre E ons du Galvanomètre I
- 45,5 12,6. 75 17,5
- 49,5 5,8 .84 9
- 49,5 7,5 84 11
- 55,5 16,2 •93 22
- 60,5 14,3 io3 20
- 62 12,7 107 18
- 64 10,7 115,5 i5,5 .
- 63,5 24,5 109 —
- 65 3o, 1 I 12 36
- 69 32,6 119 3g •
- 33,6 45
- TABLEAU IV
- Différence de potentiel efficace en volts Intensitéefficace en ampères Indicat Galvanomètre E (élongation n axlm.) ons du Galvanomètre I (élongation maxim )
- 23,5 1,5 6l 2
- 35 2,2 95 3
- 36 3,2 97 6
- 45,5 4,1 — 7
- 5 — ÎO
- 46,5 6 125 12
- 46 7,9 124 18
- 56,5 I I — 24
- : 11,4 ' — 25
- — 12,9 — 29
- _ r; IG 37
- A titre de vérification, on a fait'.un autre tarage en inscrivant une-série de-courbes sinusoïdales fournies par le courant de l’alternateur et en comparant l’ordonnée maxima à l’intensité efficace du courant alternatif mesurée directement. Le tableau IV et les graphiques de la figure 12 résument ces comparaisons, qui ont donné des chiffres parfaitement concordants avec ceux des courants continus,' en tenant compte de la correction due aux différences de shuntage dans les deux cas.
- On a constaté ainsi que pour chaque valeur de la capacité et du shunt, les élongations sont bien proportionnelles aux quantités à mesurer Q et on a choisi les distances des instruments et modifié légèrement les shunts, de façon que les
- .ûodvasiomèire I
- Fig-. i2. — Tarage du galvanomètre-ampèremètre. I à courants continus (tableau III) shunt tod.; II à courants alternatifs (tableau IV) shunt no. .
- rapports fussent des nombres simples. L’échelle des courbes photographiques ainsi déterminée était de i,5 mm. par ampère et de i,8 mm. par volt. On a ramené les courbes à la même échelle sur les figures reproduites plus loin.
- André Blondel.1
- (A suivre.)
- DÉTAILS DE CONSTRUCTION
- DES MACHINES DYNAMO (2)
- La figure i représente le détail de la construction des balais feuilletés de M. Boudreaux, constitués par le plissage, comme en a a (fig. i),
- (') Mais ces déviations n’étaient pas absolument proportionnelles à la capacité du condensateur, ce qui tend à prouver que la durée du contact était Inférieure à celle nécessaire à la décharge complète dans le galvanomètre.
- (*) La Lumière Électrique du 29 juillet 1893, p. 1G2.
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- JOURNAL UNIVERSEL^ - D’ÉLECTÎUCITÉ Bog
- d’une seule feuille de laiton de 3 centièmes de millimètre d’épaisseur. Ces balais donnent un frottement très doux et ne< s’usent que fort
- ,1
- Fig. i. — Balais feuilletés Boudreaux (1891).
- peu; leur construction est évidemment des plus simples et peu coûteuse.
- Les segments du collecteur Parshall sont (fig.. 2 et 3) en deux parties : une d’acier C',; et tmé de cuivre C', assemblées en Z, comme l’indique la figure 3, et les parties en acier se prolongent par des bouts isolées maintenus par le serrage des plaquettes d’assemblage D. Ces plaquettes, serrées sur le noyau B par des foulons B", tiennent chacune quatre segments,,deusorte qu’il est très facile de remplacer un sëgment avarié, après avoir fàit sauter le plâtre ou le mastic dont on remplit les intervalles entre D et les cuivres C. • >( • . ,:/
- Le régulateur pour dynamoteurs à courant constant de J -C. Henry consiste (fig. 4 à 6) en un électro-aimant E, en dérivation sur les bornes de la dynamo, pivoté en F, embrassant de ses pôles e e le disque de cuivre D, calé sur le collecteur, et commandant, par le renvoi G H, le porte-balai b. Quand la vitesse du moteur augmente les pôles e e, articulés en e', se rapprochent
- Fig. 2 et 3 — Collecteur fractionné Parshall (1893)
- deD malgré les ressorts K, et l’électro E passe de la position figure 5 à celle figure 6, en déplaçant les balais de manière à maintenir la vitesse à peu près invariable.
- Dans le dispositif de Woodhouse el Rawson, représenté schématiquement par la figure 7, le dynamoteur M est relié aux piles B! B2 par un commutateur S et par deux plombs fusibles a et
- A, dont l’un, A, pouvant supporter un courant plus fort que a.
- Pour mettre en train, on relié les piles en parallèle au. moteur au moyen du commutateur S et comme, alors chacune des piles n’envoie au moteur que la moitié de son courant, le plomba ne peut pas fondre, Une fois le moteur.en train, on lui relie les piles en série, et, alofs, si le cou-
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- 5io
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- rant prend une intensité dangereuse pour le moteur, le plomb a fond, et le moteur n’est plus
- Fig. 4 et 5. — Régulateur Henry (1893).
- actionné que par la pile B au travers du plomb A, jusqu’à ce que l’on ai refait le plomb a.
- Fig. 6. — Régulateur Henry.
- Le commutateur de Woodhouse al Rawson représenté par les figures 8 et 9 agit comme il suit.
- Dans la position figurée, le commutateur M
- relie les bornes G' et D'de la génératrice à celles E' et F' de la réceptrice directement, et l’on y est arrivé en faisant passer les bras du commutateur sur une série de contacts à résistances de ma-
- Fig. 7 — Commutateur de sûreté Woodhouse et Rawson.
- nière à ne lancer le courant que graduellement dans le moteur. Quand la charge du moteur augmente trop, le coupe-circuit électromagné-
- qQq
- Fig. 8 et 9. — Commutateur inverseur Woodhouse et Rawson.
- tique A réduit considérablement ou rompt son circuit. Si l’on ramène alors en arrière les balais M,dans le sens de la flèche, de manière à réduire graduellement le courant au moteur, jusqu’à ce que le commutateur, revenu au zéro, réunisse les
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- 511
- contacts G et H, en fermant le circuit de l’élec-tro-aimant I par K et L, cet électro attire son armature qui, faisant rebasculer A, rompt son propre circuit en K L, en laissant intact celui du moteur. En continuant alors à tourner le com-
- mutateur dans le même sens, on amène M sur G et F, ce qui fait passer le courant au moteur par les résistances N, mais en sens inverse, de manière à renverser sa marche, puis ce courant augmente graduellement, jusqu’à la prochaine
- commutation, à mesure que l’on continue à tourner toujours dans le même sens.
- La dynamo polyphasée de Stanley et Kelly représentée par les figures io et n est remarquable par la simplicité et la solidité de sa
- construction. Les corps des armatures fixes sont constitués par deux anneaux A A, à noyaux lamellaires H, assemblés par des boulons G avec les fonds B B, qui portent les paliers E E, et ils sont pourvus d’un enroulement excita-
- g $ i(M|n|t » ♦ )jt fcj ijnf
- Fig. 12. — Distribution Siemens et Halske (1892).
- teur L, à courant continu, qui établit un circuit magnétique par AII K et le corps G de l’inducteur mobile. Les. noyaux lamellaires H sont dentelés pour recevoir les enroulements décalés P et S, et les pôles lamellaires K de l’inducteur sont d’une largeur à peu près égale à celle
- de deux des dents de K, ou, comme l’indique la figure n, à celles des bobines P et S. En outre, ces pôles, au lieu d’être concentriques à H, s’en écartent vers les bords, comme l’indique la figure 11, ce qui, d’après les inventeurs, aurait pour effet de donner aux courants induits
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- en P et en !S une allure à peu près sinusoïdale O- ' '
- Là diàfribütiôn Siemens et Ilalske, représentée. schénhâtiquement par la figure 12, suppose un réseau s,s, ’s3, à lampes A et à dynamoteurs B, alimenté par deux génératrices à champs tournants Dj et D2, excitées par une troisième
- Fig-. i3 et 14. — Distribution Siemens et Halske Schéma des enroulements E et D, (tig. 12).
- génératrice à champ tournant E, à excitatrice continue C.
- L’armature F de l’excitatrice E est (fig. i3) comme celle F, (fig. 14) des dynamos D, D_,, divisée en trois groupes de deux enrouJements, A1E1, Ào E2, A3 E3. Partant de At, en avant du tambour F, le fil du premier enroulement passe à l’arrière du tambour, qu’il franchit par un arc de" 90% pour revenir à l’avant par la quatrième
- (*) La Lumière Electrique du 12 août 1893, p. 277. ' '
- rainure du tambour comptée à partir de Aj, et ainsi de suite, jusqu’au bout de cet enroulement, dont l’extrémité vient, de l’arrière du tambour,
- :ô|p
- * n
- i
- (ôld;
- bn*
- Fig i5. — Tableau de distribution Rohrer (1893).
- se raccorder en E, au départ du second enroulement du premier groupe, semblable au premier enroulement.
- (g ~ "1 g) (gj (ç’iî) <|i
- <£.,! D <ï '' D d l
- Fig. 16. Tableau Rohrer. Vue en dessous,
- Les groupes A2 E2, A3 E3 s'exécutent de même, puis on relie ensemble les jonctions E3 E2 E3.
- L’inducteur G, à quatre pôles alternativement nord et sud, excité par C, tourne dans l’induit
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- F, et y produit ainsi trois courants déphasés de i3o°, pris aux bornés A, A2 A3 par les barreaux Si s3 s3, qui les amènent aux inducteurs F, des dynamos Dt et D2 (fig. 14).
- L’armature Gj de ces dynamos est à trois en-
- Fig. 17. — Tableau Rohrer. Détail d’un manipulateur H.
- roulements fermés en court circuit, disposés comme l’indique la figure 14, dans lesquels il se produit, quand on fait tourner G1; des courants qui induisent à leur tour en Fi des courants à périodes concordant avec celles de l’excitatrice
- E, et recueillis de même en st s2 s3, de sorte que la périodicité de ces courants ne dépend plus de la vitesse des dynamos D2, mais seulement de celle de l’excitatrice E; toutes les dynamos Ü! D2... auront donc la même périodicité
- Fig. 18. — Dynamo Heinze.
- sans avoir besoin d’être synchronisées avant leur accouplement en parallèle, et sans pouvoir ensuite se désaccorder.
- Le tableau de distribution de Rohrer est (fig. 15 à 17) disposé de manière à éviter autant
- Fig. 19 et 20. — Transformateur-moteur de Newton et Hawkins (1892).
- que possible les chances d’accidents par contacts, etc.
- La plaque d’ardoise A porte une série de pinces de contact B, dont les lèvres sont reliées alternativement, par des bras b, aux tringles G et G', qui aboutissent respectivement aux bornes
- d et d\ reliées, par les boutons D et D', aux fils de la dynamo. Les connexions sont établies par des barres EE', fixées sous l’ardoise A par des attaches F, à contacts/et/' : ces contacts n’affleurent pas la plaque A, de manière que l’on ne coure aucun danger de les toucher.
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- b 14
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- Chaque paire de barres E E' est desservie par un double commutateur II, pivoté en G, entre deux paires de tiges C C', et pourvu de contacts symétriques h h\ disposés de manière à pouvoir, comme l’indique le tracé pointillé de la figure 18, relier à ses barreaux E E' l’une ou l’autre des paires de tiges CC'.
- La dynamo Heinze représentée par la figure 18 est disposée de façon à permettre d’utiliser au chargement d’accumulateurs J la puissance, ordinairement perdue, mais excessivement variable, des conduites de retour d’eau dans les hôtels, etc...
- Cette eau commande directement la dynamo A' au moyen d’un moteur rotatif quelconque M, mais l’accumulateur n’est relié à la dynamo, par les balais h h' de son collecteur, que si la vitesse est assez grande pour venir les appliquer sur ce collecteur, malgré les ressorts/, par la force centrifuge des masses G G.
- Le transformateur moteur de MM. Newton et Hawkins se compose (fig. 19 et co), comme à l’ordinaire, de deux armatures : l’une à haute tension B, et l’autre à basse tension solidaires, ayant chacune leurs inducteurs : A et At.
- Ces inducteurs sont enroulés en compound : l’enroulement primaire C de A est en série avec l’armature primaire B, le circuit extérieur x et la génératrice y ; l’enroulement Cj de l’inducteur secondaire Ai est en série avec Bt et le circuit zz des lampes L, et l’enroulement dérivé D est commun aux deux champs A et At.
- Quand on lance le courant de y dans le circuit primaire AB, le transformateur se met à tourner, entraînant B,, dont le courant, passant en D, augmente l’intensité du champ A; on coupe alors du circuit l’enroulement C, de sorte que les deux champs, A et A', sont alors excités par la dérivation D; mais comme le courant de B' est alors pris par son circuit zzH l’excitation de A! par C' s’accroît suffisamment pour compenser par son augmentation la suppression de C.
- Gustave Richard.
- RECHERCHES RÉCENTES SUR LA
- THÉORIE ÉLECTROMAGNÉTIQUE DE LA LUMIÈRE (')
- On peut enfin, pour les milieux de faible dispersion, ramener cette formule,à celle de Cauchy à deux constantes :
- Dans une note postérieure (2), Helmholtz a publié quelques résultats de la comparaison, effectuée par M. Mahlke, entre les données expérimentales et les valeurs fournies par la formule complète mise sous la forme
- en posant
- N* =
- a2 — w2 fl2 — n*
- a2 = N2 +
- 1
- m
- P*
- N2 —
- 1
- Les observations choisies ont été celles de Fraunhofer sur l’essence de térébenthine, et celles de Verdet sur le sulfure de carbone; on a admis pour déterminer les constantes les valeurs des longueurs d’onde données par Ang-strœm pour les raies B et II de Fraunhofer, et les valeurs des périodes fournies par le même expérimentateur.
- Voici le résultat de la comparaison pour l’essence de térébenthine :
- Raie Indice de réfraction
- Observé Calculé
- B 1,4704 1,4704
- C 1,47*5 1,4715
- D 1,4745 1,4744
- E 1,4784 1,4783
- F 1,4817 1,4813
- G 1,4883 1,4881
- II 1,4938 1,4938
- L’accord entre les deux séries de nombres est
- très satisfaisant, l’écart maximum ne dépassant
- pas
- 3700'
- (*) La Lumière Electrique du 9 septembre 1893, p. 466. (2) XViedemann’s Annalcn, t. XLV1II, p. 723.
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 51.5
- Il n’en est pas exactement de même pour le sulfure de carbone, qui a fourni les résultats suivants :
- Raie Indice de réfraction Diffé- rences
- Observé Calculé
- B 1,6114 1,6114 0
- G 1,6i53 1,6147 . 6 1
- D 1,6261 1,6240 21
- E 1,6403 1,6368 35
- F 1,6526 1,6487 39
- G i-,6756 1,6728 28
- H 1,6956 1,6956 O
- Les différences sont très notables et présentent une marche systématique; il est donc assez vraisemblable qu’on ne peut pas négliger l’absorption.
- La dispersion anomale. — Le plus important des phénomènes dont une théorie de la dispersion doit rendre compte, c’est celui de la dispersion anomale que présentent les corps absorbants; nous allons comparer rapidement les formules de Helmholtz aux principaux faits expérimentaux.
- Ort a, d’après (i3d),
- P_ i — h __ At A" i + h p
- ou
- P* _ i + h .
- A2 e pi i — h ’
- ce qui peut s’écrire, d’après (i3c) et (14) :
- p* v,*
- f_q_ , l y ,, 2 _ a* — m n- + k i n + 1
- \ i n ’’ v/ 0 a1 — mn* hin— 1
- Transformons cette expression, on a :
- Résolvons ces équations par rapport à ^ , q v0
- et 2_; posons :
- = p COS là ,
- QV„
- — p sin -.i,
- w étant dans le premier quadrant. On a
- IV
- r2
- (pvl
- n-
- v n
- — p2 cos2 là = F, : p2 sin2 t« = G ;
- 1, . .. v0 , qv0
- d ou 1 on tire pour — et -—- :
- r v n
- g* i>„2 _ 1
- vT2 + G2 -
- Si G2 est < F2 et F positif, on peut développer ces valeurs en série :
- V
- g211»'
- K2
- [2 Fs
- __I i G_‘\ .
- 2' 4 F1/ ’
- — V2 4 F
- 16 F1
- etc.
- Si F est négatif, la première série donne la valeur de —
- , et la seconde celle de n1 v2
- Nous appliquerons ces formules, au cas d’un milieu faiblement absorbant (comme les solutions des matières colorantes ordinaires, la fuchsine par exemple).
- 1. Dans les parties visibles du spectre, où l’absorption est faible et G très petit, il suffira dans les deux séries, de ne considérer que les premiers termes et on posera comme approximation :
- l + iV,«_, =_____________?_________
- i n ~ v) 0 a2 — m n'1— 1 + kin
- ___2 (a2 — m n2 — 1 — ki n)
- ~ (ia2 — m n2 — 1)2 + /e2 «2’
- d’où, en séparant les parties réelles et les parties imaginaires,
- 2 (a1 — t — m m2) _
- 1 ^ (V — t — m n*)* + /i2 «2 — b
- ________*kfi , -fl
- (42 — t — inny + /fc2n2
- iy _ vjv r2 7/2
- et
- i ? —
- n' v
- iV
- v2
- = F
- Il en résulte
- et
- g v0 =
- n
- 2n/f'
- G ___ 2 g v _ g > F "jT*
- en désignant par X la longueur d'onde. L’hypothèse que G soit petit par rapport à F signifie donc que l’absorption doit être faible sur une
- épaisseur de ce qui se vérifie pour les substances considérées.
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-
-
- ;5.16
- LA LUMIÈRE* ÉLECTRl+UE _
- ,i*Etudions la variation.de l’absorption; on a
- ' q___ J________11- n*______
- v ~~ (a2 — 1 — m n*Ÿ + It* n*
- cL —— i
- Nous admettrons que la quantité —- —, que
- nous avons désignée par P2, est positive; on peut donc supposer que n~ passe par cette valeur. Posons
- n- = P2 -|- e ;
- la fraction du second membre deviendra k n2
- w* s“ + /<* n“ ’
- elle passe donc par un maximum ^égalà-^j,
- pour £ — o. D'ailleurs ^ est l’amortissement
- pour une longueur proportionnelle à l’indice de réfraction; si cet indice nè varie pas trop vite, la quantité q, qui représente l’amortissement pour une épaisseur indépendante de la radiation, passera elle-même par un maximum qui correspond à l’existence d’une bande d’absorption.
- Passons à la variation de l’indice réel. Nous avons
- n* = F = r
- j______2 (a2 — i mit1)
- ' (a‘ — i - m n*y + /c2 n'1'
- La fraction peut s’écrire, à un facteur constant près :
- P2 -
- t \2 k*
- (--»*) +»«•
- Prenons la dérivée par rapport à n2 :
- - [(P2 - nY + ~ »2] - (P2 - »2) [£ - 2 (Pa _ »*)],
- (P2 - «2Î2 - P2 ~ ;
- ni2 9 ;
- ce qui s'annule pour
- »‘=p’(,±s)-
- La valeur la plus petite de n2, soit P2 ( i —
- correspond à un maximum de », la plus grande à un minimum. On voit que l’indice va d’abord en croissant, décroît, c’est-à-dire que la dispersion devient anomale, puis croît de nouveau. L’anomalie est d’ailleurs reliée à l’absorption, puisque la valeur de «2 qui correspond à la par*
- tie la plus obscure est précisément la moyenne de celles pour lesquelles l’indice , atteipt Son maximum et son minimum. ;
- Nous devons faire remarquer ici une particularité de nos équations. Si l’on donne à n des valeurs très grandes, G tend vers o, F prend la forme
- 2 m
- 1 ~ 1? ’
- G est donc négligeable vis-à-vis de F ; F est évidemment positif; nous sommes donc dans les conditions où le développement en < série écrit plus haut est légitime et nous pouvons poser
- Vo*_ 2 m
- v2 — 1 ~ W
- L’indice de réfraction des radiations ultraviolettes tendrait donc vers l’unité par valeur plus petite que i. C’est une conséquence que Helmholtz lui-même a regardée comme incompatible avec les faits dans un mémoire Sur la théorie de la dispersion anomale (J) où il avait déjà donné des formules analogues à celles que nous venons d’établir. Il concluait alors qu’on doit admettre une structure de l’éther engagé dans les corps transparents; que le quotient de sa masse par unité de volume par son coefficient d’élasticité (remplacé ici par le produit èu.) n’a pas la même valeur que pour l’éther libre. La théorie semble donc encore incomplète, à moins de vouloir admettre l’existence pour tous les corps d’une bande d’absorption très énergique dans l’ultra-violet.
- Polarisation par réfraction. — Après avoir étudié lès lois de la propagation de la lumière à l’intérieur des corps, Helmholtz étudie les phénomènes qui se produisent à la surface de séparation des différents milieux. Deux cas sont à distinguer :
- I. Les vibrations électriques sorit dans le plan d’incidence. : . :
- Soit a l’angle d’incidence, le plan dès xy le plan d’incidence, G l’amplitude de la vibration magnétique parallèle à l’axe des a; celle des vibrations électriques sèra, d’après les équations (i3a) et (14b) :
- ^ — v. A (a (1 h) ’
- l’angle de ces vibrations et de l’axe des y est
- (') Wiedemann’s Annaten, t. CLIY, p. 582,
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 517
- égal à l’angle d’incidence a, lèur composante parallèle à l’axe des y sera :
- ^ = Bcosa =
- C cos a
- V. A (x (i + h) ‘
- Les conditions aux limites se déduisent des équations (12a) et (12b) en exprimant que les dérivées par rapport à x prises à la surface de séparation ne peuvent pas être discontinues, c’est-à-dire que les quantités correspondantes ne sont pas infinies. Les valeurs de
- /—y h—Z
- ~T~f T~’
- N M
- U-’ (a
- doivent être égales de part et d’autre de la surface. En affectant de l'indice 1 les quantités qui se rapportent au milieu où se propage l’onde incidente, de l’indice 2 celles qui ont trait à l’onde réfléchie, et de l’indice 3 celles qui concernent l’onde réfractée, il faut poser à la surface de séparation :
- 1. Pour le rayon incident :
- .A - y. _ B, — b, U U
- cos a
- M-i (U*
- 2. Pour le rayon réfracté :
- y;<____ G3
- Ma ~~ P-3
- y»__b3 — {? 3
- 3. Pour le rayon réfléchi :
- y»
- Nj _ __ C,
- (M —
- D’après l’équation (i3a), on a pour toutes les quantités, quel que soit leur indice
- B — b c
- A E
- ~P
- = V A. g |i,
- OU
- B, — b,
- — C, J', A,
- B. — b.
- -- Go Va A,
- B, — b3
- £3
- = C. v3 A .
- Les conditions aux limites exigent alors qu’on ait :
- C. 4- G« = C3 1
- tu = tu’ I
- et | (|)
- (G,— C.) A v, cos a = C3 A r3cos p. 1
- Comme la propagation doit se faire le longde la surface de part et d’autre avec la même vitesse, on a :
- v, _ v 3 sin a sin p’
- et les équations (I) donnent
- tu
- tu
- (C, -f C,) cos p sin P = (C, — C,)cosa sin a.
- 1/.3 et ne diffèrent pas sensiblement pour les corps transparents incolores connus, on peut admettre que leur rapport est égal à 1 et on obtient
- C, (sin 2 p — sin 2 a) = — G. (sin 2 p + sin 2a);
- C2 est nul lorsque
- sin 2 p = sin 2 a,
- c’est-à-dire quand
- P+“ = I-
- c’est le cas ou le rayon réfléchi est éteint. La valeur de l’angle de polarisation correspond bien à la loi connue de Fresnel, et cela pour toutes les couleurs.
- IL Les vibrations magnétiques sont dans le plan d’incidence. Nous désignerons leurs amplitudes par Ci,C2, C3 et'celles des vibrations électriques par B3, B2, B3.
- La condition aux limites pour les oscillations magnétiques devient :
- c, — c. c3
- ------= cos a — — cos p,
- tu !U
- et pour les oscillations électriques B, — N B, - bt _ b3 - b,
- El £l £3
- Exprimons ces quantités au moyen des C correspondants; il vient
- (C, + Cs) l'i A = C3 l’j A,
- ou, en posant
- IU =(»3
- (C, — C,) cos a sin p rr (G, + C,) sin a cos p (II) C, sin (p — a) = C, sin (a — p)
- c’est la loi connue de Fresnel pour l'intensité du rayon réfléchi polarisé dans le plan d'incidence.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- Lorsqu’il y a absorption, la polarisation du rayon réfléchi est elliptique.
- Les lois de cette réflexion se déduiraient sans difficulté de la théorie précédente.
- 7. — Remarques sur l'application du principe de la moindre action.
- I. Maxwell et Hertz ont montré que l’énergie Ë du système électromagnétique est E = <ï>, +
- cherchons donc la valeur de <ï>Ÿ dans le cas où u — v = w = o et où les conditions du minimum (4a) ont remplies. On a
- A [m +“”+3? + h (A
- ce qui donnera, pour le coefficient de dx dy dz dans l’élément différentiel de <I>? :
- l’intégration par parties donnera pour les termes
- dy WJ dxWJ
- la combinaison
- I/N |U_N|V)
- t* \ d y dxJ
- et des termes d’une intégrale de surface qui s’annule. Le terme précédent peut s’écrire, en supposant l = m = n — o :
- On a donc, en se reportant à la valeur de $,,,,
- — 2<I>m; (9a)
- le potentiel cinématique prend la forme 4> = <!>, 4-, + 'l>9 = 4»,, —
- Les deux parties de l’énergie jouent ici le même rôle relatif que l’énergie potentielle et l’énergie actuelle dans les problèmes qui se rapportent aux masses pondérables.
- L'énergie électrique apparaît ici comme énergie potentielle de masses en repos, tant qu’il n’y a pas de variation des moments ou de courants électriques, l'énergie magnétique serait la force vive. Malgré la symétrie des équations de Max-
- well, Helmholtz déclare qu’il n’a pas pu trouver de forme du principe de la moindre action donnant des résultats inverses, sans sacrifier la démonstration de la persistance des masses électriques sur les conducteurs isolés et l’existence de forces électromotrices extérieures X, Y, Z.
- 2. Dans la forme donnée par Helmholtz, les composantes du potentiel vecteur seraient, au point de vue physique, des quantités de mouvement, puisqu’on peut écrire le double de la force vive :
- * = */['
- U — 4- V — + W — dt + dt ^ dt
- T
- I dx dy
- dz.
- (9 b)
- En désignant par u, v, w les composantes du courant total suivant les trois axes, on a
- =
- — Ht]
- ,-,»+[£]
- et les équations (4a) donnent
- (10a)
- 3 [-K dy U J 9s Lt» ll=A.u 1 J
- in dz L(i l J 3 x L(* T=a.v ' j
- 9 p 2vU -1 _-i- fï i J 3 y U -1 = A. w
- Dans les régions de l’espace où g est constant et où il n’y a pas de magnétisme rémanent, c’est à-dire où
- l=zm = n — o,
- les équations (2) et (2c) donnent :
- — A U A = A (J.U, dx ’
- -4V+A||_A».,
- -AW+A^ = A|xw.
- d Z
- Les quantités
- (°-§D- (*-$• (w-H)
- sont les potentiels des densités
- U,V, W sont appelés potentiels vecteurs des composantes de la densité du courant.
- Si le coefficient \i. n’est pas constant et que le
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÊLEC TRICITÊ
- 519
- .magnétisme permanent ne soit pas nul, la forme de ces. fonctions est beaucoup plus compliquée.
- Si l'on considère u, v, vv comme des vitesses et les U, V, W comme des potentiels de ces vitesses, la forme de la force vive montrerait seulement qu’elle ne dépend pas seulement des vitesses de chaque élément de volume séparé, mais qu’elle s’accroît par le fait de l’existence de vitesses parallèles dans les éléments voisins.
- 3. Des formes telles que celles des équations (gb) se présentent en hydrodynamique. Mais
- alors lés quotients ~ désignent respec-
- tivement les composantes de la vitesse de rotation du fluide et les U, V, W leurs potentiels vecteurs à un facteur constant près, mais on ne peut pas pousser plus loin l’analogie.
- Il n’en est pas de même pour les équations 3 b, 3 c. Elles contiennent aussi deux formes de la force vive :
- L, _iï.S.[A..
- L,_-i
- OU
- i *.[•$]
- d'après la définition de sa. Le potentiel cinétique a la forme
- H = <I> + L, — 2 Ls ;
- comme il y a deux formes de la force vive, on peut trouver dans les deux cas la relation entre pa et qa ou sa.
- 4. Les forces extérieures P« des systèmes pondérables se rapportent au mouvement de points matériels, c’est-à-dire à la variation de leurs coordonnéespa\ on a déjà remarqué plus haut que le produit Padpa mesure le travail que le système fournit vers l’extérieur dans la variation dpa. Dans les mouvements cycliques au contraire, où les coordonnées pa des masses en mouvement ne figurent pas le potentiel cinétique, on a
- et par suite
- P - do dt
- Pe qc dt — qc ds„
- do.
- dôe étant le travail fourni à l’extérieur dans la variation. On peut considérer ce travail comme
- fourni par une force qc dans une variation dsc-C’est l’analogue du fait que, dans les équations électrodynamiques, les composantes du courant galvanique figurent comme des forces qui tendent à faire varier les potentiels vecteurs U, V, W; en effet, dans l’exemple le plus simple d’un seul courant on a
- ce qu’on peut écrire, en posant
- _<?
- dt
- Eidt — Ri2 dt = dEi.i
- i jouant ici le rôle de la force et Li celui de la coordonnée, ou
- Eidt — dq
- Ut
- ^-prp- étant ici la force et dq la coordonnée. La
- possibilité de l’existence simultanée de ces deux formes résulte de la formé cyclique du mouvement.
- Enfin, Helmholtz fait remarquer que les courants de conduction figurent d’abord dans ses équations comme des processus qui donnent naissance autour d’eux à des forces magnétiques,
- de même que les ce n’est qu’ensuite qu’on
- considère que, d’après la loi de Ohm, ils détruisent les moments électriques, ou ne les laissent pas croître. On évite ainsi ce qu’il y a de contradictoire à considérer comme origine des actions magnétiques la variations defi qui ne se produit pas dans un courant constant,
- (A suivre).
- C. Ravëau.
- L’ÉCLAIRAGE ÉLECTRIQUE DES TRAINS (')
- 111. — Eclairage par les accumulateurs chargés dans des stations fixes et remplacés quand ils sont déchargés.
- Les accumulateurs chargés à certaines gares possédant des usines pour l’éclairage de leurs voies et de leur bâtiments et mis ensuite dans
- {') La Lumière Electrique du 9 septembre i8g3, p. 475;
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- des caisses sous les voitures, constituent des réservoirs d’énergie électrique comparables aux réservoirs de gaz comprimé utilisés pour l’éclairage au gaz. Cette solution paraît donc très rationnelle, puisqu’elle permet d’utiliser des installations existantes et de se passer de tout un matériel encombrant et coûteux que le système précédemment décrit rendait nécessaire dans le train lui-même. De plus, on réalise ainsi l’indépendance complète de l’éclairage de chaque véhicule, ce qui est une condition essentielle. Il n’est donc pas surprenant que de nombreux essais aient été tentés dans différents pays, et que nos grandes compagnies aient commencé à à appliquer ce mode d’éclairage sur un certain nombre de trains.
- MM. E. Sartiaux et E. Jacquin ont publié dernièrement une intéressante étude sur l’éclairage des voitures du chemin de fer du Nord (*).
- Voici, d’après cette étude, le programme d’application de d’éclairage électrique aux voitures de cette compagnie.
- Depuis 1877 l’éclairage par lampes à l’huile est ainsi constitué :
- Pour les voitures de première classe la lampe à bec rond, munie d’un réflecteur et d’une cheminée, donne un pouvoir éclairant de 7 bougies et demie. Pour les voitures de deuxième et troisième classes les lampes à bec plat donnent un pouvoir éclairant de 3 et 2 1/2 bougies décimales.
- L’emploi des lampes à huile et même au gaz les plus 'perfectionnées présente l’inconvénient d’exiger un personnel ouvrier nombreux pour nettoyer, entretenir et garnir les appareils.
- L’allumage des lampes à huile doit en outre se faire, pour la majorité des trains, avant le moment utile, soit pour traverser les tunnels, soit lorsque ces trains n’ont pas d’arrêts intermédiaires; il en résulte donc une dépense qui devient importante parce qu’elle se représente sur un grand nombre d’appareils et de trains.
- L’éclairage électrique doit éviter ces inconvénients. C’est pourquoi M. A. Sartiaux à entrepris des essais répondant au programme suivant :
- A. Augmenter l’intensité de la lumière dans les trois types de voitures, afin de la porter : à dix bougies dans les voitures de première classe, salons, coupés-lits; à huit bougies dans celles
- (•) Revue générale des chemins de fer, mars 1893.
- de deuxième classe et à six bougies dans celles des troisième classe, fourgons, etc.
- B. Donner à chaque voiture, à l'aide d’accumulateurs robustes placés sous chaque véhicule, une source d’électricité indépendante aussi légère que possible.
- C. Permettre le remplacement facile et immédiat des lampes électriques par les lampes ordinaires à l’huile sans toucher à aucun des appareils électriques.
- D. Mettre à la portée des agents un commutateur permettant d’allumer et d’éteindre les lampes d’une voiture en montant simplement sur les marchepieds d’un côté ou de l’autre de la voiture.
- E. Enfin adopter pour l’installation des accumulateurs une disposition permettant, soit le chargement sur place, soit, après les avoir retirés des voitures, leur transport facile au point où ils doivent être chargés.
- Après de nombreux et longs essais la compagnie décida de faire sur une plus grande échelle une application qui est aujourd’hui en cours sur les deux grands trains express qui font le service entre Paris et Lille.
- Voici les dispositions adoptées :
- On choisit comme étant légers et cependant très robustes les accumulateurs au plomb du type de la Société pour le travail électrique des métaux obtenus, tant comme plaque négative que comme plaque positive, en partant du chlorure de plomb fondu réduit et transformé.
- Ces accumulateurs sont au nombre de seize, dont quatorze sont utilisés en service courant, les deux autres servant de réserve.
- Ils sont renfermés par groupes de deux dans une petite boîte très portative. Les huit accumulateurs doubles sont disposés dans des coffres suspendus aux longerons du véhicule parallèlement aux voitures. Ces coffres sont accessibles du côté des marchepieds ; ils sont fermés par des portes se rabattant sur les marchepieds, à côté de l’un de ces coffres se trouve une petite boîte renfermant un commutateur qui permet d’ajouter ou de retirer un ou deux accumulateurs ou même d’isoler la batterie.
- Dans les fourgons, les accumulateurs sont disposés dans deux caisses placées simplement à l’intérieur du compartiment des bagages.
- Chaque accumulateur se compose de neuf plaques, dont quatre positives et cinq négatives,
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- Sa i
- contenues dans un petit vase en ébonite disposé pour en recevoir onze, cinq positives et six négatives. Les plaques ont 200 millimètres de hauteur, 100 millimètres de largeur, 6 millimètres d’épaisseur, pèsent individuellement 900 grammes (soit 8,100 k. de plaques par élément) et ont une capacité de i5 ampères-heures par kilogramme de plomb. Chaque élément pèse avec tous ces accessoires et le liquide 12,700 kg.; deux éléments dans une boîte de 3o kilogrammes, et les seize éléments 240 kilogrammes auxquels il faut ajouter i5o kilogrammes pour les coffres, soit au total 390 kilogrammes.
- La batterie a une capacité totale de8,ioox i5
- _ -Jtawztte itfmfpçbûisaUQfli
- .E.cren jÿQtent.çtiAtoÀTiPÎsîçi. &it ‘ cas d’tmploi d'une lampe àîiôilo.
- Fig-. G. — Lampe électrique de wagon.
- = 121 ampères-heures. Pour empêcher le déversement du liquide acidulé et les projections sur les connexions, chaque commutateur reçoit une couche d’huile lourde sur laquelle surnage une planchette en bois qui a pour but d’empêcher les clapotements du liquide.
- Les lampes sont de 28 à 3o volts, de la même société, et pour les voitures de première classe, salons et coupés-lits, de 8 bougies pour les voitures de deuxième classe, lavabos, water-closets des salons et coupés, et les lampes des fourgons et signaux de queue. Elles consomment de 0,96 à 1 ampère, soit de 2,9 à 3 watts par bougie et ont une durée minima de 3oo heures. La compagnie essaye en ce moment des lampes à i,5w. par bougie à durée égale.
- Pour éviter les extinctions et l’emploi d’un système de lampes jumelles et d’appareils tou-
- jours difficiles à placer et à faire fonctionner convenablement au moment opportun les lampes ayant une durée supérieure à 200 heures sont retirées du service pour être utilisées dans les fourgons, où elles sont plus facilement rempla-çables à tout moment.
- Les lampes sont supportées par un chapeau en zinc cylindrique et creux (fig. 6) portant à la fois la lampe, la douille de la lampe et le réflecteur, qui est en tôle émaillée très blanche. Cet appareil se pose dans la lanterne aux lieu et place de la lampe à huile; sur le pourtour sont deux contacts fixes isolés a a auxquels aboutissent les deux fils de la lampe.
- Sur la voiture et au droit de chaque lampe, les fils de dérivation sont reliés à un bloc de bois durci noyé dans le plafond de la voiture,
- près de l’ouverture de la lanterne (fig. 6 en M).
- Ce bloc porte deux contacts à ressort qui font saillie dans l’ouverture et viennent appuyer très énergiquement sur les contacts de l’appareil portant la lampe.
- Aux deux angles opposées de la voiture et extérieurement sont deux commutateurs enfermés dans une petite boîte et qui permettent l’un et l’autre d’allumer ou d’éteindre les lampes en longeant les marchepieds des véhicules et de faire la charge des accumulateurs sans sortir la batterie des caisses. Le dessin de ce commutateur est représenté figure 7. Toutes les batteries d’un train sont alors chargées en tension. A cet effet les câbles de charge sont pourvus à leur extrémité d'un bouchon de prise de courant (fig. 8) qu’il suffit d’introduire en Ddans le commutateur.
- Dans les fourgons, en dehors des lampes de six bougies, qui éclairent l’intérieur, les deux signaux de queue sont eux-mêmes montés avec des lampes électriques; les lanternes ont été î modifiées de façon que dans les courbes le feu
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- de ces signaux soit bien visible de la tête du train et dans les deux directions parallèles au train à une grande distance.
- Enfin les câbles principaux reliant les accumulateurs aux lampes et aux commutateurs sont d’un isolement spécial pour résister mécaniquement et électriquement aux avaries et aux injures du temps. Ces câbles longent l'axe du toit de la voiture sur laquelle ils sont fixés par des pattes en zinc soudées.
- Quand on veut substituer la lampe à huile à la lampe électrique il suffit d’ouvrir la lanterne, d’enlever le support de la lampe électrique et d’y mettre la lampe à huile à la place. La seule précaution à prendre est d’isoler les deux contacts saillants dans l’ouverture en faisant des-
- M
- .....J
- Fig. S. — Bouchon de prise de courant.
- cendre à la main un écran P en matière isolante porté par la lanterne elle-même (fig. 6).
- Au début des essais la compagnie a d’abord fait usage d'un rhéostat à main, puis d’un rhéostat automatique à mouvement d’horlogerie, ayant pour but de régler et tenir constant le voltage aux bornes des lampes.
- La pratique a démontré que cet appareil est à la fois encombrant, coûteux et inutile. En effet, la décharge des accumulateurs, s’effectuant sous un voltage à peu près constant, il suffirait de choisir un type de lampe robuste exigeant un peu moins de 3o volts aux bornes et capable de supporter le coup de fouet du début donné par les accumulateurs, tout en réalisant un éclairage satisfaisant à la fin de la décharge, dont il est possible, d’ailleurs, de remonter le voltage par l’addition des deux éléments de réserve.
- Le prix de revient n’étant établi que sur un petit nombre de voitures n’est pas encore définitif. On peut donc considérer que les chiffres ci-dessous sont plutôt supérieurs qu’inférieurs à la réalité.
- Voitures de première classe à quatre compartiments,
- Francs
- 16 éléments à 9 plaques avec 8 boîtes. 462
- 4 coffres et accessoires........... 120
- 2 commutateurs...................... 17
- 4 supports de lampes.............. 3o,6o
- 4 lampes......................... 7,80
- 4 contacts à ressorts............. 21,60
- Cdbles et pose........................ 66
- Total....... 726,5o
- Pour les voitures de deuxième classe à cinq compartiments le prix doit être majoré de i5 et 3i francs.
- Pour les fourgons la dépense est d’environ 65o francs.
- La consommation des lampes est d’environ 4 ampères pour les trois types de voitures ; il est donc possible de marcher 3o heures sans recharger les accumulateurs.
- Les expériences faites depuis plus d’un an ont démontré qu’en fait une batterie de ce type permettait facilement une durée d’éclairage de 35 heures. Avec des lampes de 1,5 w. on pouvait atteindre 60 heures.
- Nous admettrons pour les calculs une durée de 3o heures.
- Le prix de revient de la lampe-heure résulte des frais d’exploitation et des charges du capital.
- Les frais d’exploitation se composent de la dépense du courant pour la charge des accumulateurs, des frais d’entretien, matières et main-d’œuvre, et enfin du renouvellement des lampes.
- i° Courant de charge. — Avec un rendement de 86 0/0 en quantité d’électricité et 2,4 v. par élément, la charge complète exige donc
- T 9 1 Alf S
- —X 2',4 X 16 = 5K"\ 5o. o,85
- La compagnie adopte comme prix de revient du kilowatt-heure, o fr. 20.
- La charge coûte donc 1 fr. 10. Ce qui donne pour la lampe-heure
- 20 Frais d’entretien, matières et main-d’œuvre. — Le prix d'une batterie complète est de
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 523
- 462 francs. La redevance annuelle au constructeur pour l’entretien est de 10 0/0, soit 42 fr. 20 par voiture. Le nombre d’heures d’éclairage annuel d’une voiture étant de 1190, cela fait pour une lampe :
- 3° Renouvellement des lampes. — Le prix d’une lampe étant de 1 fr. g5 et la durée garantie de 3oo heures, cela fait pour une heure :
- t ,95 . .
- ,, ~~ — o fr. oo65.
- 3oo
- Le coût de la lampe-heure ressort conséquemment à : 0,009 + o,oo53 + o,oo65 = o fr. 0208.
- Enfin les charges du capital sont les suivantes :
- Tntérftt du capital de 717 fr. à 4 fr. 75 0/0 29,22 Amortissement et renouvellement du capital (sans les accumulateurs), c'est-à-
- dire (717 — 462) ou 225 fr à 5 0/0 .... 12,75 Total....................................41,97
- Les charges du capital pour une lampe-heure sont donc de :
- ‘AAJL x — — o fr. 0,0048.
- 2190 4
- Nous n’avons pas tenu compte de la manutention des accumulateurs, mais si nous admettons le même chiffre que pour la manutention des lampes à huile, c’est-à-dire o fr. oo33 par
- =1 •• •'
- e
- I)
- 1
- là Brancard du châssis
- is
- >
- Fig, 9 et 10. — Disposition des contacts dans les boîtes d’accumulateurs.
- lampe-heure, nous aurons pour le prix de revient définitif de la lampe-heure :
- Frais de consommation......... 0,0208
- Charges du capital............ 0,0048
- Manutention................... o,oo33
- Total......... 0,0289
- La lampe à huile des voitures de première classe, qui ne vaut que 7 bougies, revient à o fr. 38 l’heure.
- Pour les voitures de deuxième et de troisième classes, les résultats seraient encore meilleurs, puisqu’il y a 5 et 6 lampes par batterie au lieu de 4.
- A la suite de nombreux essais faits depuis
- trois ans sur l’éclairage électrique des voitures au moyen de piles ou d’accumulateurs portés par chaque voiture, la compagnie Paris-Lyon-Méditerranée a décidé l’application de ce mode d’éclairtfge à 5o voitures de première classe à quatre compartiments. D’après une communication de cette compagnie, une partie de ces voitures est prête, et toutes seront mises en service régulier avec le nouvel éclairage dès que l’usine destinée au chargement des accumulateurs en gare de Paris sera complètement aménagée.
- Chaque voiture porte avec elle sa source d’électricité sous forme d’une batterie d’accumulateurs de douze éléments montés en série. Les
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- accumulateurs sont du système multitubulaire Tommasi à électrodes protégées par une enveloppe perforée en celluloïd.
- Chaque élément comprend 12 kilogrammes d’électrodes. La batterie estpartagée en 4groupes de trois éléments, chaque groupe étant logé dans une caisse étanche à trois compartiments. Chaque caisse se place dans un coffre en tôle garni intérieurement en bois. Ces coffres sont fixés, deux de chaque côté de la voiture, contre la partie extérieure du brancard de châssis. Ils sont munis d’une porte pour permettre l’introduction de la caisse mobile contenant les accumulateurs. Toutes ces caisses mobiles sont interchangeables.
- Dans chaque coffre et sur la face interne des parois latérales se trouvent des ressorts en laiton plombé communiquant avec la canalisation (fig. 9 et 10), contre lesquels viennent buter deux pièces en alliage de plomb et antimoine en communication avec les -pôles du groupe de trois éléments. On met ainsi chaque groupe en circuit automatiquement lorsqu’on l’introduit dans le coffre.
- Les coffres sont reliés par des tubes en fer contenant les fils isolés destinés à réunir électriquement les ressorts de contact des boîtes mobiles. Ces tubes se réunissent sur l’une des extrémités de la voiture, traversent le commutateur d’allumage, le compteur horaire, un rhéostat, et arrivent sur le toit de la voiture où sont les boîtes de dérivation d’où partent les circuits dérivés alimentant la lanternede chaque compartiment.
- Le commutateur d’allumage est placé au même endroit que le robinet principal dans les voitures éclairées au gaz d'huile.
- Le compteur horaire est du système Aubert. Il consiste en une horloge qui ne fonctionne que quand le courant passe. Le cadran porte 35 divisions correspondant aux 35 heures de marche prévués, et l’aiguille se meut de la division 35 à la division o. Elle indique donc le nombre d’heures d'éclairage que la batterie peut encore assurer. Le compteur horaire est placé au même endroit que le manomètre dans les voitures éclairées au gaz d’huile.
- Le rhéostat a pour but de compenser, pendant la première partie de la décharge, l’excès de voltage de la batterie sur celui nécessaire au fonctionnement normal des lampes. On le laisse en circuit jusqu’à ce que le compteur horaire
- marque 17. A ce moment on le met hors circuit; il n’y a d’ailleurs aucun inconvénient sérieux à faire cette manœuvre un peu avant ou après le moment où l’aiguille du compteur marque 17.
- Chaque compartiment est éclairé par une lanterne contenant deux lampes à incandescence de 10 bougies et de 20 volts. Une seule de ces lampes est normalement allumée ; l’autre sert de réserve et s’allume automatiquement si le filament de la première vient accidentellement à se rompre. Ces lampes sont montées en dérivation sur le circuit principal.
- Les lanternes ont été disposées de façon qu’en cas de mauvais fonctionnement du système électrique, on puisse facilement, et sans aucun démontage, substituer l’éclairage à l’huile ordinaire à l’éclairage électrique. La partie de la lanterne qui porte les lampes à incandescence est mobile et reçoit le courant d’un levier à deux conducteurs qui est normalement rabattu sous le chapiteau de la lanterne. En cas d’avarie aux appareils électriques, on relève; le levier, on enlève le porte-lampes à incandescence et on le remplace par une lampe à huile.
- Les conditions générales d’établissement de l’éclairage électrique des voitures de première classe à quatre compartiments auxquelles se rapporte la description qui précède sont les suivantes :
- Poids d’une boîte mobile contenant un groupe
- de 3 éléments............................. 57 ldlog.
- Poids total des quatre boîtes mobiles comprenant la batterie complète de 12 éléments... 228 —
- Poids total des électrodes seules........... 156 —
- Poids du reste de l’installation comprenant les coffres des batteries, les conducteurs, commutateurs, rhéostat, compteur, lanternes........................................ 270 —
- Poids total.................................... 498 —
- Nombre d’éléments d’accumulateurs................ 12
- Capacité totale de la battérie en watts-heures. 56oo
- Nombre d’heures d’éclairage en admettant pour chaque lampe une consommation de 38 watts......................................... 30
- On n’a pas donné jusqu’ici de renseignements permettant de déterminer d’une façon précise le prix de revient de l’éclairage par accumulateurs d’après le système appliqué par la Compagnie P.-L.-M.
- (A suivre).
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- CHRONIQUE ET REVUE
- DE LA PRESSE INDUSTRIELLE
- Trieur électromagnétique Payne (1893).
- Ce trieur est constitué par un tambour en tôle E, à faces de bronze J, tournant entre les
- E diminuant à partir de la génératrice inférieure de E, le minerai se sépare par la force centrifuge dans les trémies, en Vt V2 V3, en triages de richesses en métaux magnétiques croissant de V, à V3.
- Une aspiration d’air en O aspire les poussières suivant les flèches, et le minerai trié ne sort des trémies V, V2V3 qu’en bloc, par des trappes S, S2 S3, chargées de sorte qu’il ne se produise pas de rentrées d’air.
- Pour les minerais très pauvres, on emploie
- s
- Fig. 3
- (fig 3) deux tambours en cascade, dont le plein er a ses pôles P et P' concentriques, tandis que ceux du second s’écartent progressivement, de maniéré à faire en V2 et V3 le triage méthodique des minerais désappauvris par le premier tambour.
- Boîte de] jonction Urquhart et Small (1893).
- Chacun des conducteurs A pénètre au travers du croisillon en fonte B, dans le bloc de poterie C, où il est cimenté en c,, dénudé en a, et soudé au contact D, boulonné et serré dans l’attache E. Ces attaches sont reliées deux à deux par trois barres GGjG^, montées sur les menottes F, recourbées de manière à s’écarter assez pour éviter tout danger de mise en court circuit, et reposent sur des supports en poterie N. La base C. oui repose sur B par des vis
- pôles nord P et sud P' de deux électro-aimants R et R', disposés de manière que, l’attraction de
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- calantes c, est pourvue d’une cavité K pour recevoir de la chaux vive, et le tout est renfermé
- Fig. i et 2. — Urquhart et Small.
- dans un couvercle H à joint d'huile A, ayant en L un renifflard d’air passant sur de la chaux vivé en M. On peut aussi remplir le couvercle d’huile aspiré par A à mesure que l’on fait le vide par L. Pour visiter la boîte, on laisse l’huile s’écouler de A par le déversoir Ax.
- Monture Binswanger (1893).
- La lampe, ou tout autre appareil électrique, est suspendue au nez G de la pièce ou glissière
- Fig. i et 2. — Binswanger.
- de contact C, à bornes i i et à contacts ff amenés sur ceux gg' de la prise de courant A.
- L’emboîtement de B G sur A met comme on le voit les contacts tout à fait à l’abri. Quand on enlève BC, on relève forcément le couvercle b, mais derrière ce couvercle, et après l’enlèvement de G, le ressort d relève, comme en figure 2, le panneau c, qui protège g g.
- Appareil électrolyseur à disques Tommasi (1892).
- Dans cet appareil M.. Tommasi s’est efforcé de remplir les conditions suivantes :
- a. Empêcher la polarisation des cathodes en leur donnant la forme de disques de carbone pur ou mélangé d’oxyde de cuivre, et en les faisant tourner de manière que leurs surfaces actives soient alternativement immergées dans le bain, puis exposées à l’air: en outre, ces disques sont constamment frottés par des brosses qui les débarrassent des bulles d’hydrogène entraînées et et des métaux, etc., précipités.
- b. Réduire au minimum la résistance électrique de l’appareil en rapprochant le plus possible les électrodes.
- c. Séparer, dans le cas de composés binaires métalliques, comme un composé de plomb et de zinc par exemple, les deux métaux simultanément : l’un, le zinc, par l’électrolyse, et l’autre, le plomb, par précipitation chimique, en immergeant dans le bain des barreaux ou des plaques de zinc qui précipitent le plomb, et sont elles-mêmes attaquées par le bain, qui ne renferme ainsi que des sels de zinc et s’entretient de lui-même sans pertes.
- d. Séparer, dans le cas d’un composé métallique ternaire, les trois métaux à la fois, par un bain dans lequel deux seulement des métaux sont solubles, l’un étant électrolysé, et l’autre déposé, pendant que le troisième reste inattaqué et est précipité.
- L’appareil (fig. 1 et 2) consiste en une auge A divisée, par des cloisons de poterie perforées B, en compartiments dans chacun desquels tourne un disque de carbone E, raclé par deux brosses en caoutchouc D, qui font tomber dans une tré mie le métal précipité en poudre sur les disques-Le pôle négatif du circuit est relié aux disques cathodes E par leur axe G et le contact à mercure H : les anodes sont constituées par le métal où le minerai, soit coulé sur les plaques M, soit tassé en poudre autour de ces plaques, entre les cloisons B.
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- Dans le cas de composés ternaires, comme dans l’extraction de l’argent des plombs-zincs argentifères, où le plomb et le zinc peuvent se précipiter simultanément sur les cathodes, on dispose (fig. 3 et 4) de chaque côté des cathodes des rayonsde zinc N. N., isolés, etentraînésdans la rotation de l’arbre C entre des brosses D, qui en séparent le plomb précipité.
- L’inventeur conseille, pour le traitement des plombs argentifères ou pattinsonés, l’emploi
- un bain renfermant, par litre d’eau, eSograrr mes de soude caustique, 100 grammes d’acétate ou de sulfate de soude, 80 grammes de glycérine, sucre ou glucose : les sels alcalins diminuent la résistance du bain, et la glycérine réductrice empêche la formation, sur l’anode, de peroxyde de plomb, qui retarderait ou empêcherait la dissolution de l'anode. On peut aussi employer comme bain une dissolution d’acétate de plomb neutralisée ou alcalinisée par un excès de potasse
- Fig-. 1 £14. — Electrolyseur Tommasi.
- Caustique, additionnée de 3o’o/o de glycérine.
- Lorsqu’on veut obtenir le métal non pas en poudre, mais en dépôt cristallin, on emploie, avec un courant beaucoup moins intense, des cathodes divisées en segments d (fig. 5) fixées à rainures et languette, par des bandeaux e et des vis/, aux rais d’ébonite a,et qui reçoivent le courant de l’axe C par des plaquettes g à ressorts h. Ces segments tournent entre des brosses qui ne font que consolider sur eux les dépôts métalliques ; ils présentent l’avantage de pouvoir s’enlever et se replacer facilement.
- Pour l’extraction du zinc, du cadmium, du plomb, de l’antimoine et de leurs dissolutions alcalines, où il faut une anode insoluble dans l’électrolyte, on emploie une carcasse en celluloïd ou en ébonite remplie de cuivre, de plomb ou d’argent poreux, dont l’oxyde, insoluble dans le bain, se réduit par l’hydrogène électrolysé, et dans lequel plonge une lame de carbone ou de cuivre : cette anode absorbe l’oxygène qui s’y dégage en formant un oxvde insoluble dans le bain, et l’on évite ainsi la polarisation de l’anode. Quand le métal de ces anodes est complètement
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- oxydé, on les place au pôle négatif, comme cathodes, dans un bain d’eau acidulé avec anodes
- Electrolyseur Tommasi,
- de carbone, de manière à réduire leur oxyde et à remployer ainsi indéfiniment le même métal.
- G. R.
- Radiateur électrique Mac Elroy.
- Chacun des éléments de ce radiateur est constitué par une résistance en spirale D, enroulée sur une gaine de poterie C, avec'ses spires sé-
- parées par un toron d’amiante N. On obtient ainsi une surface rayonnante très étendue sous un faible volume.
- Plombs fusibles pour hautes tensions Weber et Nisbeth (1892).
- Le plomb fusible est constitué (fig. i à 4) par un fil T/enroulé dans une gorge G, sur un cylindre de poterie réfractaire C, enveloppé d’une gaine T, également en poterie. Le plomb aboutit aux touches métalliques P P, enfoncées entre les balais SS, reliés en s s au circuit, et montés sur le socle B.
- Cette disposition convient pour les courants
- ! de haute tension et de faible quantité : 5ooo volts et 5o ampères par exemple. Pour les tensions modérées (2000 volts et e5o ampères), on peut
- Fig-. 1 à 4. — Plombs fusibles pour hautes tensions.
- employer l'une des dispositions représentées par les figures 5 à 7, à changements de directions F et G, très efficaces paraît-il pour pré-
- Fig. 5 à 7. —Plombs fusibles pour tensions modérées.
- venir la formation des arcs. Ces appareils, compacts et peu coûteux, peuvent se remplacer facilement et sans frais.
- G. R.
- La station d’électricité de Chur (')
- A environ 2,5 kilomètres de la ville de Chur (Suisse) est établie une station centrale d’électricité. Elle emprunte à la rivière la Rabiusa une force motrice de 400 chevaux, qui sert à actionner des moteurs et pour l’éclairage de la ville.
- La chute, d’environ 60 mètres de hauteur, donne toute l’année, excepté pendant les mois de décembre et de janvier, un débit de 700 litres par seconde. Afin d’assurer la continuité du service, on a établi un barrage derrière lequel peuvent être accumulés 8000 mètres cubes d’eau.
- Cette chute avait déjà été utilisée par une fabrique qui y avait installé une turbine Girard à arbre vertical tournant à i5o tours par minute. On a conservé cette turbine comme réserve, et
- (') D’après Elehtrotechnische Zeitschrift, 4 août 1893.
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- on en a installé une autre à arbre vertical et pourvue d’un régulateur automatique.
- La distance assez grande séparant l’usine génératrice du centre de distribution a fait adopter le système des courants alternatifs à haute tension; trois alternateurs de 100 chevaux ont été installés; ils donnent 33 ampères sous une tension de 2000 volts, à la vitesse angulaire de 56o tours par minute. Le tableau de distribution permet de coupler ces trois alternateurs en quantité.
- Les circuits des moteurs et de l’éclairage sont séparés. Quatre fils de cuivre fixés sur poteaux relient donc l’usine à la ville ; à l’intérieur de la ville, le circuit d’éclairage se continue en des câbles concentriques souterrains. Les fils aériens pour l’éclairage de la ville ont 7 mm. de diamètre et sont calculés pour une perte de 100/0. Les fils amenant le courant pour les moteurs ont un diamètre de fi mm. pour la même perte. L'isolement des lignes est assuré par des isolateurs à huilé. Dans le réseau de distribution la plus grande section de câble est de 3omm2.
- Les transformateurs sont placés dans les sous-sols des bâtiments à éclairer. Leur rapport de transformation étant de 1 : 16,5, le voltage secondaire est donc de r2o volts. Il en existe actuellement 45 alimentant i5oo lampes à incandescence de 16 bougies ou leur équivalent. L'éclairage public comporte quelques lampes à arc de 12 ampères. Chacune de ces lampes possède son transformateur réduisant la tension de eoco volts à 3o volts environ.
- Après l’expiration du traité avec la compagnie du gaz les lanternes de la voie publique, au nombre de 80 à* 100, seront remplacées par des lampes à incandescence.
- Les petits industriels de Chur commencent à se servir des moteurs électriques. Quelques moteurs à courants alternatifs de 1 à 9 chevaux ont été installés, de même qu’un moteur de 100 chevaux. Les plus petits moteurs, jusqu’à 3 chevaux, sont reliés au réseau d'éclairage, tandis que les grands moteurs, notamment celui de 100 chevaux, ont leur canalisation particulière.
- Les petits moteurs sont du type asynchrone. Ils n’ont ni collecteurs ni balais et ne nécessitent qu’une surveillance insignifiante. Le grand moteur de 100 chevaux, qui actionne une minoterie, est en tous points semblable aux génératrices. C’est donc un moteur synchrone qui est
- amorcé par un petit moteur asynchrone de 9 chevaux.
- La turbine a été installée par la Société de construction de Bâle. Les appareils et machines électriques sortent des ateliers d’Œrlikon et les câbles concentriques ont été fournis par la Société d’exploitation des câbles électriques, système Berthoud-Borel, à Cortaillod.
- A. II.
- Sur la suppression des étincelles; dynamos à courant continu sans enroulement inducteur, par
- W. B. Sayers. (Discussion) (*)•
- La communication faite par M. Sayers à l’Institution des Ingénieurs électriciens de Londres, et dont nous avons donné les parties principales dans les deux précédents numéros, a été suivie d’une discussion intéressante dont nous donnons ci dessous un extrait :
- Professeur Thompson. — J’ai eu l’occasion d’examiner une machine dont l’anneau était enroulé d’une façon particulière. C’était une dynamo construite par un ingénieur de Paris, dont le but était de simplifier la construction des anneaux Gramme. Il se proposait d’enrouler séparément deux demi-anneaux et de les réunir ensuite par des boulons. De cette façon, il devait y avoir au diamètre de contact des deux, parties réunies deux sections non couvertes de fil et occupées par les boulons. Le commutateur présentait deux parties correspondantes dépourvues de lames. Cette machine donnait énormément d’étincelles. Le constructeur remplaça alors ce commutateur par un autre dont les lames étaient uniformément espacées, et put constater que les balais crachaient beaucoup moins.
- En ce qui concerne là longueur de l’entrefer il est à désirer que l’on construise des machines mécaniquement assez parfaites pour que l’entrefer puisse encore être réduit. Lorsque M. Swin-burne imagina de faire passer les conducteurs par des trous pratiqués dans les disques du noyau d’induit et que M. C.-E.-L. Brown commença à construire des machines de ce genre, on pensa ayoir atteint le dernier degré de perfection. Malheureusement, on s'aperçut que ces machines donnaient beaucoup d’étincelles, et je crois même savoir que les magnifiques machines
- (') La Lumière Électrique du 9 septembre 189:-!, p. 480.
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- établies par M. Brown pour l’extraction de l’aluminium à Neuhausen ne purent servir et qu’il fallut diminuer le diamètre du noyau d’induit et placer les conducteurs à l’extérieur, avant d’obtenir un fonctionnement sans étincelles.
- M. Sayers vient de nous montrer qu’il est possible de revenir au mode d’enroulement consistant à placer les conducteurs dans des trous de l’induit, et il faut le féliciter d’en avoir trouvé un moyen aussi simple.
- M. Sayers me pardonnera de transformer ses schémas afin de les rendre plus clairs.
- Si j’ai bien compris, l’auteur ne groupe pas toutes les bobines de l’induit en série comme dans l’enroulement Gramme; quelques-unes des bobines sont insérées dans les connexions qui relient l’anneau aux lames du collecteur.
- Dans la figure i, les bobines contenant des forces électromotrices sont représentées par le symbole qui sert à indiquer une pile. Soient
- W, X, Y, Z quatre sections de l’enroulement groupées de la façon ordinaire. Soient A, B, G, D quatre des lames ou sections du collecteur. Au lieu de relier simplement chaque lame par un fil au point de jonction entre deux sections adjacentes de l’enroulement, la connexion est opérée par ce que M. Sayers appelle une « bobine com-mutatrice ».
- Par exemple, au lieu que la lame B soit reliée directement à un point de l’enroulement situé entre W et X, cette connexion est établie par l’intermédiaire de la « bobine commutatrice » fi, occupant une section un peu plus en arrière sur l’anneau. Dans la pratique, la bobine b serait enroulée sur l’anneau entre Y et X ou même entre Z et Y.
- L’effet de ce mode d’enroulement est qu’au moment où une section quelconque, par exemple
- X, se trouve mise en court circuit par les deux lames B et G réunies par le balai, il existe un circuit local CcXfcB, contenant trois forces électromotrices, dont deux, X et fi, étant des forces électromotrices de self-induction, agissent dans le sens du courant et tendent à le maintenir, tandis que la troisième, celle en c, est de sens opposé, et doit être assez grande pour le renverser pendant que la section est en court circuit, La bobine c est décalée en arrière afin qu’à ce moment elle passe sous la corne polaire et qu’elle induise une force électromotrice suffisamment élevée.
- M. Swinburne. — ün n’exagère pas en disant que le perfectionnement que vient de nous présenter M. Sayers constitue le plus grand progrès fait ces dix dernières années dans la construction des dynamos à courant continu et qu’il aura des conséquences très importantes. Dès maintenant la puissance d’une dynamo n’est plus limitée par le flux transversal. Je ne sais exactement par quoi elle peut maintenant être limitée, si ce n’est par les ampères-tours qui peuvent être employés sur l’induit sans échauffement dangereux, et peut-être par les difficultés dues à l’hystérésis dans un des pôles.
- A l’époque où j’introduisis la construction des
- Fig. i. — Schéma de la disposition Sayers.
- induits à disques troués, je me rendais parfaitement compte des difficultés que donneraient les étincelles, et je proposai alors les pièces polaires à réaction ; mais ce moyen n’était pas pratique. M. Sayers en indique un autre plus pratique; il faut l’en féliciter.
- M. R.-H. Ilousman. — A propos de cette très intéressante question, je donne ci-dessous (fig. 2) une représentation du courant pendant la commutation.
- A C représente le courant traversant une moitié de l’induit, B D le courant dans l’autre moitié. En supposant que la commutation se fasse régulièrement, le courant sera représenté par une droite A B ; mais dans la pratique la courbe du courant n’est pas une droite; elle affecte la forme indiquée par la figure 2, forme qui dépend surtout de la variation du champ à
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- l’endroit où s’opère la commutation. Si à cet endroit la variation est grande, ces courbes sont d’autant plus accentuées, montrant l’existence de courants intenses, que M. Sayers n’admet pas, je crois.
- On a fréquemment des courbes comme celle de la figure 3. Toute la surface ombrée est employée à diminuer le champ de la dynamo ou du moteur.
- J'ai pu faire, il y a quelque temps, un certain nombre d’expériences, aux ateliers de MM.Wil-lans et Robinson, et j’ai constaté que le courant moyen dans la section commutée peut être très intense dans certains cas.
- Il y a un point relatif à la commutation que l’on perd de vue trop souvent; c’est l’importance très grande de la résistance superficielle entre le balai et le collecteur. Il est évident que le segment sous la partie la plus avancée du balai doit supporter le courant total tant que le courant dans la section en court circuit ne change pas. Il se produit donc une certaine chute de potentiel à cette surface, ce qui est équivalent à une force électromotrice dans la section réunissant les deux segments.
- Si, d’un autre côté, l’inversion du courant s’opère uniformément, le courant que supporte chaque segment est proportionnel à sa surface de contact avec le balai ; dans ce cas les différences de potentiel aux deux surfaces sont égales et il ne s’exerce pas de force électromotriçe inversante. Dans le cas de balais ordinaires en cuivre, la résistance de contact est d’environ 1/60 d’ohm par centimètre carré ; tandis qu’avec des balais en charbon elle est trois ou quatre fois plus grande.
- M. Mordey. — Je pense que la communication de M. Sayers est la plus intéressante que nous ayons eue sur les dynamos à courant continu depuis celles des frères Hopkinson en 1886. Chaque fois qu’un progrès s’accomplit, on trouve la chose très simple et l'on se demande comment il se fait que personne n’y avait songé auparavant. Il faut plaindre les auteurs qui ont traité la question des dynamos et de la production d’étincelles dans des colonnes de calculs sans fin, sans jamais être arrivés à un résultat aussi pratique que celui-ci. Mais je crois que l’on pourrait aller trop loin dans la voie tracée par M. Sayers.
- Je ne vois pas bien la nécessité de placer toute
- l'excitation sur l’armature. C’est l’endroit où l’espace est difficile à économiser. On ne peut s’y servir d’une faible intensité de courant comme sur les inducteurs, et je crois qu’il est plus économique de placer au moins une partie de l'enroulement excitateur sur les inducteurs.
- En ce qui concerne les machines avec conducteurs logés à l’intérieur du noyau de fer, on peut faire remarquer que celles qui ont été construites donnent toutes de basses tensions et qu’il semble y avoir des difficultés pour les hautes tensions.
- M.S.-F. Walker.— Les anneaux genre Pac-cinotti, dentés ou perforés, présentent certains inconvénients. C’est d’abord l’isolement qui est difficile à obtenir; ensuite réchauffement est plus considérable. Pour l’entrefer, je trouve qu’un intervalle d'un millimètre n’est pas suffi-
- Fig\ 2. — Courbe du courant pendant la commutation.
- sant au point de vue mécanique. 11 ne faut pas oublier que, quel que puisse être l’ajustement des pièces, au bout d’un certain temps de service l’usure est suffisante pour faire frotter l'induit sur les faces polaires, si l’entrefer est trop faible.
- Enfin, dans toutes ces recherches de moyens plus ou moins ingénieux pour supprimer les étincelles, le jeu en vaut-il la chandelle? Si l’on peut obtenir 1 ou 2 0/0 de plus de rendement, l’efficacité est-elle augmentée en réalité? L’efficacité réelle de la machine ne dépend-elle pas aussi de ce que coûte son entretien, son amortissement, l’intérêt de son coût d’achat, etc.?
- Quoi qu’il en soit, des recherches dans le genre de celles de M. Sayers sont toujours utiles, ne serait-ce que pour indiquer jusqu’où l’on peut où l’on doit aller.
- Professeur Ayrton.— Le mémoire de M. Sayers m’a particulièrement intéressé parce qu’il revient
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- sur une idée que le professeur Perry et moi avons exprimée il y a quelques années, savoir qu’il faut employer le champ de l’induit d’une machine pour renforcer le champ principal, au lieu de disposer les deux champs en opposition comme on le fait usuellement.
- M. Mordey s’est demandé si une puissance donnée peut être mieux utilisée pour l’excitation sur l’armature que sur l’inducteur; je crois que la question ne doit pas être envisagée de celte façon. Il s’agit de savoir s'il n’est pas plus économique de produire le champ simplement en . excitant l’armature, plutôt que d’aimanter à la fois inducteur et armature. Il semble qu’il ne peut y avoir de doute à ce sujet, car il est évidemment plus économique de produire un champ par une aimantation au lieu de deux qui se combattent. La dynamo actuelle est en quel-
- l'ig. 3. — Courbe du courant pendant la commutation.
- que sorte analogue à une voiture qu’un cheval puissant tirerait dans un'sens tandis qu’un âne chercherait à la tirer dans le sens opposé, et les choses sont ainsi arrangées que plus la voiture est chargée, et plus l’âne rétrograde devient vigoureux.
- Or, ce qui a été proposé depuis longtemps c’est d’atteler l’âne à côté du cheval pour les faire s’entr’aider. La possibilité de cette manière de faire m’a été démontrée par des expériences que j’ai faites il y a dix ou onze ans à Paris, en mesurant le rendement et la puissance d’un moteur avec des calages variables des balais : plus le décalage était en avant, meilleur était le fonctionnement du moteur. J’ai montré également, en i883 je crois, qu’avec un décalage avant il n’est pas nécessaire d’exciter les inducteurs d’un moteur. J’ai fait marcher un moteur sans me servir de l’enroulement inducteur. Peu après, le DrHopkinson a décrit à la Royal Society une expérience dans laquelle une dynamo avec dé-
- calage arrière s’excitait sans aucun enroulement sur l’inducteur. Mais les constructeurs orthodoxes objectaient que — pour en revenir à l’analogie — si l’on plaçait l’àne à côté du cheval , il ruerait et ferait jaillir des étincelles.
- AJ. Sayers s’est dit qu’il ne fallait pas abandonner une lionne disposition à cause des étincelles, mais qu’il valait mieux cherchera supprimer les étincelles pour conserver cette bonne disposition. J’ai représenté dans un diagramme (fig. 4) la disposition qu’emploie M. Sayers, mais, pour simplitier, j’ai placé les bobines com-mutatrices sur une armature séparée. Une certaine bobine A sur l’enroulement principal se trouve en court circuit et deux autres bobines B et G de l’armature auxiliaire entrent en jeu. Les flèches représentent le sens des forces, électro-motrices qui agissent à ce moment; e, est la
- Fig. 4. — Schéma de la disposition Sayers.
- plus grande des deux forces électromotrices auxiliaires, parce qu’elle est produite par une bobine auxiliaire B qui se trouve dans une partie plus favorable du champ que l’autre bobine,
- . C, qui engendre une force électromotrice e3 aidant la force électromotrice e,, de la bobine A en commutation. Le résultat est la production d’un courant de sens opposé à celui de la force électromotrice de la bobine commutée.
- Le seul inconvénient dans ce dispositif, qui est compact et fonctionne sans doute d’une façon satisfaisante, est qu’une partie de l’armature contient du fil qui ne coopère pas à la production de la force électromotrice principale extérieure. Une certaine partie de l’enroulement est employée seulement à la suppression des étincelles.
- D’autres moyens ont été imaginés pour arriver au même résultat. L’un consiste dans l’emploi d’un électro-aimant auxiliaire pour produire la force électromotrice voulue. Une autre est de
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
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- donner à l’inducteur une forme particulière à l’endroit’où la commutation doit-se faire. Le plus mauvais de tous est celui dont on fait usage ordinairement en calant les balais en avant de la ligne neutre des inducteurs.
- Il existe un autre moyen, dont je me suis occupé avec le professeur Perry il y a quelques années. Il présente l’avantage de ne pas obliger à modifier la dynamo et de permettre le décalage arrière avec une dynamo et un décalage avant avec un moteur, de sorte que l’aimantation due au courant de l’induit renforce lechamp inducteur. Ce moyen consiste à introduire une force électromotrice extérieure et d’employer des balais doubles.
- Considérons la bobine A (fig. 5) qui doit être commutée. Soit rt sa résistance, et ex la force électromotrice qu’elle engendre et qui doit être
- Fig. 5. — Dispositif Ayrton et Perry.
- annulée. Entre les deux balais étroits bx et b2, on introduit une force électromotrice e2, fournie, par exemple, par des accumulateurs, et une résistance non inductive r2,
- Lorsque ces balais touchent deux lames adjacentes du collecteur, comme dans la figure 5, le courant traversant les accumulateurs et la bobine est
- e* — e, .
- ' u + r. ’
- et lorsque les balais bx et b% touchent la même lame le courant a pour intensité :
- Admettons, par exemple, que et = o,5 volt et t't — o,ooi ohm , et que la dynamo produise 180 ampères, soit 90 dans chaque moitié de l’in-
- duit. Alors, si e2 = 5 volts et r2 = 0,049 ohm, nous avons :
- Ii= -----;----=90 ampères;
- 0,001 + 0,049 .
- T 5 .
- lf=-----= toaamperes;
- 0,049
- c’est-à-dire que les accumulateurs fournissent le courant d’inversion voulu, et que l’intensité ne varie que de 12 0/0. quand les balais touchent la même lame de collecteur.
- , On peut donc opérer la commutation sans étincelles en tous les points de la circonférence. Ce dispositif n’est pas aussi rationnel que celui de M. Sayers; il exige une batterie extérieure, et la résistance r2 serait à régler d’après la puissance de la dynamo et devrait donc varier. Il est vrai que ce réglage de la résistance r2 pourrait s’effectuer automatiquement, et ce procédé vaut peut être la peine d’être essayé.
- Pour un service régulier la disposition de M. Sayers serait beaucoup ; plus ; économique, mais pour des expériences sur une dynamo ou un moteur enroulé comme d’ordinaire, ces doubles balais avec force électromotrice auxiliaire peuvent être d’une certaine utilité.
- A. H.
- (.A suivre).
- REVUE DES TRAVAUX
- RÉCENTS EN ÉLECTRICITÉ
- Interférence des ondulations électriques par réflexion normale sur une paroi métallique, par MM. Ed. Sarasin et L. de La Rive (').
- OBSERVATIONS (2).
- Comme il s’agit d’un phénomène dont l’existence pourrait encore être mise en doute, disent MM. Sarasin et de La Rive, et dans la production duquel des causes d’irrégularité interviennent en particulier la variabilité du fonctionnement de l’inducteur et celle de l’efficacité ondu-
- (') La Lumière Electrique du 9 septembre 1893, p. 48s. [2i Nous 11e reproduirons ici qu’une partie des résultats d’expériences de MM. Sarasin et de La Rive, renvoyant le lecteur, pour plus de détails, au mémoire original.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- latoire de la décharge du primaire, nous pensons ne pouvoir mieux faire que de transcrire les résultats obtenus tels que nous les avons notés au cours de nos expériences et sans les classer autrement qu’en les rapportant aux différents résonateurs employés. Chaque résonateur se trouvera donc avoir, si nous pouvons nous exprimer ainsi, son dossier expérimental.
- I. Résonateur de 0,75 m de diamètre.
- La figure 6 représente la dernière disposition adoptée pour le résonateur de 0,75 rh. de diamètre qui est formé d’un cylindre creux de cuivre dont le diamètre extérieur est de 1 cm. L’interrupteur à étincelle est formé par une vis micrométrique dont le dessin de la figure 7 donne les détails aux 4/5 grandeur réelle. Les deux pièces cylindriques pleines en laiton A et B sont soudées aux deux extrémités du cercle C C; A sert d’écrou à lavis en acier V, dont le pas est d’un quart de millimètre, et B ne fait que terminer le cercle par un cône tronqué hémisphérique vis-à-vis duquel se trouve la pointe de la vis. Cette pointe est formée par un petit cylindre en laiton ayant 1 mm d’épaisseur sur 3 ou 4 mm
- de longueur, limé coniquement à son extréjmité libre. C’est entre la pointe et l’hémisphère que l’étincelle se produit.
- Un tambour en bois T de 35 mm. de diamètre fixé sur une portion hexagonale de l’axe de la vis sert à la conduire et à mesurer les angles dont
- Fig. 6. — Résonateur de 0,75 m.
- on la fait tourner. A cet effet il porte à sa circonférence une division en 25 parties; une pièce de carton fixée au support en bois du cercle et butant contre le disque, sert de point de repère pour effectuer les mesures. La division dont on
- ir
- A
- c
- 3
- Fig. 7. — Vis micrométrique de l’interrupteur.
- peut facilement estimer la moitié correspond à un centième de millimètre. Une fente est pratiquée dans l’écrou pour laisser à la vis un jeu suffisant.
- En revenant à la figure 6, on voit comment le cercle métallique est fixé sur une croix en bois qui a pour objet de le maintenir dans la position
- voulue, et de le fixer sui le chariot du banc de mesure. Afin d’assujettir dans une position invariable les deux parties opposées de l'interrupteur, un secteur en bois est monté sur cette branche de la croix et le cercle est serré dans une coulisse que ferme le secteur avec un arc également en bois vissé sur lui. Le cercle est
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- maintenu sur les trois autres branches de la croix par de la ficelle.ordinaire passée en boucles par dessus le métal et dans des trous pratiqués dans le bois.
- Observations avec le grand miroir de 16 m.
- Les observations de beaucoup les plus nombreuses et les plus concluantes faites avec ce résonateur sont les plus récentes obtenues au moyen de la grande paroi métallique de 8 m. sur 16 m. décrite ci-dessus.
- Gomme exemple nous allons donner le détail complet d’une expérience avec les différents procédés d’observation qu’elle comporte.
- i° Primaire, S 5o cm., tiges, D 93 cm.
- a). Courbe d'intensité.
- Dans ce mode d’observation, le plan du cercle est parallèle à celui du miroir (fig. 2), de manière que tous ses éléments sont soumis à la même force électrique. Lorsque varie la distance au miroir, la variation de la force électrique est donc indiquée directement par celle de la longueur de l’étincelle. Pour évaluer celle-ci, on augmente la distance entre la pointe de la vis micrométrique et le cylindre opposé jusqu’à ce que l’étincelle cesse de se produire et c’est cette distance maxima que l’on appelle longueur de l’étincelle dans une position donnée du résonateur.
- Les chiffres suivants donnent la longueur de l’étincelle du. résonateur e en centièmes de millimètre par rapport à la distance du résonateur au miroir d.
- Distance au miroir :
- d o,5om. 1 i,5o 2 2,5o 3 3,5o 4 4,5o 5 5,5o 6 6,5o 7 7,5o.
- Longueur de l’étincelle :
- 6 6 26 38 34 21 11 13 16 28 25 17 12 12 i5 24.
- La courbe de la figure 8, dans laquelle on n’a fait que joindre par des lignes droites les points numériquement obtenus, rend le résultat plus apparent. Les auteurs la désignent par courbe d'intensité. Elle donne deux ventres et deux nœuds.
- 1" ventre 1" nœud 2' ventre 2» nœud mètres i,5d 3 4,5d 5,25.
- Dans le voisinage immédiat du miroir et dans un espace de quelques centimètres en avant le cercle vertical ne donne aucune étincelle. C’est là qu’est le siège du premier nœud. Cependant ce qui est appelé premier nœud est le premier minimum de la force électrique en avant du miroir.
- Les courbes d’intensité devraient donc toutes partir de l'origine des coordonnées comme nous l’avons indiqué dans la courbe figure 8 ou d’un point situé très peu en avant. Néanmoins pour toutes les autres courbes on a pris comme point de départ non le zéro initial, qui n'ajpas été redéterminé chaque fois, mais la mesure d’étincelle effectuée le plus près du miroir.
- Par une courbe comme celle-ci, où les abs-
- A K»
- 2Hstctn.ce eut miroir en mètres
- Fig. 8. — Courbe d’intensité.
- cisses sont les distances au miroir et les coordonnées la longueur de l’étincelle, on a donc une démonstration expérimentale évidente de l’existence des interférences de la force électrique et de plus on obtient la valeur approchée de.la longueur d’onde.
- b). Mesure des nœuds avec le cercle vertical.
- Autre mode de procéder ; Si au lieu d’évaluer la longueur de l’étincelle pour chaque position du cercle, on donne à l’interrupteur micrométrique une valeur moyenne entre celle des ventres et celle des nœuds etqü’on déplace le résonateur le long du banc, on voit l’étincelle se produire dans le voisinage des ventres et disparaître dans les intervalles correspondants aux nœuds. Cette expérience plus directe comme preuve de l’existence des interférences, puisqu’elle ne nécessite pas de mesure, réussit avec netteté dans les conditions qui donnent la courbe précédente. En éloignant progressivement le chariot du miroir et avec une distance
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- micrométrique d’environ 12 divisions, on voit l’étincelle se produire, disparaître de nouveau et se produire une troisième fois. On obtient la position des nœuds en marquant le long du banc par des jetons les positions du cercle où l’étincelle disparaît, lorsqu’on l’approche du nœud successivement des deux côtés et en prenant la position moyenne.
- Voici trois mesures pour chacun des deux nœuds avec les lectures des deux positions marquées parles jetons :
- mètres 2,6) 2,47 2,83
- 1" nœud 3,87 3,72 3,56 moyenne
- 3,24 3,09 3,19 3,14
- mètres 5,49 5,63 5,83
- ü* nœud 6,67 6,97 6,61
- 6,08 6,3o 6, ‘22 6,20
- Comme on le voit ces valeurs diffèrent peu
- de celles qui correspondent aux minima de la courbe.
- c). Mesure des ventres avec le cercle horizontal ei l'étincelle dite magnétique.
- Lorsque le résonateur est horizontal, la manière dont il fonctionne dépend de l’orientation de l’interrupteur. Pour les mesures des ventres dont il s’agit ici, l’interrupteur est placé latéralement de manière que le diamètre du cercle à l'extrémité duquel il se trouve soit à angle droit avec la normale au miroir, c’est-à-dire avec le banc de mesure, comme le représente la figure 3.
- Dans ces conditions, on voit aisément que les deux moitiés du cercle, symétriquement par rapport à ce diamètre, se trouvent dans des portions différentes de la courbe d’intensité de la force électrique, d’où résulte en général, la production d’une étincelle qu’on peut désigner par magnétique, parce que la différence des actions totales de la force électrique sur les deux moitiés du cercle est proportionnelle à la force magnétique.
- On voit ainsi que l’étincelle sera d’autant plus intense que les deux moitiés du cercle correspondent à des valeurs plus différentes de la force et qu’elle sera nulle si ces deux valeurs sont égales et de même sens, ce qui a lieu lorsque le centre du cercle se trouve dans un ventre.
- Il n’en est pas de même pour un nœud parce
- que les deux valeurs de la force sont alors égales mais de sens contraires. C’est bien en effet ce qu’on observe. Dans le voisinage immédiat du miroir, l’étincelle magnétique commence par prendre une intensité maxima lorsqu on éloigne progressivement le résonateur, elle disparaît ensuite dans un certain intervalle, puis reparaît et disparait une seconde fois.
- En procédant comme pour les nœuds, c est-à-dire en plaçant des pitons le long du banc de mesure aux positions où l’étincelle s éteint de ! part et d’autre du minimum, on détermine par la position moyenne ce minimum de l’étincelle magnétique, qui est un ventre de force électrique. Cette expérience est en général d’une netteté satisfaisante et montre avec plus d’évidence que celle du cercle vertical l’existence des interfé-
- rences, ce qui tient à ce que dans ce cas le minimum de l’étincelle est plus près d être absolument nul.
- Voici, comme pour les nœuds. , les valeurs
- trouvées pour les deux ventres avec les doubles
- lectures qui les déterminent, dans la même ex-
- périence :
- mètres 1,40 1,27
- 1" ventre 1,49 1,60 moyenne
- 1,44 1,43 1,43
- mètres 4 ? w 4, i5
- 2' ventre 5,o5 5,oi
- 4,63 4,58 4,60
- La valeur du premier ventre est un peu plus petite que celle donnée par la courbe, celle du second un peu plus grande.
- Voici maintenant les résultats de quelques autres expériences :
- 4" Primaire, S 5o cm. cylindres, D 1,40 m. Courbe d’intensité :
- d 0.5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5
- e 6 18 21 21 14,5 10 9 ii,5 17
- d 5, ,5 6 6,5 7 7,5 8 8,5
- c i i C, > S i3 16,5 20,5 17 17
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
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- Cette courbe est donnée dans la figure 9, et on en déduit :
- v, n, v3 n3 va
- 1,75 5,5 4,5 f. 7,5
- Mesure des noeuds, cercle vertical :
- 5,24 i'i,ii
- Mesure des ventres, étincelle magnétique :
- 1,44 4-7r>
- 7e Primaires 3ocm. tiges, D 1,20 m.
- 80
- 40
- 30
- 20
- 10
- 0 12 3 4 5 6 7
- Fig. 10
- La courbe d’ensemble est donnée dans la figure 10; on en déduit :
- v, n, Y. n3
- 1,5 5 4,75 r>
- On voit que la courbe donne un second nœud à 4 mètres qui tient évidemment à une cause d’erreur dans l’observation de la longueur de l’étincelle ou à une diminution d’intensité de l’inducteur correspondant à cette mesure. C'est le seul cas dans lequel un minimum de'plus que ceux des nœuds soit résulté des mesures.
- 10' Primaire S 3ocm., tiges, D 1,20 m. Distance au miroir 18 mètres.
- La courbe d’intensité est donnée dans la figure 11 et il en résulte
- v, n, v3 ns
- 1,5 5 4,75 r>
- Mesure des nœuds, cercle vertical :
- 2,98 5,96.
- Mesure des ventres, étincelle magnétique :
- 1,53 4,50 7,5i
- Influence de /’amplitude du primaire sur la grandeur de l'étincelle secondaire.
- Avant de terminer ce qui a trait aux mesures laites avec le cercle de 0,7.5 m. et le miroir de 16 mètres, rendons compte ici rapidement des expériences faites en vue de déterminer dans quelle mesure l’écartement des sphères du primaire influe sur la longueur de l'étincelle.
- Le résonateur de 0,75 m. est placé dans le ventre à i,5o m, du miroir, de manière à déterminer quel est, avec des sphères de 3o cm., le primaire qui donne la plus forte étincelle et qui est par conséquent à l’unisson avec ce cercle.
- Le primaire est à 1,5 m. du miroir. Le tableau suivant donne la longueur du primaire exprimée
- \
- 0 1 2 3 4 5 6 7 8 ... 9
- Fig. 11.
- en mètres en regard de celle de l’étincelle donnée en centièmes de millimètre.
- imaire Etincelle Primaire Etincelle Primaire Etinceî
- 0,84 r i f ,20 59 1,80 r.s
- » >9 » 49 » 21
- » 15 » 5F. 2,0 L 1
- 0,00 34 » •57 » 1 r
- 1,0 74 1,40 54
- « 58 » 47
- j, 20 84 ! ,6ô 29
- » 71 » 2ti
- M 73
- On voit entre les mesures de la première et de la seconde colonne, relatives à la longueur 1,20 m. du primaire, une différence indiquant un changement d’intensité dans l’inducteur entre ces deux séries d’observations qui n'ont pas été faites immédiatement à la suite l’une de l’autre.
- En réduisant les premières pour chaque longueur, on obtient les nombres suivants :
- Longueur du primaire : 0,84 0,90 1,0 0,20 1,40 i,6o 1,10 2 m.
- Longueur de l’étincelle : 11 24 47 55 10 29 19 11
- centièmes de millimètre.
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- On voit que d’après ce tableau l’unisson serait donné par un primaire de 1,20 m. de longueur, ou plus exactement par un primaire compris entre 1,20 et i,3o m. de longueur.
- Ces mesures montrent très nettement le phénomène de la résonance, soit l’existence d’une onde fondamentale du primaire, que les auteurs ont du reste toujours, avec M. Hertz, considérée comme probable. Elles montrent en outre que l’unisson du cercle de 10,75 m. est donné par un primaire à sphères de 3o çm. écartées de centre à centre de très peu plus que 1,20 m. soit 1,22 à 1,25 m. environ.
- Résumé des observations faites avec le cercle de 0,75 m. et le miroir de 16 mètres.
- L’ensemble des courbes qui présentent toutes au moins deux maxima et deux minima équidistants, à i,5o m. les uns des autres, ne peut laisser aucun doute sur le phénomène d’interfér rence par réflexion, quelle que soit l’explication qu’on en donne. De plus la longueur des tiges du primaire a varié pour les sphères de 3o cm. entre 1 mètre et i,5o m. sans déterminer dans les courbes une modification de l’internœud, et il en est de même avec les sphères de 5o cm. et les cylindres dont la longueur a varié de go cm. à 1,40 m. Il résulte donc d’une manière certaine des courbes que la longueur d’onde du résonateur de 75 cm. dans l’air est d’environ 6 mètres.
- Il faut se demander maintenant avec quelle approximation cette valeur se trouve établie. En ne tenant compte que de la partie de la courbe comprise entre le miroir et le second nœud, et en éliminant une des courbes trop irrégulière, la moyenne des 17 courbes déterminées par les auteurs donne :
- v4 n, v, n,
- i,5i 3,i 3 4,54 6,04
- Les deux branches de courbe de part et d'autre de chaque maximum ou minimum sont assez symétriques par rapport à la verticale de ce point pour que la tangente horizontalene puisse pas se déplacer notablement par rapport à ce même point. Le quart de la différence entre les abscisses de deux points consécutifs est une limite supérieure que ce déplacement, dû à l’interpolation d’une courbe continue, pourraitdiffi-
- cilement atteindre, comme cela résulte approximativement de la forme des courbes. On peut donc admettre que ces valeurs moyennes sont exactes à i5 cm. près.
- Les auteurs résument les résultats obtenus avec le miroir de 16 mètres et le résonateur de 0,75 m. de la manière suivante :
- La longueur d'onde définie par la distance du second nœud au miroir est de 6 mètres à i5 cm. près. Des nœuds et ventres équidistants de i,5o m. donnent avec la même approximation la position réelle des maxima et des minima d'intensité.
- Cette longueur d’onde trouvée pour le cercle de 0,75 m. dans l'air est égale à celle qui avait été obtenue avec ce même cercle le long des fils con-
- M
- A
- O---O
- P
- B
- Fig. 12.
- ducteurs. La vitesse de propagation est donc la même dans les deux cas.
- Le primaire à sphères de 3o cm. et à tiges de
- 7 mm. fonctionnant dans l'huile est à l'unisson avec le cercle de 0,75 m. pour une distance des centres comprise entre 1,20 m. et i.3o m.
- Observations avec un miroir de 3 m. de longueur sur 2,80 m. de hauteur.
- Ces expériences ont été faites dans un local composé de deux salles contiguës, A et B, comme le montre la figure 12, séparées par une cloison en briques dans laquelle s’ouvre une porte de 1,64 m., à deux battants en bois. Les deux pièces ont la même largeur, 5,60 m., et la même hauteur, 2,86 m.; la longueur de A est de
- 8 m., celle de B de 4,35 m. Le rideau métallique
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- M est placé à o,65 m. en avant de la paroi. Formé de feuilles de plomb de 0,4 mm. d’épaisseur," en bandes de largeurs inégales soudées entre elles, il est suspendu, par l’insertion des feuilles entre deux pièces de bois, à une traverse horizontale fixée au plafond et tombe verticalement jusqu’au sol par son propre poids.
- Le primaire est placé dans la salle B en P, à à 1,40 m. au-dessus du sol, à environ à i,5o m. de la porte et dans l’axe de celle-ci. Ce local se trouvait auparavant subdivisé par des cloisons en briques représentées par des lignes ponctuées. On plaçait le primaire dans le couloir entre A et B, à 7,5o du miroir.
- Le miroir de 3 m. de long correspond à cette première disposition du local. Il a été porté à 5 m. en lui faisant occuper toute la largeur disponible de la pièce en même temps que les cloisons ont été enlevées.
- Les premières mesures ont été faites en employant le procédé qui a permis à M. Hertz de
- Fig. i3.
- constater le phénomène d’interférence dans l’air et que nous rappelons ici. Le cercle est placé horizontalement avec l’interruption successivement tournée vers le miroir et dans la direction diamétralement opposée. Désignons par a la première position et par b la seconde, obtenue en faisant tourner le cercle de 180 degrés sans en déplacer le centre. On voit aisément en traçant la courbe d’intensité avec un nœud sur le miroir, un premier ventre, et un second nœud à une demi-longueur d’onde du miroir, que les deux étincelles obtenues pour une même position du centre du cercle dans les orientations a et b sont inégales (fig. i3). En effet, près du miroir, avec l’orientation a, la force électrique plus intense a un coefficient d’efficacité plus grand que la force moins intense, puisqu'elle agit sur la moitié du cercle qui ne présente pas d’interruption, et c’est l’inverse avec l’orientation b. L’étincelle a est donc plus intense que l’étincelle ù. En éloignant le centre du cercle du miroir, on lui donnera une position par rapport au nœud suivant, telle que le phé-
- nomène a changé de sens et que l’étincelle b est plus forte que a.
- Dans l’intervalle, en un point correspondant au ventre, les deux étincelles sont égales. Il en est de même lorsque le centre du cercle se trouve dans un nœud. De là une méthode de mesure consistant à comparer les deux étincelles a et b pour les positions successives du cerclej que les auteurs appellent méthode de retourne-ment.
- Ce procédé peut être modifié de la manière suivante : le cercle orienté pour l’étincelle a près du miroir, avec la vis micrométrique, donnant une certaine longueur d’étincelle, est éloigné progressivement jusqu’à ce que l’étincelle disparaisse, ce qui arrive lorsque le centre a dépassé le ventre. En retournant le cercle, on voit l’étincelle reparaître, parce qu’il se trouve alors dans la région où l’étincelle b est plus forte que a, et en le ramenant vers le miroir, on
- Fig. 14.
- obtient l’extinction de l’étincelle b, qui a lieu plus près du miroir que le ventre. La moyenne de ces deux positions d'extinction détermine le ventre de la courbe d’intensité. Ce procédé est désigné par double extinction.
- Les observations soit par la première, soit par la seconde méthode, ont donné pour moyenne :
- v, n,
- 1,60 3,01
- Observations avec le miroir de 5 m. de largeur sur 2,80 m. de hauteur.
- Elles ont été faites la plupart par la méthode de l’étincelle magnétique décrite plus haut et par la méthode du cercle vertical pour la mesure directe du nœud.
- La mesure du premier ventre a donné 1,56 m., la mesure du premier nœud 2,70 à 2.80 m.
- Une courbe d’intensité, bien que donnant des résultats négatifs et qui devront être confirmés par d’autres observations, complète les expé riences avec ce miroir.
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- Cette courbe (primaire S 3o, tiges, D 1,20 m.) donnée dans la figure 14, ne montre qu’un maximum à 50 cm. du miroir, et à partir de là, une succession de points irréguliers à peu près d’égale intensité. -
- On voit donc qu’avec les miroirs de 3 m. et de 5 m. les résultats relatifs à la longueur d’onde du cercle de 0,75 m. dans l’air laissent beaucoup à désirer comme concordance, ce qui explique peut-être, du moins en partie, les premières mesures de M. Hertz, et qu’il était indispensable pour trancher la question d’effectuer d’autres mesures à plus grande échelle. Celles ci, comme on l’a vu, donnent très nettement trois ventres et deux nœuds d’inférence et une longueur d’onde de 6 m., égale à celle obtenue pour ce cercle le long des fils conducteurs.
- (A suivre.)
- Sur les charges résiduelles, par M. Bernardo Dessau (,* *).
- On attribue les charges résiduelles des condensateurs soit à la pénétration de la charge dans leur masse, soit à la polarisation de cette dernière, qui, comme dans les phénomènes d’élasticité, demeurerait encore un certain temps après la décharge des armatures du condensateur, soit enfin d’après Maxwell à l’hétérogénéité des diélectriques. Depuis Maxwell on est généralement arrivé à cette conclusion que dans un condensateur à diélectrique parfaitement homogène il n’y a aucune trace de résidu. Divers auteurs, Rowland et Nichols (2), en expérimentant sur des lames solides; Hertz (3) en faisant les essais sur la benzine; Arons (4) de même que Muraoka (5)en opérant sur la paraffine ont cru devoir confirmer cette conclusion.
- Aux expériences de ces savants on peut faire, à mon avis, quelques objections : Rowland et Nichols, en employant des lames de verre, de quartz et de spath d’Islande observèrent un résidu assez considérable avec le verre, faible avec le quartz, tandis que le spath n’en donnait aucune trace; mais étant donnée la petite capacité des condensateurs employés et la faible
- (‘) Atti délia Realè Accademia dei Lincei, 6 août 1893. (*) Phil. Mag. V' série, t. XI, p. 414 (1881).
- (3) Wiedemann’s Annalen, t. XX, p. 279 (i883).
- (*) Ibid., t. XXXV, p. 291 (1888).
- (*) Ibid., t. XL, p. 328 (1890).
- durée dé la charge (3o secondes au maximum) il me semble qu’on ne peut alors éviter à ces diélectriques un résidu faible, dont l’existence est, du reste, restée probante pour le quartz, cristal aussi homogène que le spath.
- Arons, ensuite/en opérant avec un condensateur en paraffine et une batterie de 100 accumulateurs, trouva un faible résidu (d’environ 4 volts au maximum, pour une charge initiale sous une différence de potentiel de 200 volts), résidu qu’il attribua à la présence d’une petite colonne de gomme laque qui portait un petit godet à mercure destiné à établir la communication entre l’une des armatures du condensateur avec la pile d’abord, et ensuite, avec l’électromètre. Cette colonne ainsi disposée devait se charger superficiellement en même temps que le condensateur à essayer. Pour justifier cette explication Arons chargea successivement le condensateur et la colonne, puis la colonne seule, en mesurant chaque fois le résidu. Bien qu’il ail. obtenu dans ces deux mesures des résultats discordants, il maintint sa première opinion, sans donner aucune explication de la discordance des résultats.
- Muraoka, enfin, fit usage de la même disposition qu’Arons, et naturellement confirma les conclusions de ce savant. La différence de potentiel de charge ne dépassait pas 66 volts.
- 11 m’a paru intéressant de répéter ces expériences en évitant les causes d’erreurs que je viens de signaler.
- J’ai employé comme diélectfiqups l’acide palmitique et la paraffine chimiquement purs, le premier pour avoir une substance de composition chimique, bien définie, la seconde parce qu’elle avait déjà été employée par les autres auteurs. La paraffine employée fondait à 65°, la qualité fondant plus facilement laisse subsister au moment de la solidification de grosses bulles de gaz, et par suite ne donne aucune certitude sur son homogénéité. Néanmoins, si on emploie de la paraffine fondue dans le vide on peut éliminer complètement cet inconvénient. Les armatures du condensateur étaient formées dé plaques de fer. nickelées : deux armatures externes de 9 centimètres de côté et distantes l’une de l’autre d’un centimètre, et une interne de 8 centimètres de côté. La figure 1 représente la coupe de l’appareil; les deux armatures externes A et B sont réunies entre elles à la base, à l’aide d’une
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- traverse de fer D, également nickelée et portent quelques supports destinés à les assujettir dans une cassette F de 2 sur 10 et 12 centimètres de dimensions destinée à recevoir le diélectrique fondu et dans laquelle est suspendue la lame G, à l’aide d’une longue bande de même métal. Cette lame aussitôt nickelée est lavée avec soin en évitant d’y toucher, puis séchée à l’air et introduite dans la cassette qu’on remplit immédiatement avec le diélectrique. On laisse solidifier, puis on retire du vase tout l’ensemble; on obtient ainsi un bloc de matière isolante entourant les armatures et laissant passer seulement d’un côté la bande métallique E, et de l’autre l’armature externe D.
- e
- Fig. 1
- Le condensateur ainsi préparé est placé, avec du chlorure de calcium, sous une cloche de verre de laquelle sort, entourée d’un tube métallique, la bande métallique de l’armature interne. A l’extrémité supérieure de celle-ci est fixé un fil de cuivre souple qu’on peut mettre en communication soit avec la batterie de charge, soit avec l’une des paires de quadrants d’un électromètre Mascart. Pour établir ces communications, l’une des extrémités du fil souple peut, à l’aide d’un petit crochet à poignée isolante, être' placée dans l’un des godets de mercure communiquant soit avec la batterie, soit avec l’électro-mètre P).
- La charge effectuée, on mettait le condensateur en communication avec l’électromètre en même temps qu’on supprimait celle de cet (*)
- (*) La partie de la poignée tenue à la main est en métal de façon à éviter la production d’électricité par frottement.
- appareil avec la terre. Grâce à la disposition adoptée (fig. 2) pendant toute la durée de la charge, l’armature externe est én communication avec le sol.
- Bien qu’avec cette disposition une partie du résidu puisse échapper à l’observateur, j’ai pu me convaincre que la perte était excessivement petite, et comme je ne tenais pas à faire des mesures très précises, ce dispositif me mettait à l’abri d’erreurs causées par un mauvais isolement, ou de la production de résidu en dehors du condensateur lui-même.
- L’électromètre seul contient ici des colonnes isolantes, lesquelles ne sont mises en communication avec le condensateur que lorsque celui-ci est déchargé. Je me suis assuré aussi que
- T«rre
- Batterie
- l’immersion et le maniement du fil souple ne déterminaient aucune charge.
- Voici le résultat d’une série d’observations :
- Condensateur à acide palmitique.
- Le rapport entre la capacité du condensateur et celle de l’électromètre était 2,7. La différence de potentiel de chaque élément était d’un peu moins d’un volt.
- Le tableau suivant''montre que l’acide palmitique donne des résidus considérables, même avec des charges très faibles; ces résidus croissent régulièrement avec la différence de potentiel de charge et avec la durée de celle-ci. Je me suis assuré que l’acide palmitique fondu n’attaquait pas la lame nickelée, même après un long contact; il n’est donc pas possible d’attribuer la cause du résidu à la formation de couches de natures diverses, mais seulement d’après la façon de voir des savants cités plus haut, à la structure cristalline de l’acide palmitique; mais
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- le spath possède une pareille structure, et Row-land et Nichols n’ont trouvé avec ce corps aucune trace de résidu.
- Condensateur à acide palmitique.
- Nombre d'éléments de charge Polos • . Temps en charge on minute» Potoniiel maximum produit par le résidu en volts
- "i ; 1 * Positif I + 0,25
- 2 o,3o
- 5 o,38
- IO 0,40
- ...J Négatif I — 0,27
- •• IO 0,39
- •' :42 Positif 1 + o,5i
- 5 0,68
- 2 Négatif I — 0,52
- 5 0,68
- IO 0,73
- 3o 0,87
- 5 Positif I + 0,90
- 5 I ,42
- IO 1,59
- Condensateur en paraffine.
- En substituant la paraffine à l’acide palmitique, j’ai obtenu également des résidus dès que la différence de potentiel de charge atteint 5o volts.
- Voici une série d’observations :
- Condensateur en paraffine.
- Nombre d'éléments de charge Pôles Temps en charge en minutes Potentiel maximum produit parle résidu en volts
- 5o Négatif 1 — o,o3
- 5o 5 0,04
- 5o Positif 1 + 0,02
- . 5o 5 0,04
- IOO IO 0,10
- IOO |5 0, i3
- IOO Négatif 10 — 0,07
- 100 i5 0,08
- Ces essais, bien que les potentiels soient petits, ne permettent pas de douter de l’existence des charges résiduelles, même dans les condensateurs en paraffine, et ceci d’autant plus qu’on peut, si on tient compte des conditions de l’expérience, voir se produire une perte du résidu.
- D’autre part, il est certain que les déviations de l’aiguille de l’électromètre proviennent des résidus, et non de la diffusion de la charge sur la surface de la paraffine entourant lé métal, puisque ces déviations s’observent encore quand durant la décharge on passe une flamme sur la surface de la paraffine. Naturellement, dans ce cas, la décharge durant un peu plus, le résidu était un peu plus faible.
- Il va de soi que je maintenais avec le plus grand soin la surface métallique parfaitement polie en renouvelant la nickelure plusieurs fois; fl est donc douteux que les résidus puissent être attribués à l’altération de la surface métallique. J’ajouterai, en outre, qu’avec des charges plus grandes, je constatais des résidus, forts, mais toujours tels qu’on ne pouvait les observer dans les expériences faites par Arons, à cause des erreurs inhérentes au dispositif employé. En un mot, les résultats des savants cités ne me semblent plus suffisants pour soutenir la nécessité d’une structure hétérogène ou stratifiée pour la formation de résidus.
- Jusqu’ici il ne m’a pas été possible d’obtenir un diélectrique qui fût en même temps amorphe et de composition bien définie comme l’acide palmitique. J’ai tenté l’emploi des palmitates, mais j’ai reconnu qu’ils n’étaient pas suffisamment isolants, soit par leur nature, soit parce qu’ils se décomposent au moment de la fusion. Du reste, même d’après les savants mentionnés plus haut, le mélange moléculaire qui constitue la paraffine n’exclut pas l’homogénéité dans le sens de leur théorie.
- Il est intéressant de remarquer, enfin, que.ces savants qui, de la théorie de Maxwell pensent pouvoir déduire l’impossibilité du résidu dans un diélectrique homogène, ne se trouvent pas d’accord en cela avec Maxwell lui-même.
- En effet, Maxwell, après avoir exposé le point de départ de la théorie mathématique de la charge résiduelle dans le diélectrique hétérogène ou stratifié, dit explicitement qu’il ne croit pas indispensable une telle structure pour la production de cette charge (j1).
- F. G.
- (*) Maxwell. Treatise on Electricity and Magnetism, 1” édition, vol. I, p. 38i.
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- Sur la relation qui existe entre les coefficients des formules de Coulomb (magnétisme), de Laplace et d’Ampère, par M. E.-H. Amagat (').
- Ces formules sont les suivantes :
- - . mm'
- (C)
- . . mi ds . ,T.
- /=X—— sina, (L)
- f — A -5— (2 cos 0 — 3 cos y. cos y!J, (A)
- En général, au lieu de chercher une relation entre k, X et A, on ramène de suite les formules au système électromagnétique et l’on montre que si l'on fait k — X = 1 on a aussi A = 1.
- Si l’on conserve les coefficients dans les calculs, on arrivera, en suivant les mêmes raisonnements, mais sans introduire entre eux aucune relation a priori, à la relation
- xs = k A. (1)
- On peut également, ainsi que l’a fait récemment M. Mercadier, par de simples considérations d’homogénéité, obtenir de suite cette relation sous la forme
- }.* = N h A, (2)
- N étant une constante numérique qu’on fait ensuite égale à l’unité.
- A-t-on réellement le droit de considérer comme rigoureux les raisonnements qui conduisent à la relation X = k = 1 dans le système électromagnétique, ce qui revient à faire N égal à l’unité, puisque ces mêmes raisonnements, en restituant les constantes dans les calculs, conduisent à la relation (1) ?
- On peut suivre pour arriver à cette relation des méthodes très différentes; dans l’exposé de ces méthodes, telles qu’elles sont présentées aujourd’hui dans les divers traités et ouvrages spéciaux, on ne fait intervenir l’expérience en aucune façon ; il semblerait donc que la relation en question (1) soit établie mathématiquement, sans faire appel à aucune détermination numérique expérimentale. Or il est facile de voir que, quelle que soit la marche adoptée, on vient se heurter à un postulatum qu’il est impossible d’éviter, et que la formule de Laplace ne peut
- établir le lien entre celles de Coulomb et d’Ampère qu’à un facteur numérique près que l’expérience seule peut déterminer.
- Cependant, comme la difficulté se présente sous des formes en apparence différentes suivant la marche suivie, des savants dont l’autorité est du reste indiscutable pensent qu’il est possible, par le choix de méthodes convenables, d’éviter le postulatum et, par suite, toute détert mination expérimentale. Pour cette raison, j’examinerai rapidement cinq méthodes choisies dans divers auteurs, de manière à présenter les différents types de raisonnement qui ont été suivis. Pour plus de généralité, au lieu d’appliquer les formules à un système particulier, je conserverai dans les calculs les coefficients k, K et A, de manière à arriver dans tous les cas à la rélation (1).
- I. Le moment de l’action qui s’exerce entre deux aimants de moments magnétiques M, M' est, en désignant par une fonction des angles définissant la position réciproque des deux aimants et qu’il est inutile de spécifier ici,
- A mm-
- Jb = —X 9*
- (3)
- Si l’on substitue au premier aimant le petit courant plan is normal à sa direction, le moment de l’action calculé par la formule de Laplace est
- x M'is
- •Mi = —x 9.
- (4>
- Il aura la même valeur que le précédent si l’on a
- AM - lis. , (5)
- Le théorème relatif à l’équivalence entre les aimants et lés courants permet de substituer à l’aimant restant M' le petit courant plan normal qui lui sera équivalent si l’on a
- k M' = x i' s’ (6)
- et le moment de l’action devient, en remplaçant M' par sa valeur dans (4),
- Jllli
- X! ii' ss‘
- P1
- X ç,
- (7)
- En faisant directement le calcul au moyen de la formule d’Ampère, on trouve pour le même moment
- Jl.
- A ii' ss’ r»
- x 9,
- '(«)'
- (*) Comptes rendus, t. CXVII, p.,86 et i5o.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- par suite
- À* = ft A. (0
- Il n’y a évidemment rien à objecter à la première substitution, la relation (5) étant numériquement satisfaite, l’aimant M et le courant is s’équivalent quant à leur action sur l’aimant M'; mais, dans la seconde substitution, l’équivalence entre l’aimant M' et le courant i's' a lieu par rapport au courant is substitué à l’aimant M : elle ne saurait donc être exprimée par la relation (6) (laquelle est établie dans le cas d’actions s’exerçant sur une masse magnétique) qu’à un facteur numérique près; faire ce facteur numérique égal à l’unité revient au fond à admettre que : si un aimant et le petit courant plan normal à sa direction ont même action sur un aimant, ils ont aussi même action sur un petit courant plan normal à la direction de cet aimant. Or, l’expérience seule pourrait établir ce fait; je reviendrai sur ce point. On peut encore dire que : les relations (5) et (6) n’imposent pas forcément la même unité aux courants i et i, et que, par suite, on arrive à un système qui n’est plus forcément cohérent.
- II. Soient, d’une part, un solénoïde illimité dans un sens, dont ses spires de section .s' et distantes de l' sont traversées par un courant d’intensité i', et une masse magnétique m' placée au pôle de ce solénoïde ayant même action que lui sur un élément de courant; on aura la relation
- a i' s' , , , .
- —--— — im'. (9)
- Soient, d’autre part, un aimant de moment ml et le petit courant plan normal à sa direction is ayant même action que lui sur une masse magnétique, on aura
- hml — \is (io)
- et, par suite,
- Le postulatum est ici plus difficile à spécifier que dans le cas précédent; si l’on suppose, par exemple, les valeurs de /, m, s égales à celles de l\ m’, s\ on arrivera à la relation (i) en supposant que i soit égal à i ; de même que précédemment, rien ne prouve que les courants se trouvent dans ces conditions rapportées à la même unité et, par suite, que le système soit
- cohérent; c’est donc, en gériéral, en admettant entre l, w, i, s, m', i, s' la relation
- Uni' s' _
- V m' is
- relation qu’il faudrait vérifier par l’expérience, qu’on arrive à
- x* — k A. fi)
- III. ün établit d’abord c}ue l’action réciproque entre deux éléments ds, ds' de contour de deux feuillets magnétiques de puissance 4», <!>' est représentée par
- f — —^2 cos 0—3 cos a cos (12)
- D’autre part, entre la puissance 4> d’un feuillet et l’intensité du courant limitatif équivalent, on a, en conservant les coefficients,
- k^ — V\ (i3)
- X / à î-
- en remplaçant dans (12) 4» et 4>' par et , on aura
- f __ '• ^2 cos 0 — 3 cos a cos a'^. (14)
- C’est la formule d’Ampère dans laquelle A X2
- est remplace par
- On retrouve donc encore
- X*=/f a. u)
- Ici la substitution supposée faite la première, par exemple celle de ids à la place de 4>, ne donne lieu à aucune observation, i et 4> s’équivalent d’après la relation (i3) quant à leur action sur le feuillet restant 4*'; mais la seconde substitution est arbitraire; l’équivalence entre i et 4>' ayant lieu par rapport à un élément de courant [la relation (i3) est établie dans le cas d’actions s’excerçant sur une masse magnétique] ne peut être exprimée par la relation (i3) qu’à un facteur numérique près; supposer ce facteur égal à l’unité, c’est admettre que : si un feuillet magnétique et le courant limitatif ont même action sur un système magnétique, ils ont aussi même action sur un élément de courant. Or ceci n’est nullement évident; on pourrait répéter ici la remarque déjà faite plus haut relativement à l’unité de courant; ici encore, la légitimité de l’hypothèse ne saurait être déduite que de données expérimentales.
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
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- IV. On montre que l’action d’un circuit fermé, traversé par un courant d’intensité i, sur un élément de courant i! ds\ est représentée par
- P étant l’intensité du champ produit par le courant i en ds’, I l’intensité de i estimée électro-magnétiquement, et « l’angle de ds' avec la direction du champ.
- Si le champ F, au lieu d’être produit par un circuit fermé, était produit par un système magnétique, l’action sur ds1 aurait la même direction que précédemment et serait représentée par
- I'ds'Fsina, (16
- I' étant l’intensité de i' estimée électromagnéti-quement.
- Si l’on admet (j1) l’identité des deux champs, on aura :
- par.suite, si l’on suppose que les courants aient été d’abord exprimés aussi électromagnétique-ment, on aura
- A= 1.
- En restituant les coefficients dans les calculs, on voit facilement que l’égalité des deux actions est exprimée par
- àji.ÊJL Fsin a = j I'ds'Fsin a, (18)
- et qu’on a, par suite,
- — (1)
- Rien n’autorise ici à admettre l’identité de deux champs d’origines différentes assujettis seulement à exercer des actions numériquement égales sur un même élément de courant. On pourrait, de l’identité de ces champs, conclure à l’identité de leurs actions, par exemple, sur un aimant substitué à ds', et dire que : si deux champs, produits l’un par un courant, l’autre par un aimant ou un système d’aimants, ont même action sur un élément de courant, ils au-
- (*) Le texte de l’ouvrage classique auquel j’ai emprunté cette méthode porte : Si nous admettons que ces actions sont identiques..
- ront même action sur un aimant; postulatum analogue à celui de la première méthode examinée, et qui, de même que ce dernier, ne saurait être justifié que par l’expérience.
- V. Enfin, j’emprunterai encore l’ingénieuse démonstration suivante, qui est d’une remarquable simplicité; elle ne comporte, en effet, aucun calcul.
- L’action entre deux masses magnétiques m, m' est
- (•9)
- fi étant le champ créé en m' par m.
- (20)
- Substituons à m' l’élément de courant ids, l’action F, entre m et ids est exprimée par la formule de Laplace; on a
- F
- X m 1 ds .
- -----;— sin a.
- r*
- Soit, en remplaçant ft par sa valeur,
- , X /j i ds i = ——2— sin a.
- (21)
- (22)
- Cette action étant réciproque, le champ créé en m par ids est
- F, X i ds .
- — = —sin a m r-
- (2.8)
- par suite, si l’on substitue à m un élément de courant i' ds' l’action exercée sur lui par ids s’obtiendra en remplaçant dans (22)/j par le champ /2 créé en i' ds' par ids.
- „ X2 ii’ ds ds’
- Fj = ----------- sinotsiny.
- (24)
- En posant = A, on arrive donc à une for-fz
- mule qui, comme on le Sait, est, quant à l’intégration pour un circuit fermé, équivalente à celle d’Ampcrc; on retrouve donc encore
- X.* = AA. (1)
- Il faut admettre ici que la relation (22), établie pour un champ f défini par la relation (20), c’est-à-dire produit par une masse magnétique, est encore applicable au cas d’un champ f, que produirait un élément de courant, ce qui ne saurait être admis qu’à une constante numérique
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- près, que rien n’autorise a priori à faite égale à l’unité.
- On voit que, quelle que soit la méthode suivie, il faut, pour arriver à la relation (1), admettre, sous une forme ou sous une autre, un postulatum qui peut avoir un certain caractère de probabilité, mais qui n’est nullement évident; on arriverait du reste au même résultat par les diverses autres méthodes qu’on pourrait examiner, elles rentreraient plus ou moins dans l’un des types qui précèdent sans apporter à la solution de la difficulté aucun élément nouveau.
- La formule de Laplace ne groupe donc celles de Coulomb (magnétisme) et d’Ampère qu’à une constante numérique prés, de même que la formule de Faraday
- ne groupe la même formule d’Ampère et celle de Coulomb relative aux masses électriques
- que par l’intermédiaire d’un facteur, le v de Maxwell, dont la théorie peut déterminer les dimensions , mais nullement la valeur numérique.
- Les deux relations
- h, =|i'»A et ).* = N /{ A,
- entre les coefficients des cinq formules constituant la base d’un système cohérent, exigent donc chacune une détermination expérimentale, avec cette différence que, dans la première, v est un facteur de dimensions connues, mais relativement à la valeur numérique duquel on ne peut se faire aucune idée a priori; tandis que, dans la seconde, N est une constante purement numérique dont on est assez naturellement conduit à supposer la valeur égale à l’unité, par la seule considération de la simplicité des lois résultant de cette hypothèse.
- La première méthode que j’ai examinée a été (sauf la restitution des constantes dans les calculs et des détails d’exposition) suivie par W, Weber dans son Mémoire sur la vérification de la formule d’Ampère au moyen de l'électro-dynamomètre. Après avoir obtenu ainsi le coefficient de cette formule (soit A = 1 en partant de k — 1 = 1), il l’applique à la détermina-
- tion d’un coefficient numérique devant entrer dans le calcul des valeurs absolues d’actions électrodynamométriques observées, et qu’il trouve égal à 49,5o; d’autre part, les valeurs de ces mêmes actions obtenues directement par l’expérience conduisent pour le même coefficient au nombre de Mi,06.
- Si l’on admet, avec W. Weber, que la différence est imputable aux erreurs d’observation, on pourra conclure que la méthode suivie pour arriver au coefficient de la formule d’Ampère est exacte; par suite, le postulatum, sous la forme que comporte cette méthode, se trouverait légitimé.
- On trouve dans les Œuvres de Verdet (t. IV, p. 201) la loi suivante donnée comme ayant été vérifiée par W. Weber au moyen de l’électrody-namomètre : « Si un aimant ou un système de « courants fermés exerce des actions égales sur a un courant placé à une distance assez grande «. pour qu’il n’y ait pas lieu d’avoir égard à la « diversité ds des distances des différents points « de l’aimant ou du système de courants, il « exerce aussi des actions égales sur un aimant « quelconque placé à une grande distance. » Il est probable que cet énoncé n’est que l’interprétation des résultats dont je viens de parler, car la bibliographie qui le suit ne mentionne d’autre Mémoire de W. Weber que celui auquel j’ai emprunté ces résultats.
- Dans tous les cas, ni cette loi, ni aucune autre loi expérimentale analogue n’est invoquée aujourd’hui pour arriver à la relation entre les coefficients A, k et A ; cette relation est donc établie arbitrairement, elle n’a que le caractère de probabilité des hypothèses faites pour l’obtenir.
- D’autre part, les expériences de W. Weber qui pourraient servir de vérification à ces hypothèses, présentant une incertitude de près de 8 pour 100, on pourrait en conclure seulement que la valeur de N est voisine de l’unité, on ne saurait rien affirmer de plus; comme, du reste, il s’agit ici d’un point fondamental, il importe qu’il soit établi avec une entière certitude; il faut donc que de nouvelles expériences soient faites avec toute l’exactitude que comportent les ressources dont on dispose aujourd’hui, c’est un travail dont j’espère pouvoir m’occuper d’ici peu.
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- FAITS DIVERS
- Là dernière forme du trolley des tramways américains vient d’être inventée dans les circonstances suivantes que relate le Sun, de Baltimore.
- Le trolley ou bras de contact d’une voiture de tramway ayant été accidentellement arraché, la voiture stoppa, barrant la route aux autres véhicules. Comme à ce moment le mouvement dans la rue était très considérable, il fallait absolument faire avancer la voiture en détresse. Un employé de la ligne, dit le journal américain, fut à la hauteur des circonstances. Il se procura quelques mètres de fil, monta sur le toit de la voiture, attacha le fil par un bout au circuit de la voiture et tint l’autre extrémité en contact avec le conducteur aérien. La communication ainsi rétablie, la voiture put rejoindre sans encombre la tête de ligne, et Phomme-trolley put abandonner sa position peu commode.
- On a beaucoup discuté sur la valeur des procédés électrolytiques dans les grandes industries chimiques. La production du chlore et de la soude entre autres est un problème parfaitement résolu par l’industrie chimique, qui peut fournir ces produits à des prix relativement bas. La fabrication de ces mêmes substances par l’électrolyse est théoriquement possible; il restait à se demander si le procédé pouvait être appliqué dans l’industrie, sur une grande échelle, pour donner des produits bon marché tout en restant rémunérateurs.
- A en croire M.. Leith, qui exploite le procédé Richardson et Holland aux ateliers de l'usine Smodland, la fabrication électrolytique de 180 tonnes par semaine, soit 52 tonnes de soude caustique à 76 0/0 et 128 tonnes de chlorure de chaux à 37 0/0 laisserait un profit de 125 francs par tonne.
- On vient d’essayer à Berlin le fiacre électrique; c’est une voiture à trois roues portant des accumulateurs.
- Il paraît que la vitesse que l'on peut obtenir avec cette voiture est supérieure à celle que fournissent les fiacres à chevaux, au moins pour les longues courses.
- On sait combien les rhéostats ordinaires sont encombrants quand ils sont constitués par des fils enroulés en boudins ou sur des carcasses de forme quelconque. Depuis quelque temps on en construit d’autres dont les fils sont noyés dans un ciment bon conducteur de la chaleur, mais isolant pour le courant électrique.
- C’est la Carpenter Enamel Rhéostat C°, de Bridgeport, qui construit ce genre de rhéostats sous forme de plaques. La conduction à travers la masse refroidit, paraît-il
- beaucoup plus vite que la convection de la chaleur par l’air.
- C’est ainsi qu’un fil de maillechort de 0,8 mm. de diamètre a pu supporter un courant de 25 ampères, et qu’une longueur de 10 mètres de ce fil mastiqué dans une plaque de 25 x 25 centimètres a pu servir de rhéostat de démarrage pour un moteur de 5 kilowatts.
- L’augmentation constante du prix de la gutta en rend l’emploi presque impossible dans une foule d’applications. Ce prix varie actuellement entre 10 et 20 francs le kilogramme, tandis que celui du caouchouc n’est que de 4 à 10 francs.
- On a essayé à plusieurs reprises de mélanger ces deux substances, mais on n’avait pas complètement réussi à obtenir un mélange bien homogène. Il paraît que la substance à employer pour rendre le mélange intime a été trouvée par M, Ilutchinson de Glasgow, et que le mélange obtenu possède des propriétés encore plus remarquables que la gutta pure, entre autres une élasticité plus grande.
- Le National Zeitung, de Berlin, publie le récit d’une ascension aérostatique exécutée par le lieutenant Gross, du service des ballons militaires, avec l’aérostat le Phénix, appartenant à la Société aéronautique subventionnée par le gouvernement allemand.
- Le départ a été exécuté à 9 heures 21 minutes du matin dans le parc aérostatique de l’État à Charlottenbourg, et s’est terminée après 7 heures du soir, à Creda, près de Briensky, en Silésie. Le Phénix, qui a dépassé l’altitude de 4000 mètres, a rencontré successivement deux courants allant en sens inverse. Le premier, qui marchait dans la direction du N.-N.-O., régnait jusqu’à i5oo mètres, et le second, qui commençait à 2000 mètres, poussait dans la direction du S. S.-E. Les courants étaient si complètement opposés l’un à l’autre que le ballon a repassé juste sur son point de départ 3 heures après le commencement de l’ascension. Ces deux couches différentes étaient séparées par une de 5oo mètres, où le courant était très faible et où planaient des cumuli.
- M. le lieutenant Gross avait S son bord deux physiciens le docteur Bœrnstein, de la Haute école d’agriculture, et le docteur Berson, de l’Institut royal météorologique de Prusse, chargés de faire les observations.
- Lèvent supérieur venant du N.-N.-O., la décroissance de la température fut très rapide, et à 35oo mètres le thermomètre marquait le point de glace.
- Des observations d’électricité atmosphérique ont été faites à l’aide de tubes longs respectivement de 10 et de 11 mètres, et dans chacun desquels régnait un courant d’eau. Ces deux fils aboutissaient à un électromètre isolé par de l’acide sulfurique, d’après le système Mascart.
- D’après le récit que nous avons sous les yeux la dififé-
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
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- rencè de potentiel de l’âir a décru à mesure que le ballon s’élevait. Au-dessus de 3ooo mètres la différence de tension était si faible qu’elle ne pouvait plus être mesurée.
- Nous réviendrons sur ces déterminations intéressantes, mais qui ne péuvetlt être admises sans discussion, lorsque d’autres détails nous seront parvenus.
- Parmi les expériences auxquelles devait servir le ballon captif de l’exposition de Chicago, dont l’organisation a été confiée au Signal corps, figurait naturellement l’électricité. Mais ce ballon n’occupait point encore au commencement de septembre la [place d’honneur qui lui a été réservée au commencement de l’exposition, et il est probable qüe l’exposition se passera sans qu’il ait été gonflé. On assigne à cette lacune plusieurs causes qu’il n’est pas dans notre programme d’analyser, mais qu’il nous est impossible de ne point regretter, en pensant au service que ces déterminations du potentiel de l’air auraient rendu, si l’on avait pu les réaliser,*
- Le Congrès d’électricité de l’Exposition de Chicago a été ouvert le 21 août sous la présidence honoraire du professeur von Helmholtz, par une adresse du professeur Gray; comme président temporaire on a choisi, sur l’invitation de M. Preece, M. Elihu Thomson.
- De nombreuses communications ont été faites dans les diverses sections pendant les séances du 21 au 25 août. A cette dernière date, la chambre des délégués a fait connaître les vœux qu’elle a décidé de formuler relativement aux unités électriques. Elle propose la reconnaissance internationale et officielle de l’ohm, de l’ampère, du volt, du coulomb, du farad, du joule, du watt et du henry. Le Comité nommé pour étudier la question d’un étalon de lumière n’a pu décider ni en faveur de la lampe de Hef-ner ni de la lampe au penthane. La question reste en suspens.
- Gn vient dë calculer que pour breveter une invention dans le monde entier il en coûtait la somme de 72 7^0 francs. Soixante-quatre gouvernements délivrent des brevets.
- On nous signale un très bon alliage d’aluminium se travaillant bien* fait avec parties égales de zinc et d’alu* minium*
- il s’ést formé récemment à Londres une importante société financière dont le but est l’application en grand dans cette Ville de l’électrophone, déjà connu depuis quelques années à Paris, sous le nom de théâtrophone Mais à Paris oh S’est contenté de relier des appareils d’auditidri à ürt certain nombre de théâtres et de per-
- mettre aux abonnés ou aux personnes qui ont introduit dans un des appareils publics une pièce de cinquante centimes, d’entendre l’air qui est chanté à ce moment sur la scène de l’un de ces théâtres.
- D’après la Revue universelle, la compagnie anglaise de l’électrophone veut élargir considérablement le champ de ces auditions, et permettre aux amateurs d’entendre non seulement ce qui se dit ou se chante sur les grandes scènes de Londres, mais encore les pièces jouées sur les principaux théâtres de province, dans un rayon autour de Londres. En outre, elle compte installer des récepteurs dans les salles d’audience des tribunaux et à la Chambre des communes, ce qui permettra à ses abonnés de joindre l’utile à l’agréable.
- Dans son excellent Catalogue-Causerie, la Revue universelle donne, d’après Industries and îron, une vue de la salle d’auditions installée par la Compagnie à Èarl\s Court.
- The Electrician dit que la Thomson-Houston Electric Welding Company, de Lynn (Massachusetts), a congédié ses employés et ne recommencera à travailler que lorsque l’état général des affaires se sera amélioré. La compagnie a employé pendant un certain temps une centaine d’ouvriers.
- VElectrical Engineer, de New-York, affirme que sur la recommandation de M. G. Forbes, la Cataract Construction Company a adopté le système polyphasé de M. Tesla comme unique mode de distribution de l’énergie électrique produite aux chutes du Niagara.
- Comme le lieutenant Peary dans sa nouvelle expédition polaire, le Dr Nansen, qui vient de quitter Christiania pour un nouveau voyage vers le pôle nord, emporte l’appareillage décessaire pour l’éclairage électrique de son petit steamer.
- Pour économiser le combustible, la dynamo sera actionnée par un moulin à vent installé sur le pont du navire. Elle peut également être mise en mouvement à l’aide d’un treuil que quatre à six hommes devront tourner dans leurs loisirs et pour se donner de l’exercice pendant la longue nuit polaire.
- L’absorption de la lumière par le platine à différentes températures* dit la Révué industrielle, a fait l’objet d’un mémoire fort intéressant communiqué à l’Acadétnie des scietices de Turin par M Rizzo. Ce savant a réussi â obtenir des pellicules de platine inoxydables sous l’actiori de la chaleur, et; en se servant d’un appareil spécial, il â pu constater que la transparence de ces pellicules augmentait avec là température, surtout dans la région là plus réfrangible.
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- On remarquera que la constatation de ce fait établit une corrélation entre la lumière et l’électricité, l’augmentation de la résistance électrique d’un conducteur étant accompagnée d’une augmentation de transparence.
- Dans la ville de Kingston (Jamaïque) on construisait un vaste hôtel, et, pour activer les travaux, on maçonnait la nuit, à la lumière de puissantes lampes électriques,
- Près de l’hôtel en construction se trouve un rucher. Trompées par l’éclat de la lumière électrique qui leur faisait croire à l’arrivée du jour, les abeilles se remettaient à butiner dès que les lampes s’allumaient.
- Lorsque, chargées de leur récolte, elles rentraient à la ruche, le soleil apparaissait à son tour, et les malheureuses ouvrières, accablées de fatigue, mais ne cédant pas, repartaient vaillamment en campagne.
- On a constaté que pendant la construction de l’hôtel un grand nombre de ces abeilles sont* mortes d’épuisement, tombant au bord de leur ruche comme on tombe au champ d’honneur.
- Le professeur R. Ghodat publie dans les Archives des sciences physiques et naturelles les résultats de ses essais sur l’action de la lumière électrique sur les plantes. Ces résultats confirment, en somme, ceux obtenus par M. G. Bouvier, dont nous avons eu l’occasion de rendre compte il y a quelque temps. La lumière électrique est favorable au développement des plantes; mais l’excès est nuisible en tout, et trop de lumière électrique entrave la végétation.
- La détermination de la solubilité des sels réputés inso-bles n’est pas chose aisée. L’évaporation d’une quantité donnée d’un dissolvant saturé et la pesée du résidu constituent une opération laborieuse et peu précise, quand il s’agit d’un litre de liquide et d’un milligramme ou moins de résidu.
- M* Holleman a essayé récemment, dit The Eleclrician, d’évaluer la solubilité des substances de ce genre, comme le sulfate de baryum, en déterminant la conductibité électrique de leurs solutions. D’après les vues modernes, de solutions faibles contiennent les ions des sels dissous à l’état dissocié. La conductibilité électrique d’une solution d’un sel dissocié est proportionnelle au nombre d’ions et par suite à la quantité de sel, propriété appliquée par l’auteur.
- Quelques-unes des valeurs obtenues sont d’un intérêt considérable. Ainsi le sulfate de baryum est soluble dans 429700 parties d’eau à 18,9e C, et dans 320000 parties à 37,7° C; l’effet de la température est donc considérable. D’un autre côté, le sulfate de strontium est soluble dans un peu plus de 10000 parties d*eau aussi bien à 16° qu’à 26°.
- La quantité d’eau nécessaire pour la dissolution d’une partie de chlorure d’argent est à i3°,8 de 715800 parties, et tombe à 384100 parties par 26°,5.
- Le sel le moins soluble que l’on ait trouvé est le bromure d’argent, qui n’exige pas moins de 1971 000 parties d’eau pour se dissoudre à 20°,2, puis vient l’iodure soluble à 28°,40 dans 1074000 parties d’eau. Il sera intéressant d’établir des comparaisons à l’aide de ce procédé entre sels d'un même groupe et entre des groupes différents.
- Le 7 août, vers 3 heures;*pendant un ôragey--dit: le Cosmos, la foudre est tombée à i5o mètres de la ferme de Vauxdimes, territoire de Saulx-le-Duc (Côte-d’Or)y sur deux peupliers situés sur l’Ignon et distants de 3 mètres l’un de l’autre.
- Le feuillage n’a pas été atteint par le fluide, mais les deux arbres ont été écorcés littéralement, et sur une surface d’au moins 100 mètres, les débris jonchent le sol. Un saule, qui se trouve entre les deux arbres en ques-tiqp, a eu également son écorce enlevée.
- De plus, une mare qui se trouve là et qui mesure 10 mètres de long sur 5 de large et 4 de profondeur, contenait un millier de poissons. Après l’orage, le propriétaire a constaté que tous les poissons étaient foudroyés.
- D’après Engineering and Mining Journal un ingénieur allemand a inventé un moteur à poussière de charbon, et l’on dit que l’usine Krupp en construit en ce moment un modèle. Ce moteur est basé sur ce fait que la poussière de charbon finement divisée fait aisément explosion au contact d’une flamme. La disposition du mécanisme serait analogue à celle des moteurs à gaz.
- M. Krupp pense pouvoir vaincre la difficulté que présente la formation des cendres dans la chambre d’explosion en se basant sur l’expérience acquise à ce sujet dans la fabrication des canons.
- Le système de traction électrique J. J. Heilmahn a été essayé récemment en présence d’ingénieurs de chemihs de fer. D’après les renseignements qui nous sont parvenus ces essais ont donné des résultats très satisfaisants* Il paraît que c’est surtout l’absence des trépidations si caractéristiques des trains avec locomotives à vapeur qui a émerveillé les assistants, si nous en croyons une lettre de M. C. Brown.
- On peut donc espérer que le public sera bientôt appelé à juger des perfectionnements que réaliserait ce système de traction.
- A propos des récentes expériences de M. G. Rousseau, sur la décomposition des carbures d’hydrogène dans l’arc éleetriquei rappelons les tentatives faites en i885 par
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- M. Mussbaum sur l’éclairage électrique en combinant le gaz d’éclairage et l’électricité.
- Un des charbons était creux et permettait l’arrivée du gaz qui, dans l’arc, donnait naissance à du charbon. On avait espéré ainsi supprimer l’usure des charbons, et par conséquent des régulateurs, en réglant convenablement le débit de gaz, le diamètre des charbons et l’intensité du courant.
- Au Congrès d’ingénieurs, a Chicago, nous dit The Electriciatiy M. Blackwell a signalé les applications de l’électricité dans les mines faites par 3oo compagnies. Presque toutes les installations sont à 220 ou 5oo volts, mais dans un certain nombre d’entre elles on se sert de tensions de 1000 volts et plus.
- Éclairage électrique.
- L’emploi du vent comme force motrice pour un service public d’éclairage électrique est une chose assez rare pour que nous la relevions. C’est à la station balnéaire de Nieuport (Belgique; que le nouveau concessionnaire des bains aurait l’intention de mettre ce projet à exécution.
- Nous donnons cette nouvelle, que nous empruntons à Sciences et Commerce, sous toutes réserves, malgré l’assurance avec laquelle il est parlé de a la future station centrale à moulins à vent ».
- La question de l’éclairage électrique à Montargis, pendante depuis un certain temps, est résolue, et l’usine va être construite. M. Lequatre y installera un groupe de production de 200 chevaux.
- Au cours de la saison d’été actuelle le nombre des abonnés au réseau de la Société d’électricité internationale de Vienne a considérablement augmenté. La station centrale alimente actuellement près de 60 000 lampes, dont près de 700 lampes à arc. De nouvelles installations très importantes vont encore contribuer à l’extension de ce grand réseau, dont la station génératrice a été agrandie et pourra l’hiver prochain desservir un ensemble de 80000 lampes. Les faubourgs viennois comptent de nombreux clients de la société et les villas des environs demandent également l’éclairage électrique.
- A propos des notes sur l’éclairage électrique des trains que nous publions en ce moment, nous apprenons que ce n’est plus seulement dans les grands trains de la ligne de Paris-Marseille que les wagons sont éclairés à l'électricité, mais que depuis quelque temps certains trains circulant entre Saint-Étienne et Lyon ont dans
- leur composition des voitures munies de batteries d’accumulateurs produisant une lumière très intense et surtout d’une fixité remarquable.
- La question de l’éclairage du Carrousel, depuis si longtemps à l’étude à la direction des travaux de Paris, va être enfin résolue. Après de longs pourparlers entre les représentants de la ville et ceux de l’État, un accord complet s’est établi.
- Le jardin du Carrousel sera éclairé à la lumière électrique par les soins de l’usine des Halles. Par la même occasion on installera l’électricité au pavillon de Flore, dans les appartements du préfet de la Seine. Le projet, dressé sur la demande de M. Poubelle, prévoit une dépense de 24000 francs et l’installation de 4 lampes à arc, 124 lampes à incandescence isolées et 616 autres groupées en lustres.
- Télégraphie et Téléphonie.
- Le gouvernement de la Tasmanie a protesté auprès du gouvernement britannique contre l’établissement du câble de la Nouvelle-Calédonie. Si nous en croyons le Daily Chronicle, les gouvernements de Victoria et de la Nouvelle-Zélande reprochent également à la Nouvelle-Galles du Sud et au Queensland d’avoir concédé à une compagnie française des garanties pour la pose du câble Queensland-Nouvelle-Calédonie, comme première section d’une ligne transpacifique. Ces colonies espèrent que leur intervention fera abandonner le proiet du câble à travers le Pacifique, à moins qu’il ne soit entièrement aux mains de leurs compatriotes.
- Les expériences de M. Bell relatives à son photophone l’ont amené â combiner un autre instrument d’une très grande simplicité, le e radiphone », dont VElectrical World donne une description.
- Le transmetteur consiste en une lame de verre mince argentée formant membrane vibrante. Les rayons d’une lampe à arc placée devant ce miroir sont réfléchie et atteignent à une distance considérable un miroir parabolique au foyer principal duquel se trouve un récipient contenant du liège carbonisé. Les vibrations du miroir font dévier le rayon réfléchi et le faisceau tombe plus ou moins complètement sur le vase à charbon. Il paraît qu’en reliant ce vase à un tube auditif, on entend les sons émis devant le transmetteur, mais on n’a pas réussi encore à transmettre les articulations de la parole.
- Imprimeur-Gérant : V. Nory.
- Imprimerie de La Lumière Électrique. — Paris. 3i, boulevard des Italiens.
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- La Lumière Electrique
- Journal universel d'Électricité
- 31, Boulevard des Italiens, Paris
- Directeur : Dr CORNÉLIUS HERZ
- XV ANNÉE (TOME XLIX) SAMEDI 23 SEPTEMBRE 1893 N” 38
- SOMMAIRE. — Sur les pressions à l’intérieur des diélectriques polarisés; J. Blondin. — Nouvelles recherches sur l’arc à courants alternatifs; André Blondel. — Recherches récentes sur la théorie électromagnétique de la lumière; C. Raveau. — L’éclairage électrique des trains. — Chronique et revue de la presse industrielle : Rhéostat E. Thomson. — Pile sèche Hellesen. — Blanchiment électrochimique, par Knofler et Gebauer. — Para-foudre Turbaye. — Régulateur compound périodique de Parsons. — Clef télégraphique Bradford. — Signal d’arrêt Barton et Stanford. — Sur la suppression des étincelles; dynamos à courant continu sans enroulement inducteur, par W.-B. Sayers. (Discussion). — Interférence des ondulations électriques par réflexion normale sur une paroi métallique, par MM. Ed. Sarasin et L. de La Rive. — La résistance électrique des métaux et des alliages aux températures voisines du zéro absolu, par MM. James Dewar et J.-A. Fleming. — Sur la téléphonie à longue distance, par MM. Perry et Beeston. — Faits divers.
- SUR LES PRESSIONS A l’intérieur des diélectiques polarisés
- Les attractions ‘et répulsions entre conducteurs électrisés, que l’on considérait comme s’exerçant à distance, ont été attribuées par Maxwell aux déformations qu’éprouve, sous l’influence d’un champ électrique, un fluide élastique répandu entre les conducteurs. Malheureusement, cette théorie, séduisante au premier abord, soulève de nombreuses difficultés qui n’ont pu être aplanies.
- Une de ses conséquences immédiates est qu’un diélectrique polarisé est soumis à des tensions le long des lignes de force du champ et fl des pressions dans toutes les directions perpendiculaires à ces lignes. Cette existence simultanée de tensions et de pressions à l’intérieur d’un diélectrique paraît, dans le cas des corps fluides, en contradiction formelle avec nos idées ordinaires sur la fluidité, d’après lesquelles la pression en un point d’un fluide est indépendante de la direction considérée.
- Cette première difficulté n’a pas échappé à Maxwell; il la signale dans son Traité (t. I,§ 110) et cherche à la réfuter de la manière suivante : « Mais, quand on établit ce principe (de l’égalité
- des pressions dans toutes les directions) en considérant la mobilité et l’équilibre des parties du fluide, on admet précisément qu’il n’existe dans le fluide aucune action du genre de celle que nous supposons se produire le long des lignes de force. L’état de tension que nous venons d’étudier est parfaitement compatible avec la mobilité et l’équilibre d’un fluide, car nous avons vu que, si une portion du fluide n’a pas de charge électrique, elle n’est soumise à aucune force résultante due aux tensions sur sa surface, si intenses que soient ces tensions. C’est seulement quand une partie du fluide est chargée que son état d’équilibre est troublé par les tensions agissant sur sa surface, et nous savons que, dans ce cas, elle tend effectivement à se mouvoir; donc l’état de tension supposé n'est pas incompatible avec l’équilibre d’un diélectrique fluide. »
- Mais, même en admettant cette conclusion qui, d’ailleurs, est repoussée par plusieurs savants, d’autres difficultés se présentent. Dans son Électricité et Optique, M. Poincaré en signale deux P). L’une est que, pour rendre compte des attractions et des répulsions des conducteurs électrisés, il faut attribuer au fluide qui les sépare des propriétés élastiques incompatibles
- (‘) Les théories de Maxwell, 1.1, p. 88 et suivantes.
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- avec celles que Maxwell lui suppose en d’autres circonstances. La seconde est que cette théorie des attractions et répulsions est incompatible avec l’hypothèse fondamentale de la localisation de l'énergie dans le diélectrique, si l’on regarde cette énergie comme potentielle.
- Cette impossibilité de faire rentrer la théorie des déplacements des conducteurs électrisés dans le cadre général des idées de Maxwell devrait suffire pour la faire rejeter. C’est la conclusion à laquelle M. Duhem s’arrête (x), après avoir consacré deux chapitres de son ouvrage à montrer les contradictions que présente cette théorie.
- Après cette conclusion il paraîtra surprenant qu’on puisse trouver une preuve en faveur de l’exactitude de l’Électrodynamique de Maxwell dans l’existence des pressions à l’intérieur des fluides diélectriques ;soufnis à un champ électrique. Cependant, [c’est ce que M. Larmor a tenté de faire dans un mémoire présenté à la Société royale de Londres (2).
- Dans un mémoire antérieur, dont nous avons exposé les parties essentielles (3), M. Larmor a montré que l'hypothèse d’une polarisation des diélectriques analogue à celle qui a servi à Poisson à expliquer le magnétisme induit conduit par elle-même — sans nécessiter les hypothèses complémentaires que Helmholtz a cru devoir introduire en divers endroits — à la propagation ondulatoire, avec une vitesse finie et constante, des perturbations à travers un milieu diélectrique ainsi qu’au caractère transversal des ondes de propagation. La théorie de Maxwell n’est donc pas la seule qui puisse expliquer les phénomènes découverts par Hertz. Mais d’après cette dernière théorie, il ne peut se propager d’ondes longitudinales, tandis que, d’après la première, des ondes de ce genre peuvent se propager avec une vitesse dépendant d’une fonction dont la forme reste indéterminée, à moins d’hypothèses particulières. En outre, la vitesse de propagation des ondes transversales doit être égale, d’après Maxwell, à la racine carrée du pouvoir inducteur spécifique, tandis que d’après l’autre théorie cette vitesse doit avoir pour va-
- (') Leçons sur l'Électricité et le Magnétisme, t. II, p. 466.
- (2) Proceedings of thc lioyal Society, t. LU, p. 53-57.
- (3) La Lumière Électrique, t. X.LII, p. 5i5 (12 décembre 1S91).
- leur la racine carrée de l’excès du pouvoir inducteur spécifique sur l’unité. Or, l’existence des ondes longitudinales n’a pu être constatée; de plus, diverses expériences montrent que la vitesse de propagation des ondes transversales est sensiblement égale à la racine carrée du pouvoir inducteur spécifique. Aussi M. Larmor concluait-il que la théorie de Maxwell, qui se recommande par sa simplicité, est celle qu’il convient d’adopter.
- Toutefois, comme le faisait remarquer fauteur, cette conclusion ne s’impose pas absolument, les résultats expérimentaux n’étant pas suffisamment précis pour qu’on ne puisse les interpréter en faveur de la théorie basée sur la polarisation élémentaire des diélectriques. Il convenait donc de rechercher si des phénomènes autres que le phénomène cinétique de la propagation confirmaient ou infirmaient cette conclusion. C’est dans ce but que M. Larmor compare les conséquences de la théorie du déplacement de Maxwell à celles de l’hypothèse d’une polarisation discontinue dans le cas des phénomènes statiques résultant des forces produites dans la matière diélectrique par son excitation. Mais pour éviter la complexité introduite par l’élasticité des solides, il a borné son étude aux diélectriques liquides; d’ailleurs, cette restriction se trouve imposée par ce fait que nous ne possédons de résultats expérimentaux précis que pour les diélectriques liquides.
- Cherchons d’abord les valeurs des tensions et des pressions existant à l’intérieur des diélectriques excités. Diverses méthodes peuvent y conduire. M. Larmor donne la suivante, qui est assez simple.
- Considérons un condensateur formé par deux surfaces conductrices fermées et intérieures l’une à l’autre. L’expérience nous montre qu’il se produit une attraction entre les deux surfaces quand on les charge d’électricité et que cette
- K F2
- force a pour valeur approximative -g-— parunité
- de surface, K étant le pouvoir inducteur spécifique du diélectrique interposé et F la force électrique. D’autre part, nous savons que la distribution des potentiels ne change pas et que, par suite, l’état du diélectique n’est pas altéré si nous imaginons qu’une de ses surfaces équipo-tentielles fermées situées entre les armatures devienne conductrice ; il y aura par conséquent
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- une traction normale donnée par la même formule sur chaque unité d’aire de cette surface. Si donc nous regardons cette traction comme résultant d’une déformation du diélectrique, il faut admettre qu’il existe une tension égale K F2
- à -q— le long des lignes de force.
- O 7t
- Supposons maintenant qu’on divise le diélectrique compris entre les armatures en couches minces par des surfaces conductrices encore plus minces qui coïncident avec les surfaces équipotentielles. Si nous traçons un tube de force à travers le diélectrique, il découpe dans ces surfaces des portions dont les charges électriques sont égales et de noms contraires. L’attraction qu’exerce une de ces charges sur la charge de
- KF2
- nom contraire est donnée par la tension —-—
- O 7C
- par unité d’aire. Par suite de la variation de F, quand on passe d’une surface conductrice à la voisine, les tractions qui s’opèrent sur les portions de ces surfaces découpées par un même tube de force ne sont pas égales, et la couche diélectrique comprise entre elles ne peut être en équilibre que s’il existe d’autres forces internes dirigées suivant d’autres directions qui, par raison de symétrie, doivent être normales aux lignes de force.
- Pour avoir la valeur de ces forces, considérons un des condensateurs formés par les surfaces conductrices voisines. L’énergie de ce condensateur par unité de surface est JuSV, s étant
- la densité électrique sur l’une des surfaces et 8 V leur différence de potentiel. Or8V=F8«, en désignant par 8 n l’épaisseur très petite de la couche diélectrique. Par suite, l'énergie élec-
- trique est— a F on. C’est également l’énergie
- due à la déformation du diélectrique si l’on adopte les idées de Maxwell. Par conséquent la somme des composantes des forces élastiques suivant la normale aux surfaces conductrices, c’est-à-dire suivant la direction des lignes de
- force, est la dérivée ^ a 3n de l’expression précédente. Comme nous avons admis que les forces élastiques autres que les tractions sont normales aux lignes de force, cette dernière représente la différence des tractions qui s’exercent par unité
- d’aire sur les deux forces du condensateur considéré.
- Nous pouvons donc regarder la couche mince diélectrique comme étant seulement soumise à
- une force normale de valeur - <j3 n par unité
- 2 an r
- d’aire. Mais d’après la forme donnée par Green à l’équation de Laplace, on a :
- dv d n
- ri
- R, + R,
- ;)
- où Rx et R2 sont les rayons de courbure de la couche mince; par suite, l’expression de la force normale devient :
- F2 S n 8 n
- ("rT + îcJ-
- D’autre part, le théorème de la tension superficielle apprend qu’une tension superficielle A est équilibrée par une pression p, telle que
- (£+£)•
- et inversement. Par conséquent la force normale due aux tractions est équilibrée par des forces internes, dirigées normalement aux lignes de force vers l’intérieur de chaque élément, et
- , , F2 8 n
- ayant pour valeur --5-—
- O 7T
- par unité de longueur
- d’une section de la couche diélectrique, ce qui
- F2
- revient à une pression ayant pour valeur — par
- unité de surface puisque l’épaisseur de la couche est 8îî.
- Un diélectrique excité est donc soumis à des
- K F2 ’
- tensions ayant pour valeur — suivant les
- O 7t
- lignes de force et à des pressions égales aussi à
- KF2 . .
- -5— dans toute direction perpendiculaire.
- O 7T
- Le fait que la surfacerd’un diélectrique liquide comme le pétrole est attirée vers un corps électrisé qu’on en approche fournit une preuve de l’existence des tensions internes. Modifiée convenablement de manière à rendre cette attraction mesurable, cette expérience pourrait permettre de choisir immédiatement entre la théorie de Maxwell et la théorie de la polarisation dTIelm-holtz.
- Considérons, en effet, un condensateur plan dont une armature est immergée dans un diélectrique liquide parallèlement à la surface libre et
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- dont l’autie est située dans l’air. Quand le condensateur est chargé, la surface du liquide comprise entre les armatures est à un niveau plus élevé que le reste de la surface libre.
- D’après la théorie de Maxwell, l’air compris entre les armatures est soumis à une tension
- — , F étant la force électrique dans l’air; le dié-
- 8 7t
- K'.F,2
- lectrique est soumis à une tension —g—
- F,
- étant la force électrique dans le liquide et K le pouvoir inducteur spécifique du liquide par rapport à l’air. Pour avoir Fi nous n’avons qu’à appliquer le théorème de la conservation du flux d’induction, lequel nous donne
- KF, = F.
- Par conséquent, la tension du diélectrique liquide a pour valeur
- 8 ic \ K / 8 % K
- La couche superficielle du liquide se trouve soumise à deux forces; l’une, dirigée vers le
- liquide, a pour valeur par unité de surface;
- l’autre, dirigée en sens contraire, c'est-à-dire 1 F2
- vers l’air, ayant pour valeur ^ par unité de surface. La résultante de ces forces a pour valeur
- (0
- 8 ir SttIv 8 tc \
- elle est dirigée vers l’air et par suite a pour effet de soulever la couche superficielle du liquide.
- Cherchons maintenant la valeur de la traction en adoptant, avec Helmholtz, l’hypothèse d’une polarisation des diélectriques analogue à la polarisation magnétique.
- On démontre que dans cette hypothèse tout se passe comme si une couche d’électricité de densité
- - K — 1 Lll.
- ‘ 4 7t llit
- se produisait à la surface de séparation du vide d’un diélectrique de pouvoir inducteur spécifique K par rapport au vide.
- Si donc nous appelons K' et K" les pouvoirs inducteurs spécifiques absolus de l’air et du
- liquide dans le cas qui nous occupe et, si nous supposons, pour tixer les idées, que le champ soit dirigé du liquide vers l’air, nous avons sur la surface de séparation :
- i° Une couche fictive de densité
- K' —
- 4 7t
- F
- par suite de la polarisation de l’air. 2° Une couche fictive de densité
- «_ , 1 F * -+ "Tu 1
- par suite de la polarisation du liquide. La densité de la couche résultante est
- K” - i „ K' - i „ F - F,
- -----i —-------Jp -------j
- 47t 4 it 4
- puisque d’après le théorème de la conservation du flux d’induction, K" Fx = K' F.
- Le champ variant brusquement de F, à F nous pouvons regarder chaque unité de masse électrique de cette couche comme étant soumise
- p___p
- à une force moyenne —- dirigée du liquide
- vers l’air, de sorte que la couche est soumise à une force dirigée dans le même sens et ayant pour valeur, par unité de surface,
- F — FlwF — F, _ Fs - F,2
- 2 4 U 071
- Nous serions d’ailleurs arrivés au même résultat si nous avions supposé le champ dirigé de l’air vers le liquide, contrairement à ce que nous avons fait.
- Mais cette expression de la traction éprouvée par la surface libre du liquide est différente de l’expression (i) à laquelle nous avons été conduits en suivant les idées de Maxwell.il serait donc possible de savoir laquelle des deux théories est d’accord avec l’expérience.
- Malheureusement l’expérience n’a pas été faite et M. Larmor a pu se convaincre, par des essais, qu’elle serait difficilementconcluante.il a, en effet, constaté qu’il était presque impossible d’obtenir une surface liquide absolument à l’état neutre. La faible quantité d’électricité libre ainsi répandue pourrait donc fausser les mesures de traction et empêcher de reconnaître laquelle des deux expressions ci-dessus les représente le mieux.
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- Force est donc de s’en tenir à la discussion des résultats des expériences de Quincke (1).
- Considérons un condensateur formé de deux plateaux métalliques immergés horizontalement, à une petite distance l’un de l’autre, dans une grande masse de liquide diélectrique. Supposons que le plateau supérieur porte une ouverture centrale par laquelle on puisse introduire un diélectrique différent, une bulle d’air, par exemple, de manière à former entre les plateaux un cylindre plat de même axe que ceux-ci.
- Complétons l’appareil par un manomètre permettant de mesurer les variations de pression de l’air, et nous avons la disposition employée par Quincke.
- Ce savant a constaté que lorsqu’on charge les plateaux la pression indiquée par le manomètre augmente. Cherchons quelle doit être cet accroissement de pression si l’on adopte la théorie de Maxwell.
- Les plateaux étant à un potentiel uniforme, la force électrique en un point situé entre ces plateaux est la même que ce point setrouvedans l’air ou dans le liquide ; soit F cette force. En un point du liquide situé à une petite distance du ménisque qui le sépare del’air, la pression électriqueest
- donc —; en un point voisin situé de l’autre
- 8 7T
- F2
- côté du ménisque la pression est g—. Des pressions différentes s’exercent ainsi de chaque côté de la surface du ménisque, et celui-ci se déplace jusqu’à ce que la pression hydrostatique del’air,
- F2
- augmentée de la pression électrique g— tasse équi-
- libre à la pression électrique
- KF2
- 8tt
- du liquide.
- Par suite, on a pour l’augmentation de pression de l’air accusée par le manomètre
- P = KÜ_Z! = Ü£-, (3)
- Su 8tc 871:
- Or cette formule s’est trouvée vérifiée par l’expérience. En effet çi, comme l’a fait M. Quincke, on tire K de cette relation, on trouve des valeurs qui diffèrent fort peu de celles que l’on déduit de la formule (*)
- (*) Wiedemann’s Annalen, t. XIX, p. 8o5 ( 1883) ;
- t.'XXVLII, p. 52<) (1886); t. XXXII, p. 53o (1887),
- qui peut être considérée comme un résultat d’expérience et où T2 représente la traction par unité de surface s’exerçant entre les deux plateaux complètement immergés. Le tableau suivant donne une idée de l’ordre de grandeur des différences; la première colonne de chiffres contient les valeurs déduites de la formule (3) ; la seconde celles qu’on tire de (4)
- (3) (4)
- Ether .. 4,62 4,66
- Sulfure de carbone.... .. 2,69 2,75
- Benzol .. 2,32 2,37
- Térébenthine 2,35
- Pétrole .. 2,14 2, i5
- Les résultats des expériences de M. Quincke sont donc parfaitement d’accord avec les conséquences de la théorie de Maxwell, mais on ne peut encore dire qu’ils infirment la théorie dTIelmholtz. Voyons maintenant comment M. Larmor établit ce dernier point.
- Nous avons déjà rappelé que dans l’hypothèse d’une polarisation diélectrique analogue à la polarisation magnétique, la surface de séparation de deux diélectriques polarisés est le siège d’une couche fictive d’électricité dont la densité est différente de zéro. Rappelons en outre que la couche fictive appelée par polarisation à la surface de contact d’un diélectrique et d’un conducteur a une intensité différente de celle de la couche réelle d’électricité située sur le conducteur.
- Dans la théorie de Maxwell, au contraire, les couches résultant du déplacement se neutralisent à la surface de contact de deux diélectriques et à la surface d’un conducteur et d’un diélectrique ; la couche due au déplacement a une densité égale et contraire à celle de la couche d’électricité située sur la surface conductrice.
- fin d’autres termes, dans les théories fondées sur la première hypothèse, la création d’un champ électrique produit une accumulation d’électricité sur les surfaces de séparation des divers milieux, tandis que dans la théorie de Maxwell aucune accumulation de ce genre ne doit avoir lieu. C’est ce qu’on exprime en disant que, dans la théorie de Maxwell, tous les courants sont des courants fermés ou mieux des courants circuitaux, pour employer l’expression de lord Kelvin.
- A cette différence dans.la distribution des masses électriques doit correspondre une différence dans la distribution de l’énergie. Dans la
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- théorie de Maxwell nous n’aurons à considérer qu’une distribution d’énergie en volume; dans les autres nous devrons en outre tenir compte d’énergies superficielles.
- Cela posé, reprenons les expériences de Quincke.
- Quelle que soit la théorie adoptée, il faut, pour tenir compte des faits établis par l’expérience, que l’énergie par unité de volume soit proportionnelle au carré de la force électrique au point considéré. Soient donc C2 F2 et Ci F2 les valeurs de l’énergie, par unité de volume, dans le liquide et dans la bulle d’air. Appelons So et Si les énergies superficielles, par unité de surface, correspondantes, et cherchons, par l’application du principe du travail virtuel, des relations entre ces quantités.
- Supposons qu’il n’y ait pas de bulle d’air entre les plateaux et donnons à l’un d’eux un déplacement virtuel tel que leur distance augmente de de. L’énergie du système est augmentée du travail nécessaire pour accomplir ce déplacement à l’encontre de la traction qui tend à rapprocher les plateaux, c’est-à-dire de T2 de par unité de surface. Cet accroissement d’énergie doit être égal à la somme des accroissements de l’énergie de volume et de l’énergie superficielle. Ce dernier est cffi2. Quant à l’énergie de volume, elle était, pour un cylindre découpant sur les plateaux une surface égale à l’unité, C2F2e; elle est maintenant, puisque la force électrique n’a pas changé, l’électrisation demeurant constante, C2 F2 (e + de) ; son augmentation est donc C2F2 de. Par suite,
- Ts de =dSa + C2 F2 de,
- OU
- T*“C'F‘ + W- (*>
- Nous aurions de même, en appelant T, la traction par unité de surface qui s’exerce entre les plateaux supposés séparés par une couche d’air,
- t,=c,F.+ î£. (0)
- x Supposons maintenant qu’une large bulle d’air soit introduite entre les plateaux, et soit dv la variation de volume de cette bulle résultant d’un déplacement virtuel. Le travail virtuel correspondant est P dv et doit encore être égal
- à la variation de l’énergie du système. Le système étant en équilibre interne, le calcul de cette variation d’énergie est des plus simples. En effet, d’après Helmholtz, il n’y a pas lieu de considérer la variation de l’énergie capillaire résultant du déplacement du ménisque, ni la variation de l’énergie électrique superficielle, la somme de ces variations étant nulle lorsque l’équilibre interne subsiste. Nous n’avo'ns donc qu’à calculer le changement de l’énergie contenue dans l’espace annulaire limité par deux surfaces cylindriques idéales situées à une certaine distance du ménisque, l’une dans la bulle d’air, l’autre dans le liquide. Or, ce changement d’énergie est C2 F2 d v — Gt F2 d v ; par conséquent
- P =7. (C, - C,) F\ (7)
- Des relations (5), (6) et (7) nous déduisons :
- T,_T, = (C,-CJF. + H_îj§,
- OU
- Mais l’expérience nous montre que les tractions T2 et Tx ont respectivement pour valeurs K F2 F2
- -5—et -5—; par conséquent, la relation précé-
- O 7T O 7C
- dente peut s’écrire :
- K - 1 iî!_p 1 ds, _ ds,
- 8m de de’
- et si on compare cette nouvelle relation à la relation (3), résultant des expériences de Quincke, on voit qu’on doit avoir
- rfS, _ dS, cie de
- d S
- La dérivée de l’énergie superficielle doit
- donc être indépendante de la nature du milieu diélectrique séparant les armatures du condensateur. Or, il ne peut en être ainsi que si cette énergie est nulle, à moins qu’on n’admette qu’elle soit due à une action à distance complètement indépendante du milieu, mais cette dernière hypothèse est une de celles qu’on cherche à faire disparaître.
- Il s’ensuit que toute théorie conduisant à la considération d’une énergie superficielle s’accorde mal avec les résultats des expériences de Quincke.
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
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- Parmi ces théories considérons en particulier la théorie dTIelmholtz. Nous allons, par d’autres considérations, montrer encore qu’elle est en contradiction avec les expériences de Quincke.
- On sait que Helmholtz a démorftré (]) que le principe de la conservation de l’énergie nécessite l’existence de tensions et de pressions à l’intérieur d’un diélectrique polarisé, les tensions étant dirigées suivant les lignes de force, et les pressions suivant les normales à ces lignes. La valeur de la pression a pour expression :
- ' f i + ' ns,
- 2 2
- I étant l’intensité de l’électrisation, et X un coefficient qui dépend de la forme attribuée aux éléments polarisés, et qui, en particulier, serait
- égal à - tc si ces éléments étaient sphériques.
- L’intensité d’électrisation étant proportionnelle à la force électrique F, l’expression précédente peut encore s’écrire ;
- - (/{ + l /?) F2,
- ce qui montre que les pressions sont proportionnelles au carré de la force électrique comme dans la théorie de Maxwell.
- Mais le coefficient k est lié au pouvoir inducteur spécifique K par l’égalité IC = i -|- 4 11 h.
- Par conséquence, la pression à la surface de séparation d’un diélectrique et du vide (ou de l’air) devrait être, d’après Helmholtz :
- Par conséquent, si les résultats de Quincke sont précis, X doit être nul.
- Or, dans la théorie de Helmholtz, X ne peut être nul, même lorsqu’on adopte la forme limite de cette théorie qui conduit aux mêmes conséquences générales que celle de Maxwell, forme limite dans laquelle le rapport du volume pola-risable du diélectrique au volume entier est supposé égal à l’unité.
- M. Larmor en conclut que même sous sa forme limite, la théorie de Helmholtz ne peut
- C) Wiedemann's Annalen.t. XIII, p. 338; 1881.
- rendre compte des forces attractives et répulsives entre corps conducteurs.
- Nous nous abstiendrons de conclure. D’ai' leurs, nous avons dit en débutant les objections faites par des savants éminents à la théorie de Maxwell relativement au sujet qui nous occupe. On ne peut donc considérer le travail de M. Larmor comme apportant un argument décisif en faveur de cette théorie.
- J. Blondin,
- NOUVELLES RECHERCHES
- SUR
- L’ARC A COURANTS ALTERNATIFS (‘)
- Relevé des courbes. — Après ces réglages et les vérifications nécessaires, on a procédé aux relevés des courbes d’arc. Chaque inscription se faisait après avoir réglé l’arc dans les conditions voulues ; aussitôt le régime atteint on fermait les circuits des galvanomètres et on déclenchait le mouvement de l’appareil d’inscription muni d’un papier sensible neuf. Pendant tout le temps de l’inscription on maintenait le courant de la lampe à une intensité constante.
- Aussitôt les courbes enregistrées, on éteignait l’arc, dont on mesurait l’écart, et on inscrivait sur la même feuille la ligne du zéro, puis la courbe de force électromotrice induite de la machine, qui joue comme on le verra plus loin un rôle capital. Quelquefois on a inscrit plusieurs séries de courbes sur la même feuille.
- On pouvait introduire dans le circuit entre la machine et la lampe une série de bobines dont le coefficient de self-induction avait été déterminé à l’avance, "ainsi que des résistances sans induction en charbon. On a été jusqu’à 4 ohms et 0,02 henry.
- Pour éliminer la résistance des charbons et de la lampe on a employé des crayons très courts et légèrement cuivrés (2) et une lampe réglée à
- C) La Lumière Électrique du 16 septembre 1893, p. Soi.
- (2) Le cuivrage était assez léger pour que tout le cuivre fût volatilisé avant d’arriver à l’arc, et on s’est assuré par plusieurs expériences comparatives que sa présence ne produisait aucune cause d’erreur.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- la main. On peut donc considérer les courbes de tension comme prises entre les pointes mêmes des crayons. Dans quelques expériences seulement, notamment avec les bougies Jablochkoff, la résistancedes charbons n’était plus négligeable.
- J’ai fait varier dans de très grandes limites pour chaque charbon l’écart de la force électromotrice induite dans la machine et les résistances ou self-inductions intercalées, de façon à analyser l’influence de chacun de ces éléments successivement. Les intensités ont varié entre 3 et ioo ampères efficaces.
- Classement des charbons employés. — Avant d’interpréter les résultats, il convient, pour éviter toute confusion, d’expliquer les termes employés dans la suite pour distinguer les différentes espèces d’arcs et de charbons. La plupart des auteurs qui étudient l’arc, ont malheureusement négligé cette précaution, que l’influence énorme de la mèche, rend cependant absolument nécessaire aussi bien avec les courants continus qu’avec les courants alternatifs.
- On doit classer les charbons en deux espèces : les charbons homogènes et les charbons à mèche.
- i° Les charbons homogènes ne contiennent que du carbone à peu près pur.
- Dans l’industrie ils sont séparés en charbons tendres et durs suivant qu’ils s’usent vite ou lentement. Cette distinction a une importance considérable à divers points de vue (conductibilité, usure, rendement photométrique, etc.), mais non au point de vue des phénomènes électriques. Les expériences n’ont pas montré en effet de différences bien sensibles entre les formes des courbes périodiques, et dans les deux cas la vaporisation du carbone semble bien se faire de la même manière. On fera cependant une distinction entre les charbons tendres et durs au point de vue des effets d’arrachement disruptif dont on parlera plus loin : les crayons tendres subissent cet arrachement plus facilement que les crayons durs.
- 2° Les charbons à mèche présentent une bien plus grande variété : ils sont obtenus à l’aide de charbons homogènes à pâte tendre ou dure, auxquels on a ajouté après fabrication une âme plus ou moins épaisse, formée d’un mélange de carbone en poudre et de diverses matières minérales susceptibles de se vaporiser dans l’arc : silice, silicates, etc-
- Les charbons à âme sont aujourd’hui employés presque partout pour les deux crayons de l’arc alterné ; on doit les faire en général avec des charbons à pâte dure, de façon à avoir le maximum de conductibilité.
- Le voltage*nécessaire à la production d’un arc est réduit par l’emploi de la mèche dans des proportions qui dépendent de sa composition ; on peut avec une mèche très conductrice ramener à 20 volts levoltage efficace d’un arc alterné. En général, les fabricants fournissent deux qualités de mèche extrêmes :
- i° Les mèches à haut voltage exigent environ 35 à 38 volts pour un arc alterné de 12 ampères et 3 millimètres d’écart.
- 20 Les mèches à bas voltage n’exigeant dans les mêmes conditions que 25 à 28 volts environ.
- On peut aussi obtenir des mèches intermédiaires auxquelles on donnera le nom de mèches à moyen voltage.
- Ce sont ces trois catégories auxquelles on fera allusion dans la suite, sans tenir compte de la nature de la pâte (tendre ou dure) qui n’a aucune influence sensible dans le cas des crayons à mèche.
- Les expériences ont porté sur des charbons de trois fabricants différents :
- r Charbons L, homogènes et à mèche, moyen voltage et bas voltage;
- 2° Charbons C, homogènes et à mèche, haut voltage et bas voltage;
- 3° Charbons homogènes de bougie Jablochkoff (1), séparés ou réunis en forme de bougie.
- Phénomènes qui interviennent dans l'arc alterné. — Pour faciliter le classement et l’interprétation des résultats, il est bon d’indiquer immédiatement les divers phénomènes qui, d’après des études antérieures, peuvent jouer un rôle dans l’arc alterné et dont on invoquera les effets pour expliquer la forme des courbes périodiques. Ce sont les suivants :
- i° La vaporisation du carbone à la surface de l’électrode positive. — On sait d’après les expériences de MM. Abney, Rossetti, Violle, etc., sur l’arc à courants continus, que la température du cratère positif de celui-ci est une constante, et la conclusion qui s’en déduit naturellement
- (') Fabriqués encore aujourd’hui à Paris, par la société YÊclairqge Électrique.
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- c’est qu’il y a ébullition du carbone à la surface de cette électrode. C’est M. Silvanus Thompson qui a attribué pour la première fois la chute de potentiel considérable (environ 39 volts en régime silencieux), qui se produit au passage de cette surface, au travail exigé par la vaporisation, et cette explication semble parfaitement rationnelle. En effet, le transport de l’électricité par les molécules de carbone ne peut se faire qu’en arrachant celles-ci de l’électrode positive, et la limite naturelle de cet arrachement c’est la vaporisation, qui exige une dépense d’énergie constante et une température constante. Cette explication, qu’on adoptera dans la suite de cette étude, rend inutile l’hypothèse d’uneforce contre-électromotrice dans l’arc (* *) ; on donnera du reste plus loin une démonstration directe de la non-existence de celle-ci.
- La vapeur de carbone se transporte du positif au négatif avec une vitesse dont j’ai déterminé approximativement la valeur (2), et elle forme un pont pour le passage de l’électricité.
- Il résulte de certaines expériences que la conductibilité de ce pont est unilatérale (3) ; par conséquent, le transport de l’électricité doit se faire par convection. La photographie instantanée établit en outre que pendant une partie plus ou moins importante de chaque période le courant de carbone est interrompu.
- 20 IJ arrachement du carbone à la surface de l’électrode positive. — La vaporisation, comme on vient de le dire, n’est que la limite de l’effet d’arrachement; on doit admettre, pair analogie avec les phénomènes qu’on constate avec les métaux, qu’il peut se produire aussi entre deux électrodes de charbon des décharges disruptives accompagnées d’un simple arrachement moléculaire. C’est même de cette façon que certains auteurs (4) expliquaient jusqu’à ces derniers temps le phénomène de l’arc.
- J’ai montré ailleurs qu’il est aisé d’établir une distinction nette entre l’arrachement et la vaporisation en s’appuyant sur les résultats fournis
- (') Divers auteurs, et récemment encore MM. Duncan, Rowland et Todd, ont attribué un effec thermo-éleetrique au couple charbon-vapeur de charbon. C’est là une hypothèse très discutable, car la vapeur de charbon ne se comporte nullement comme un conducteur ordinaire.
- (-) La Lumière Électrique, t. XLII, p. 620.
- (*) Fleming. Lumière Électrique, t XXXVII, p. 340.
- (*) Widemann, t. IV, p. 835.
- par la photographie instantanée et l’observation directe.
- On trouve ainsi que le seul arc où la vaporisation s’effectue d’une manière régulière est Yarc silencieux, qui est fixe et fait entendre seulement un léger bourdonnement correspondant à la fréquence du courant employé. Cet arc est violet et transparent; on l’obtient plus difficilement avec les charbons homogènes qu’avec les charbons à mèche.
- Dès que l’arc devient criard, c’est-à-dire devient instable et fait entendre la même note fondamentale, mais sous forme stridente, on se trouve en présence de phénomènes disruptifs : à chaque alternance, l’arc jaillit brusquement dans une direction s'écartant presque toujours de celle des crayons, et qui est souvent différente suivant que l’alternance est paire ou impaire. L’arc criard se produit presque toujours sans motif apparent, surtout avec des charbons homogènes, et avec des intensités un peu fortes.
- Enfin, quand on rapproche les deux charbons presque au contact, l’arc devient sifflant, il fait entendre un son aigu et émet une lumière verte comme l’arc sifflant à courants continus. Ce phénomène doit être attribué à un arrachement moléculaire irrégulier. On l’observe surtout bien avec des charbons homogènes.
- Dans ce qui va suivre, on conservera cette nomenclature pour distinguer entre eux les trois types d’arc ; mais il a paru plus rationnel de classer les résultats en deux catégories, correspondant l’une aux charbons homogènes, l’autre aux charbons à mèche. L’arc entre charbons homogènes est en effet le véritable arc théorique, dégagé des phénomènes accessoires; l’emploi de la mèche lui fait subir des modifications qui le défigurent souvent complètement.
- 3° La conduction par les gaz chauds. — M. Blon-dlot a montré 0 que l’air à haute température laisse passage à l’électricité sous une tension inférieure à 1/1000 de volt, et que la conductibilité apparente de ce gaz est due à un effet de convection. 11 en est de même pour un très grand nombre de gaz, y compris l’oxyde de carbone et l’acide carbonique, et les recherches récentes de savants expérimentateurs (2) établissent que
- C) Comptes rendus, 1887, t, CLIV, p. 283 et Journal de Physique, 1887, p. 109.
- (2) J. Thomson, Arrhénius, Hertz, Hallwachs, Righi, Stoletov, Bichat, etc.
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- la convection est favorisée par une haute température des électrodes et par les radiations ultraviolettes, circonstances qui se trouvent réunies toutes deux dans l’arc à courants alternatifs.
- On ne sera donc pas étonné si, pendant l’interruption du courant de carbone, il peut s’établir une conduction par les gaz chauds, quand ceux-ci prennent sa place et mettent en communication deux points suffisamment incandescents des électrodes.
- 4° La conduction par les vapeurs salines et les poussières de la mèche. — On a constaté depuis longtemps que les sels réduits en vapeur à haute température conduisent l’électricité. Sans entrer dans les détails de ce phénomène, encore mal élucidé, malgré les remarquables études de MM. James Thomson et Arrhénius, on doit lui attribuer, comme on l'a dit plus haut, l’effet de la mèche, concurremment peut-être avec les poussières de carbone qu’elle contient et qui peuvent agir par convection. Ces vapeurs semblent jouer exactement le même rôle que la vapeur de carbone, mais comme elles ne se condensent qu’à une température bien plus basse, elles peuvent entretenir le passage du courant même pendant les extinctions de l’arc.
- §11. — Exposé des résultats.
- J’ai reproduit ici en suivant un ordre rationnel seulement une partie des courbes obtenues avec la machine Siemens, car beaucoup d’expériences ont donné des résultats si peu différents qu’il n'y a pas lieu de les indiquer.
- Chaque figure comprend en général trois courbes périodiques :
- La courbe ^ qui représente à chaque instant la force électromotrice induite s dans la machine, qu’on appellera aussi force électromotrice'.' disponible;
- La courbe E qui représente à chaque instant la différence de potentiel e entre les pointes des crayons, qu’on appellera pour simplifier la tension de l’arc ;
- La courbe I, qui représente l’intensité du courant i à chaque instant.
- v Sur quelques figures, on a inscrit plusieurs courbes correspondant à des régimes différents.
- Au-dessous de chaque figure, on a indiqué les circonstances de production de l’arc; les autres indications sont résumées dans deux tableaux,
- où l’on trouve aussi les valeurs du courant, de la tension et des puissances vraies et apparentes, calculées d’après les courbes à la manière ordi-
- Fig-, i. — Crayons C homogènes, circuit non inductif : / = 2 mm.; R = o,io ü>; L = 0,0007 h .; è 4= 44,5 v. ; E = 32,7 v.; I = 36,9 a.; 4 = 0,77.
- Fig. 2.— Crayons C homogènes, circuit non inductif: l — 2 mm.; R = o,40<o; L = o,ooo7 h.; e = 55 v.; E = 34,3v.; I = 3o,8a.; 4=0,70.
- naire. Dans ce but, on a, pour chaque courbe, divisé une alternance en 20 parties égales, et on a mesuré les ordonnées correspondantes. A
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- . 561
- l’aide de ces ordonnées, on a calculé les valeurs suivantes :
- Eoft*. ” VcAmiy.
- Eûfl-, — Vè2moy. loir. — Jp mov.
- Pupparont — (Eetf. X loft'.)
- Pvrui = {ci) moy.
- Pvrul
- ^ ÏÏ i
- ^apparent
- Les résultats de ces calculs ont été en général assez concordants avec les mesures; le tableau 1 montre le degré de concordance dans une série d’expériences.
- I. Courbes obtenues avec les crayons homogènes. — Ce qui caractérise l’arc alterné entre crayons homogènes, c’est la difficulté qu’il éprouve à
- Fig. S. — Bougie Jablochkofï (arc criard), circuit non inductif : l — 5 mm. ; L = 0,0007 h. ; R = 2,70 to ; e = 72,5 v.; I = 11,1 a. ; E = 53,3 v. ; -4 = 0,91.
- se rallumer. La reconstitution de l’arc après chaque extinction se fait en général par une petite décharge disruptive qui exige une tension supérieure à celle qui est nécessaire à l’entretien de l’arc. Ce phénomène se traduit sur la plupart des courbes de tension par un petit bec qui annonce l’allumage; sur d’autres figures ce bec disparaît, surtout lorsque l’écart est un peu
- grand, et probablement grûce à la conductibilité des gaz chauds.
- TABLEAU I. — Comparaison entre les mesures directes et les mesures calculées d’après les courbes.
- Voltage aux bornes Intensité du courant
- Numéros dos
- expériences
- Mesuré Calculé Mesurée Calculéo
- I 48 46,8 5i 49,7
- 2 .46 45 35 34,1
- 3 52 54 23 24,56
- 4 4‘ 39,3 33 34,60
- 5 4[ 42,2 24 25,21
- 6 45 43,4 I I 9,49
- 7 42 43 27 26,36
- 8 53 5i ,6 27 27,70
- 9 54 54,2 32 33,27
- IO 37 37,8 39 36, o5
- La tension nécessaire pour produire le rallu-
- Fig. 4. — Crayons C homogènes. — N“ 1, circuit non inductif: l = 2 mm.; R=i»;L = 0,0007 h.; s = 56 v.; E = 40,7 v.; I = 14,3 a.; -4 = 0,76. — N° 2, circuit inductif: 1=3 mm.; R = o,io <«; I = 0,0044 h.; e = 56 v.; E = 38,8 v.; I = 15,5 a.; r, = 0,78.
- mage croît avec l’écart; elle dépend aussi de la structure des charbons employés, contrairement à ce qui a lieu pour la vaporisation : par exemple, il suffit souvent de 3o volts pour rallumer les bougies Jablochkoff, tandis qu’il en faut au moins 40 pour les crayons C homogènes.
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- Fig. 5 — Crayons Jablochkofï, circuit inductif : l = 5 mm.; R=o,io w; L = o,oi29 h.; £ = 72,5 v. — N" 1 : E = 54,5 v.; I — 6,9a.; v} = o,93; silencieux.—N°2 : E = 38,8v.; I = io,6 a.; •/j = 0,78; légèrement criard.
- ' 80
- Fig. 6. — Crayons homogènes Jablochkoff, circuit inductif. — N° i : l~ 3 mm. ; R —0,10 w.; L —0,0218 h.; £ = 72,5 v. E — 49, 8 v.; 1 = 5,8 a. ; yj = 0,96. — N° 2 : l = 1 mm ; R = 0,10 w; L = 0,0129; e “ 72,5 v. ; E = 42,6 ; I == ii,5; '0 = 0,93.
- Fig. 7.— Crayons C homogènes, circuit inductif : 1 = 3 mm.; R — o, 10 to; L — 0,0028 h.; e — 63 v.; E = 40,8 v.; 1 = 3o a.; ïi = 0,88.
- Fig. 8. — Crayons homogènes, circuit inductif, arc sifflant au collage:R = o,iO(o; L = o,oo38h.; e — 5i,5 v ; E = 3i,8 v.; 1 — 29,8 a.; y}=o,86.
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- 563
- Pour assurer la production de l’étincelle dis-ruptive, il est nécessaire que la machine présente une force électromotrice relativement élevée et l’on doit par conséquent, pour produire
- des arcs de moyenne intensité, intercaler dans le circuit (comme on le verra plus loin au paragraphe stabilité) une self-induction ou une résistance convenable.
- TABLEAU II. — Expériences faites avec des charbons homogènes.
- Numéros des figures Espèce des charbons Diamètre en millimètres Écart en millimètres ! ' Self-induction totale ; du circuit en henrys Résistance du circuit hors de l’arc en ohms Force électromotrice induite en volts Tension | entre les électrodes en volts Intensité du courant en ampères Puissance apparente • en watts Puissance vraie en watts Facteur de puissance Observations
- I c IO 2 O,0007 0,10 44,5 32,7 36,9 1208 936 0,77 Circuit peu inductif. Arc sifflant.
- 2 c IO 2 0,0007 0,40 55 3o,8 1035 720 0,70 )) Il »
- 3 J (bougie) 4 5 0,0007 2,70 72,5 53,3 II, I 56q 517 0,91 1) )1 ))
- 2 0,0007 I ,00 56 40,7 14,3 575 440 0,76 )) )>
- •4 10 3 0,0044 0,10 56 38,8 i5,5 602 469 0,78 Cire, nettement inductif.
- 5 3 5 0,0129 0.10 72,5 54,5 6,9 376 35o 0,93 »
- J 5 0,0129 0,10 72,5 38,8 10,6 411 3i6 0,77 i) Arc criard.
- g 3 0,0218 0,10 72,5 49,8 5,8 289 276 0,96 ))
- J 3 r 0,0129 0,10 72,5 42,6 ii,5 490 452 0,93 d Arc légèrement sifflant
- 7 C IO 3 0,0028 0,10 63 40,8 3o 224 o63 0,88 n » criard.
- 8 C IO (») o,oo38 0,10 5l,5 3l ,8 29.8 1949 1814 0,86 11 Collage et sifflement.
- 9 C IO 2 o,oo35 0,10 59,5 3o,8 32 988 749 0,76 )) ))
- IO J (bougie) 3 5 o,oi53 0,10 73.5 45,8 28,6 395 393 0,99
- -, ' 5 0,0095 0,10 73,5 40 12,7 495 476 0,96 ))
- I I J (bougie) 3 5 0,0202 0,10 73,5 47,3 7,3 345 336 0,97 »
- 12 C et J 3 et 20 2 i 0,0*21 0,10 67 52,7 7,i 374 „3i5 0,84 n . Arc dissymétr. criard.
- L’effet produit par l’un ou l’autre de ces agents est équivalent en apparence au point de vue de la réduction du courant moyen efficace, mais non au point de vue de la forme des courbes périodiques. On va le montrer en examinant successivement les résultats obtenus quand le circuit ne comprend sensiblement que des résistances mortes, puis quand il ne comprend sensiblement que des bobines d’induction
- i° Circuit non inductif. — La résistance non inductive ne pouvant produire aucun décalage de courant, la tension entre les crayons rend à se confondre avec la courbe dè la force électromotrice induite pendant la durée des extinctions, c’est-à-dire sur une certaine longueur avant et après les zéros de la force électromotrice, comme on le voit sur les figures i, 2, 3, 4. En même temps, l’intensité du courant reste nulle pendant un temps appréciable. Cette période de courant nul est surtout bien accusée dans les arcs de faible intensité et dans les arcs criards et sifflants qui se produisent presque toujours avec les fortes intensités.
- Les arcs sifflants qu’on obtient en rapprochant les charbons presqu’au contact différent des autres par la valeur plus réduite de la ten-
- sion pendant le passage du courant. Celle-ci, qui représente l’effort d’arrachement du carbone n’est que de 25 à 3o volts (au collage), et elle reste rigoureusement constante à partir de l’allumage jusqu’au moment de l’extinction, indiquée par un nouveau petit bec. Ce dernier devrait se trouver exactement sur la courbe de la force électromotrice induite si la self-induction du circuit était rigoureusement nulle, mais il n’en était pas tout à fait ainsi dans les expériences à cause de la self-induction propre de la machine (L —0,0007 henry); c’est ce qui explique le petit déplacement du bec vers la droite. Aussitôt que la force électromotrice induite est tombée au-dessous de la valeur nécessaire à l’arrachement moléculaire, celui-ci cesse, les dernières molécules de carbone viennent rejoindre l’électrode négative et le courant cesse absolument de passer jusqu’au rallumage suivant.
- Gela semble indiquer que les gaz écartés par l’arc qui se projette tout autour des charbons, n’ont pas le temps pendant les extinctions de pénétrer et de s'échauffer entre les électrodes, cependant si rapprochées, pour jouer le rôle de conducteur.
- Quand on écarte davantage les crayons, le
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- Fig-. 9. — Crayons G homogènes, circuit inductif: l = 2 mm.;R = 0,10 v.;L = o,oo35 h.; s = 5g,5 v.;E — 3o,S v.; I = 32 a.; yj = 0,76.
- Figxu.—Bougie Jablochkoff, circuit inductif. —- N® 1 : R — 0,10 n>; L = 0,0095 h.; s — 73,5 v ; E = 40 v.; I = 12, 7 a.; T| = 0,96. — N° 2 : R = 0,10 w; L = 0,0202 h.; £ = 73,5 v.; E = 47,3 v.; I = 7,3 a.; r( = 0,97.
- 20
- Fig. 10. — Bougie Jablochkoff, circuit inductif : R — o,iom ; L = o,oi53 h. ; e = 73,5 v.; 1 = 8,6 a.; E 45,8 v.; tj — 0,99.
- 20
- Fig. 12. — Arc dissymétrique entre un crayon C homogène dur de 20 mm. et une bougie Jablockhoff de 3 mm., circuit inductif : / = 2 mm.; Rr=zo,io w; L = o,oi2i h.; e =67 v.; E = 52,7 v.; 1 ~ 7,1 a.; rj — 0,84.
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- Fig. i3. — Crayons L à mèche, moyen voltage, circuit non inductif : / — 3,5 mm.; R 4,00 w; L = 0,0007 h. ; e = 64,5 v. ; I = 8,5 a.; E = 32,8 v.; r, — 0,39.
- Fig. i5. — Crayons L à mèche, bas voltage, circuit non inductif : l ~ 2,5 mm.; R = 0,40 w; s = 54,5 v. ; L “ 0,0007 ; E = 27,9 v. ; I = 36,1 a. ; r, = 0,93.
- Fig. 14. — Crayons L à mèche, moyen voltage, circuit non inductif : l = 3 mm.; R — 4 00 to; L = 0,0007 h.; e = 57 v.; E = 32,2 v.; I = 7,4 a.; r, ~ 0,88.
- Fig. 16. — Crayons C à mèche, bas voltage, circuit non inductif l ~ 4 mm. ; R = r,oo w ; L = 0,0007 h.; e = 56 v. ; I ™ 20,8 a E — 29,5 v.; v\ ~ 0,90.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- sifflement disparaît, la tension est plus élevée et le bec d’extinction moins net, probablement à cause de l’effet des gaz chauds. Avec les bougies Jablochkoff (fig. 4) la flamme ou les vapeurs du kaolin empêchent la conductibilité de disparaître brusquement.
- En outre, lorsque l’arc s’allonge, la tension pendant que le courant passe tend à présenter une forme non plus rectiligne mais convexe. Cet effet est particulièrement marqué avec les bougies Jablochkoff (fig. 4) dans lesquelles
- Fig. 17. — Crayons L à mèche, bas voltage, circuit non inductif : l =4 mm.; R= 1,0010; L = 0,0007 h-; e = 6o,5 v.; E = 29,2 v.; I = 22,2 a.; 4 = o,g5
- l’arc a une forme recourbée et par suite une grande longueur; il subsiste même avec les bougies cuivrées. Il doit donc être attribué à l’effet de la résistance propre de l’arc qui absorbe un supplément de voltage croissant avec l’intensité du courant.
- 20 Circuit inductif. —1 L’emploi de self-inductions dans le circuit, au lieu de résistances, produit un retard du courant sur la force électromotrice qui modifie complètement le caractère des courbes.
- La tension se décale en même temps que l’intensité, et toutes deux continuent à passer par
- leurs zéros en même temps; mais, pendant les extinctions, la tension cherche à rattraper la force électromotrice induite et passe par conséquent presque brusquement d’une forte valeur positive à une forte valeur négative ou inversement; cette partie rectiligne se rapproche d’autant plus de la verticale que la self-induction est plus forte. En même temps et évidemment grâce à cet effet, la période d’intensité nulle disparaît; la photographie instantanée ayant montré qu’il y a toujours extinction du courant de carbone
- 20
- Fig. 18. — Crayon L à mèche, bas voltage. — N" 1, circuit non inductif : l = 9 mm. ; R = 1,00 w ; L = 0,0007 h.; e=
- 6o,5 v.; E ~ 35,8 v.; I = 16,5 a. ; 4 = o,g5. — N°q, circuit inductif : l~ n mm'.; R r= o, 10 w ; L =0,0046 h.; e =60,5 v.; E = 41,3 v.; 1= i5,5 a. ; 4 = 0,94. — N" 3, circuit inductif: 5 mm,; R = 0,10 w; L = 0,0094 h.; e = 60,5 v.;
- E = 3i,i v.; I = 14 a.; 4 = 1,00.
- pendant un temps notable (voir plus loin), il faut admettre que la conductibilité est alors entretenue par les gaz chauds.
- Dans quelques cas, on a cependant constaté une période de courant nul prolongé; ce fait se produit en particulier avec des arcs sifflants ou criards de faible intensité comme celui de la figure 5. Mais c’est là une exception rare, et en général la période de courant nul est rappelée seulement par un point anguleux au zéro.
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 567
- La figure 5 justifie d’une façon particulièrement nette la distinction que j’ai établie plus
- Mais l’arc, qui était d’abord silencieux, s’est mis à siffler : aussitôt la tension moyenne a baissé,
- Fig-. 19. — Crayons C à mèche, haut voltage, circuit inductif : l — 4 mm.; R = o,55 to ; L = 0,0066 h ; e = 94 v.; E=37 v ; I = 37 a.; v) = 0,88.
- haut entre la vaporisation et l’arrachement moléculaire. Les deux régimes enregistrés sur cette
- Fig. 20. — Crayon L à mèche, moyen voltage, circuit inductif : l = 3 mm.; R = 0,10 u> ; L = 0,016 h ; e = 5r,5 v.; I = 6,8 a.; E = 28,8 v.; r, = 0,94.
- £ 20
- Fig. 21. — Crayons L à mèche, moyen voltage, circuit inductif : l — 2,5 mm.; R = o,io a> ; L = o,oo48 h. ; £ = 40,5 v.; E = 3o,6 v.; I = 10,9 a.; r, = 0,97.
- tandis que l’intensité a augmenté et qu’une période de courant nul a apparu.
- 7ig. 22. — Crayons L à mèche, moyen voltage, circuit inductif. — N" 1 :/ = 4mm.; R == o, 10 to ; L = 0,048 h.; e = 43,5 v. ; E = 27,8 v. ; I =r 14,9 v ; r, rr: 0,96. — N’a: l = 1 mm.; R = o, 10 to ; L =0,016h.;s = 43,5 v ;E = a3,7 v.; I = 6.6 a : t. = o.q6.
- figure correspondent en effet à des conditions absolument identiques d’écart, de circuit, etc.
- La figure 6 présente un phénomène analogue, mais beaucoup moins bien marqué.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- Enfin bien souvent les points anguleux disparaissent, et il n’en reste plus comme vestige qu’un point d’infiexion. Dans certains cas, il en a un bien visible (fig. 12).
- Dans d’autres cas, particulièrement dans le cas de l’arc sifflant, il y en a deux reliés par un tronçon de courbe presque rectiligne (fig. 9). Ces phénomènes seront interprétés plus loin, L'effet de l’écart est encore sensible dans les
- Fig-, 23. — Crayons C à mèche, très bas voltage, circuit inductif. — N° 1 : l = i3 mm.; R = 0,10 to; L = o,0048/1 ; e = 56 v. ; E = 39,7 v. ; I = 18,2 a. ; ï| = 0,99. — N° 2 : /=4mm.; R=o, 10!.>; L = 0,0048 h.; e = 49,5 v. ; E = 24v.; I ~ 14,8 a ; y| = 1.
- arcs sur circuit inductif. La partie supérieure de la courbe de tension est d’autant plus voisine de la direction horizontale que l’écart est plus faible; elle est surtout bien marquée pour les arcs sifflants (fig. 8 et 9).
- La tension correspondant à cette partie horizontale est d’environ 20 à 25 volts seulement quand l’écart est nul ; elle croît avec l’écart et atteint 3o volts sur la figure 9; mais avant et après l’extinction, elle dépense notablement cette valeur en formant 2 becs, dont le plus accusé est celui qui précède l’allumage. Ces becs sont surtout très accusés quand l’arc produit un son strident (arc criard).
- Quand l’écart augmente les 2 becs tendent à disparaître (fig. 5, 6, 7), tandis que la tension où se produit le bec d’allumage augmente rapidement; elle dépasse 60 volts sur la figure 5.
- La partie horizontale tend aussi à s’arrondir La forme de plus en plus renflée que prennent les courbes et qui est surtout visible avec les bougies Jablochkoff, doit être attribuée encore comme plus haut à la résistance des charbons, et surtout de l’arc qui est très long.
- II. Courbes obtenues avec les crayons à mèche (fig. 13 à 24). —Les crayons à mèche donnent
- Fig. 24. — Crayons C à mèehe à haut voltage, circuit inductif (alternateur de Mèritens), arc criard: / =0,5 mm.; e = 7o; R=o,5o w ; L = o,oi2h.; E = 33v.; 1 = 26 a.
- lieu à des effets accessoires qui modifient les phénomènes que nous venons d’exposer, d’autant plus fortement que les vapeurs salines produites par la mèche sont plus conductrices.
- En effet, comme on l’a dit, ces vapeurs peuvent offrir un passage au courant, même quand la tension n’est pas suffisante pour produire la volatilisation du carbone ; elles peuvent en outre permettre au rallumage de se faire à chaque période beaucoup plus aisément qu’avec les charbons homogènes.
- C’est à cette circonstance qu’il faut attribuer l’allure plus stable et relativement silencieuse qu’on réalise avec ces crayons à mèche.
- Les courbes périodiques mettent cette influence en évidence.
- i° Circuit non-inductif. — Seuls les arcs de très faible intensité (au-dessous de 9 ampères) présentent encore des durées prolongées de courant nul (fig. i3 et 14); encore les becs correspondants des courbes de tension sont-ils peu accusés; souvent même ils disparaissent complète-
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- ment. Les arcs criards, qui sont rares avec ces types de charbons, présentent aussi des formes plus arrondies qu’avec les crayons homogènes.
- Les arcs sifflants présentent sensiblement les mêmes courbes qu'avec les crayons homogènes, seulement la partie rectiligne de la courbe d’intensité peut être inclinée et moins bien marquée.
- Quant aux arcs silencieux et d’intensité supérieure à 8 ampères, ils présentent des courbes
- d’autant plus arrondies que la mèche est plus conductrice (fig. 15, 16, 17, 18). La courbe de tension de la figure 16 ne rappelle plus en rien les formes observées avec les crayons homogènes.
- Le voltage efficace diminue d’autant plus, à écart égal, que la mèche est plus conductrice.
- 20 Circuit inductif. — Le courant ne s’annule plus jamais d’une façon prolongée; les deux courbes d'intensité et de tension se décalent encore simultanément, mais la courbe de tension
- TABLEAU III. — Expériences Jaites avec les charbons à mèche.
- Numéros dos figures Espèce des churbous et qualité de inècbe (haut, moyen, bas et très bas voltages) S 1 11 •ss a S 4 J* * î- C « 0 O *o 0 £ = £ 0 • c ^ Résistance du circuit hors de l'arc en ohms Force électromotrice Induite en volts Tension entre los électrodes en volts Intensité du courant eu ampères Puissance apparente eu watts Puissance vraie j en watts 1 Facteur de puissance Observations
- i3 L. m. v. 8 3,5 0,0007 4,00 64,5 32,8 8,5 280 25o 0,89 Circuits peu près non inductif.
- 14 L. m. v. 8 3 0,0007 4,00 57 32,2 7,4 239 21 1 0,88 ))
- |5 L. b. v. ÎO 2,5 0,0007 0,40 54,5 27,9 36,i 1006 931 0,93 II
- 16 C. b. v. IO 4 0,0007 I ,00 56 29,5 20,8 614 584 0,95 1)
- 17 L. b. v. IO 4 0,0007 1,00 6o,5 29,2 22,2 648 6iô 0,95 »
- 9 0,0007 1,00 6o,5 35,8 16,5 592 562 0,95 ))
- 18 L. b. v. IO .2 0,0046 0,10 6o,5 4t,3 15,5 631 596 0,94 Circuit nettement inductif.
- 5 0,0094 0.10 6o,5 3i, i 14 434 4-33,8 1 ,00 ))
- 19 C. h. v. 10 4 0,0066 0,55 94 37 37 1370 1206 0,88 » arc légèrement criard.
- 20 L. m. v. 8 3 0,016 0,10 5l,5 28,8 6,8 196 184 0,94 H
- 2 I L. m. v. 8 2,5 0,0048 0,10 40,5 3o,6 10,9 33o 320 0,97 I)
- R 4 0,0048 0,10 43,5 27,8 14,9 414 400 0,96 ))
- 1 1 0,016 0, 10 43,5 23,7 6,6 157 i5i 0,96 ))
- 23 G t.b.v. m ( 4 0,0048 0,10 49,5 24 14,8 355 354 1,00 »
- 13 0,0048 0,10 56 39,7 18,2 722 716 0,99 ))
- 24 C. h. v. IO 0,5 0,012 o,5o 70 33 26 Alternateur de Méritens, arc sifflant.
- perdant la forme rectangulaire s’arrondit d’autant plus que la mèche est plus conductrice (fig. 18 à 23). Les courbes correspondantes aux figures 18 et 22 représentent le phénomène tel qu’il se produit habituellement. On voit que les courbes tendent à s’approcher de la forme sinusoïdale, avec cette différence que la courbe de tension est en général plus aplatie, tandis que la courbe d’intensité se rapproche plus volontiers de la forme triangulaire. Dans la plupart des cas un point anguleux (fig. 19, 20) ou une inflexion au voisinage du zéro (fig. 18, 21) rappelle cependant qu'il se produit une extinction de l’arc, entraînant un changementde la résistance. Ce caractère est surtout bien tranché dans certains arcs sifflants tels que celui de la figure 24, obtenu avec des crayons à haut voltage.
- J ajouterai que le nombre des formes intermédiaires entre les types caractéristiques que j’ai
- donnés est indéfini. Je n’ai indiqué ici que ceux qui m’ont paru les plus propres à faire saisir la nature des effets produits.
- (A suivre). André Blondel.
- RECHERCHES RÉCENTES SUR I.A
- THÉORIE ÉLECTROMAGNÉTIQUE DE LA LUMIÈRE (')
- 8. — Quelques remarques sur la théorie de la dispersion.
- Nous allons comparer les résultats qui se déduisent de la théorie de Helmholtz (2) et ceux
- (*) La Lumière Electrique du 9 septembre 1893, p. 466.
- (*) Wiedemann's Annaleil, t. ALIX, p. 382.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
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- qu’avaient fournis plusieurs théories précédentes.
- M. Ivetteler a effectué une comparaison entre sa formule de dispersion et celle de Helmholtz; il conclut à l’identité. Nous ne sommes pas entièrement de son avis.
- Pour discuter la question, nous partirons d’abord des équations différentielles du mouvement lumineux. Considérons une vibration rectiligne parallèle à l’axe des x et se propageant suivant l’axe des ç; la première des équations (12 f), p. 472, s’écrit :
- S=ax + mdF + /{dt’ (t5a)
- et la seconde des équations (12 g) :
- A-Ve (/+ x) = g-ji (/— x),
- ou
- .. dlf , d* x _ 9V s*x
- A 116 dp + A ^ dp 3zs 3z2 '
- (i5t?)
- M. Ketteler écrit : d- \
- dz
- m d?-”1' -dë-c=e-**+bm’v’
- (i5c)
- S c+“5# =-'«'•
- ^ dt ’
- m, e, % se rapportant aux particules d’éther, m\ \ aux molécules.
- d%\
- Eliminons -3-5 entre ces deux équations; il dp
- viendra :
- — (m1 C2 + vi)
- di g1 dP
- — eC
- d5 \ ciP
- + (bm'C-{- m k') t' +g'm
- dÇ dt
- Dans la théorie de M. Ketteler, c’est du coefficient C que dépend essentiellement l’action mutuelle entre les vibrations de l'éther et les vibrations des molécules; on ne pourrait l’annuler sans réduire à néant toute la théorie. Mais il n’est pas impossible (la petitesse des amplitudes des vibrations moléculaires le rend même vraisemblable) que C soit une quantité extrêmement petite et qu’il soit permis de négliger son carré. On pourra écrire alors :
- /n 5 d* tf
- eC~ =(ô vi'C + m k') f! + m CjL
- ï'Vl
- dV
- dl
- (*S d)
- Le système des équations (i5a) et (i5b) n’est pas identique à celui des équations (i5c) et (i5 d)\ le terme linéaire / de (i5 a) est rem-
- placé dans (i5d) par une dérivée seconde; à la 32 x
- dérivée seconde de (i56) correspond dans
- l’équation (i5c) le terme linéaire bm'l'. Toutes les lettres qui figurent, aussi bien dans les équations de Helmholtz que dans celles de M. Ketteler, ayant par hypothèse des valeurs positives, on voit que les coefficients de ces termes correspondants sont de signe contraire. Si l’on considéré le cas de vibrations de la forme + il est évident qu’après avoir divisé les deux nombres de chaque.équation parce facteur l’identité des signes sera rétablie, mais dans chacun des groupes considérés un des
- termes contiendra un facteur ^ qui ne figurera
- pas dans l’autre. Les équations ne sont donc pas identiques, même dans le cas de vibrations périodiques.
- Si l’on cherche la loi de dispersion, on trouve, d’après la formule de M. Ketteler
- n*-
- __ m'
- Lïi
- T„.
- B C
- T*„
- — 1 — i G
- T„
- ?
- en posant
- b = Bh' , g' = G^;
- Tm est la période de vibration propre de la molécule matérielle, déduite de l’équation qui suit (i5c) dans laquelle on a fait
- 1 = 0, g' = O. ’
- Les équations de Helmholtz donnent :
- na— i - —---- 2 - : .-— ,
- a* — mn* + fan — 1 ’
- ou, en remplaçant n par sa valeur ^ :
- _ 2 T4
- n’ I — (a*— i)Ta —47c* 2tc/«T’
- expression qui est, à vrai dire, de la même forme que celle de M. Ketteler, mais que l’on ne saurait identifier avec elle, à moins de poser
- m m ’
- tandis que nous avons vu (p. 474) que la période propre de vibration des ions dans la théorie de Helmholtz était donnée par
- ....._4 rc8 m.
- ~~ a* ’
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ t 571
- les deux formules qui donneront les mêmes résultats pratiques, puisque nous ne savons déterminer leurs coefficients que par des mesures d’indice, présentent donc une différence essentielle. D’ailleurs, M. Ketteler dans son traité d’Oplique théorique a surtout développé les conséquences d’une seconde formule qui se déduit d’un système d’équations un peu différent du système (i5c, i5d) et qui conduit à une nouvelle formule de dispersion, assez analogue aux précédentes, qu’il a discutée en détail. Elle présente cette particularité importante de ne pas fournir pour les radiations de très courte période cette valeur de l’indice tendant vers l’unité en croissant, qui reste une difficulté sérieuse de la théorie de Helmholtz.
- Avant que M. Helmholtz ait publié sa théorie de la dispersion, M. Goldhammer, dans son mémoire sur la dispersion et l'absorption de la lu-mière d'après la théorie électrique (* *), avait établi des équations dont on déduit des lois de dispersion connues et l’explication de plusieurs propriétés des métaux.
- La marche suivie par l’auteur consiste à généraliser les équations fondamentales de la théorie de Maxwell. Si l’on admet que tous les corps se comportent au point de vue magnétique comme l’éther, les seules équations qui contiennent les constantes caractéristiques d’un milieu isotrope sont les suivantes (2) :
- D 4 7t P , Q’ h = 4 71 (0
- P- _ P — X ’ «=§ . _ R ~ x (2)
- /, g, h désignant les composantes du moment électrique (tel que le définit Maxwell); p, q, r celles du courant de conduction, P,Q,R celles de la force électromotrice totale, D le pouvoir inducteur spécifique, x la résistance spécifique.
- Les composantes du courant total sont d / , d g d h
- u ~~cïï p’ v=-Jt+q’ w=-dt+r'
- qui, dans l’éther libre, deviennent
- 1 d P r d Q 1 d R
- U — , V =------- , 11' =-----TT •
- 4 TC tu 4 7t Clt 4 TC cil
- Les deux systèmes d’équations (1) et (2) expri-
- (') Wiedemann's Annalen, t. XLVII, p. 94.
- (*) Nous reprenons ici avec l'auteur des notations voisines de celles de Maxwell.
- ment les hypothèses fondamentales de Maxwell ; elles ne peuvent être vraies que pour l’état d’équilibre, dans les diélectriques, ou pour le régime permanent dans les conducteurs; il s’agit de les généraliser.
- Dans l’éther libre on aurait, dans le système électrostatique G. G. S. :
- 1 d P„ 1 d Q„ 1 d R0
- 4 n dt 4 it dt ’ 4 n di
- dans un milieu matériel u,v,w, P, Q, R contiennent en outre un terme qui résulte de la présence des molécules et on peut écrire :
- u = u0 + u1 P = P0 + P'... etc.
- Nous admettons que les termes P', Q', R' sont les fonctions d’un certain nombre de périodes caractéristiques des molécules considérées et sont en fait une somme de termes contenant chacun une de ces périodes; pour simplifier l’écriture nous n’en écrirons qu’un.
- Enfin nous supposerons que u! peut se développer en fonction linéaire de P' et de ses dérivées par rapport au temps ; d’autre part, comme nous ne considérons que des mouvements pério-
- diques de la forme e , on a, en posant :
- <7 =
- T ’
- et par suite
- dp"
- ~ = (- O” P. dT+'i _ <’
- 8 dP' P'
- u 4 ti d t x' ’
- 8 et x' étant de la forme
- s = e„ = ;p + -ÿx +•••
- et il vient finalement
- 1 ( dP , . dP ) P'
- w = 4W dl + (6~ 0 d7 S + -f7
- 1 ( d Q . dQ' ) Q'
- 1' = ^|d-7f(0-l)d7l+-F
- w+±\^ dW( IV
- 471 t dt ' d t ) x'
- (I)
- 11 est certain que P' dépend de P et de ses dérivées par rapport au temps; sans rien supposer sur la façon dont se produisent les phénomènes
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-
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- électriques dans les molécules, M. Goldhammer admet simplement que la relation entre P' et P peut s’exprimer par une équation linéaire et qu’on a :
- , , d,V , d2P' _ , 0 dP
- 1 +b _^r4c^=saP+P dt
- dQ' d t
- dtQ’
- dt1
- Q' + b VT7+ c ~TTi = «Q + P dt
- R, + 4ii7 + !
- dQ dt d R dt
- (H)
- b,c, a, p étant des fonctions de T, comme l’étaient plus haut 8 et v.
- C’est dans l’établissement de ces équations que consiste la seconde hypothèse de M. Goldhammer.
- Ces équations peuvent encore s’écrire :
- P' — b qiV — c g2 P' = g P — $ qi P, d’où l’on tire
- g (i — cq*) + b \iq* p (t — c q1) —a b rfP (1 cq*)* + b*q* (i—cq‘)*+b*q* dt
- et d'après l’équation (I) :
- S—i)[g(i - cg*) + ftpc78j + ^(s(i— c<7*)-a&] j
- U=—)i + 4*
- + P
- (i-- cq^ + b^q*
- d P d t
- (i — cq^y + fc2 q2
- et des expressions analogues pour v et w.
- On retrouve ainsi des expressions de la forme que les expressions
- même
- — Jh_ dP , P_
- 11 47c d t x, ’
- _ D, <2R Q
- V _ 4 TT d t ’’’ X, ’
- D, dR R W==T^~cU +:r?
- mais ici Ü! et xx sont fonctions de la période. Dt et Xi ne représentent plus respectivement la constante diélectrique et la résistance spécifique mais les expressions suivantes :
- D, — r-f
- (5— i) j a (î — cgs) + b\iq* [ +4-£ j p (i—cq*) — ob\,
- (i — cq2)2 + £2 q8
- , j \ «0 - c<7s) + b P ^ <7!j P‘ (i-cq*) - « * j ~~~ ~ (i -cqy + b'q* ’
- -Y,
- Pour une période infinie on a
- Poo — 1 + « (8 — 1 ) + p.
- -Y oo X
- pour une période nulle on a D, = i,
- j_ _ P (g — i)_
- .r„ 4 t. c
- L’auteur montre ensuite que les résultats diffèrent de ceux qu’on déduit de la théorie de M. Ketteler. Au contraire, sa formule comprend comme cas particulier celles de M. Lommel et de Ilelmholtz.
- Admettons que l’on ait (8 — ! ) P X
- 4 7t a
- et posons en outre
- c<7 >7’
- >/c
- _L ( P + (8 — t) a-) _ k _
- y'C ( <* 4 TC )
- il vient
- ——ÈÜ -|_ Ê _ b = k y'c — b — (k — e) yV-,
- 4 it a ' ' ' ' ’
- et finalement
- D = I + 4 tc j yjc (A’— e)
- . ' ( >.,2\2 , „ (‘“T.) +<^
- Posons enfin
- 4 TC a 111 / \
- et d’autre part
- D = N2 — K2,
- 2 N K —
- 2 T
- N-|-IG- représentant l'indice imaginaire; il vient
- N*-K*=i +:
- (*-)
- >.2)
- + e‘J
- x(' ~ T2") + *e7ï’
- 2NK = Î?-,(a-.') —-------^
- ce sont les formules données par M. Lommel (’) C) Wiedemann’s Annalen, t. XVI, p. G27; 1882.
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- JOURNAL UNIVERSEL D'ÉLECTRICITÉ
- 573
- en ne prenant qu’un seul terme en V au lieu d’une somme de termes analogues.
- Posons maintenant
- 8=1;
- il vient
- D| — 1 +
- 4 it P
- 1 — Cif
- a. b
- T
- ,v (1—cc/2)2 4- b‘ q*
- 1 — c q* + ^ q2 j_ _ a_________ x 1 m
- x~x (1 — cq*y- + b*q, ’
- et en écrivant
- 4 71 a \/ C A
- ------— A «
- V "
- b R 3
- -p = B> —= C, c<72 = VC a yc
- les équations deviennent : N- — K* = 1 + A C
- C
- ( - sy+
- 2 N K = A i
- £ AV,
- A' '
- (-?) +n,y
- ' 1 + (BC-i)Ç '
- (-£)'+-£
- >. désignant la longueur d’onde, V0 la vitesse de propagation dans le vide. Ces équations se réduisent à celles qu'a données Helmholtz dans son premier mémoire sur la dispersion quand on fait :
- B C = 1.
- (A suivrej
- C. Raveau.
- I.'ÉCLAIRAGE ÉLECTRIQUE DES TRAINS (')
- En Allemagne, on a expérimenté des batteries d’accumulateurs Kothinsky d’une capacité utile à la décharge de 112,5 ampères-heures,avec une force électromotrice de 16 volts et pesant 277 kilogrammes. Chaque voiture portait trois batteries, deux pour assurer le service et la troisième pour faciliter et rendre plus rapide l’opération de la charge.
- (') La Lumière Electrique du iG septembre 1893, p. £19-
- Les deux batteries alimentaient 8 lampes de 4 bougies et 4 lampes de 2 bougies, fonctionnant sous une tension de 16 volts. Ces lampes étaient montées en dérivation sur deux circuits séparés alimentés par les deux batteries.
- Le prix d’installation par lampe revenait en nombre rond à 200 francs. En faisant entrer en ligne de compte toutes les dépenses, on trouve que le prix de l’éclairage d’un compartiment au moyen de 2 lampes de 4 bougies, soit au total 8 bougies ressort, suivant la durée du service à 0,061 fr., 0,04g fr. et 0,040 fr. Le premier de ces prix est supérieur à celui de l’éclairage au gaz en prenant pour base o,oo65 fr. comme coût de la bougie-heure gaz.
- La question du prix de revient se modifie sensiblement lorsqu’on se trouve dans des conditions favorables de production de l’énergie électrique. Ces conditions se trouvent réalisées par la Compagnie du Jura-Simplon, en Suisse, qui ne paie l’énergie électrique que 0,081 fr. le kilowatt-heure, alors que le prix du cheval-heure était compté dans les expériences faites en Allemagne de 0,25 fr. à 0,17 fr., ce qui correspond à un prix de revient de o.35 à 0,23 fr. par kilowattheure, suivant la durée du service.
- Pour l’éclairage intérieur des voitures de cette compagnie on a adopté des lampes de 10 bougies et pour l’éclairage des plates-formes et des cabinet de toilette des lampes de 5 bougies.
- La lampe à incandescence est fixée dans une lanterne.
- On a été conduit à placer les lampes sous les ventilateurs, de manière à les rafraichir par le courant d’air ascendant. Au-dessouS de la lampe est un réflecteur convexe qui disperse la lumière et la répartit mieux qu’un réflecteur concave.
- L’extinction et l’allumage des lampes s’opèrent à l’aide d’un commutateur placé sur l’un des fils de la conduite principale, et fixé contre la paroi extérieure de la voiture, du côté du frein à vis. Ce commutateur ne peut être manœuvré que par une clef spéciale, à la disposition seulement des employés du train.
- Dans chaque compartiment de première classe, est installé un interrupteur spécial branché sur l’un des fils. Ce commutateur permet d’éteindre la lampe lorsque le compartiment est inoccupé. On avait d’abord donné au voyageur de régler lui-même l’intensité lumineuse, en installant
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- dans chaque compartiment deux lampes de 5 bougies au lieu d’une de io. Un commutateur spécial permettait de mettre .les deux lampes en série (faible lumière) ou en dérivation (lumière normale). Mais les essais ne furent pas concluants, et on dut abandonner cette solution.
- Les accumulateurs sont du système Huber, et construits par la Société suisse de Marly-le-Grand. Chaque batterie se compose de trois boîtes en ébonite hermétiquement closes, munies de ventilateurs et divisées en trois compartiments renfermant chacun un élément formé de cinq plaques.
- La batterie contient donc g éléments montés en série. Les plaques de chacun d’eux sont constituées par une grille en alliage de plomb et d’antimoine. Les pastilles sont perforées, ce qui leur permet de se dilater librement vers le centre sans faire jouer la grille de plomb.
- Chaque batterie dont le poids total est de i io kilogrammes est placée dans une caisse fixée sous le plancher de la voiture. Cette caisse, fermée par un volet qui se rabat verticalement, comporte de chaque côté deux lisses en bois garnies de lames de contact auxquelles sont soudées les extrémités de la conduite principale qui alimente les lampes de la voiture.
- Lorsqu’on introduit dans cette caisse le tiroir contenant les accumulateurs, les deux barres reliées aux pôles de la batterie viennent au contact des deux lisses, de telle sorte que les connexions s’établissent automatiquement.'
- La capacité d’une batterie est d’environ 120 ampères-heures, donnant, sous une tension de 18 volts, 2160 watts-heures.
- L’intensité du courant maximum de décharge est de i5 ampères; l’intensité normale de 9,3 amp., et comme les lampes employées consomment 3 watts par bougie, la batterie peut four-
- nir
- 9,3 X 18 3
- = 56 bougies en nombre rond.
- L’intensité nécessaire par bougie pour une différence de potentiel de 18 volts est de 0,17 ampère, de sorte que la batterie peut fournir
- ——, = 7ü5 bougies-heures; et la durée totale 0,18
- v 703-
- de l'éclairage sera de L^=z 12i6 heures.
- En réalité, l’intensité lumineuse de toutes les lampes d’un wagon est de 3o à 35 bougies seulement, suivant le type de la voiture; la durée |:
- de l’éclairage varie donc entre 23,5 heures et 20 heures.
- Sur chaque caisse d’accumulateurs est inscrit le nombre d’heures que l’on ne doit pas dépasser pour la décharge (environ les 5/6 de la durée totale d’une batterie), et ce nombre d’heures de fonctionnement est accusé par un compteur horaire, système Aubert, placé à l’intérieur du véhicule sur la caisse de la batterie.
- Par l’intermédiaire d’un embrayage mécanique mu par un électro-aimant, le balancier de ce compteur ne peut se mettre en marche que lorsque le circuit est fermé sur les lampes. Le cadran de l’horloge indique donc le nombre d’heures pendant lequel les accumulateurs ont fonctionné.
- Cette disposition très simple permet à l’homme qui inspecte les accumulateurs à certaines gares de s’assurer si ceux-ci ont besoin ou non d'être rechargées. Chaque fois qu’on fait cette opération le surveillant’remonte l’horloge et met l’aiguille au zéro.
- Les stations principales, désignées à chaque service dans le livret de la composition des trains, possèdent en même temps que des pièces de rechange un dépôt d’accumulateurs chargés. Ces accumulateurs sont amenés des dépôts sur les quais à l’aide d’un chariot pouvant servir à transporter 8 batteries à la fois. Pour empêcher les chocs pendant le transport de l’accumulateur, du chariot placé sur le quai à la voiture, chocs qui occasionneraient la projection du liquide de l’accumulateur hors des soupapes, on emploie pour ce transport une civière.
- Les batteries épuisées sont placées sur le chariot et amenées au wagon distributeur. Le rôle de ce wagon est de répartir dans les gares de dépôt les accumulateurs chargés à la station centrale de Fribourg et de ramener à cetie même station des accumulateurs déchargés.
- Chacun de ces wagons contient 12 casiers disposés dans les quatre angles en trois rangs superposés et pouvant recevoir chacun 5 batteries. Le nombre total de batteries que le wagon peut transporter est donc de Co. I.a mise en place et l'enlèvement des batteries se font au moyen d’une moufle disposée a l'intérieur du wagon. Chaque casier est muni d’une plaque mobile portant sur l’une de scs faces le mot chargés et sur l'autre le mot déchargés. Quand les batteries chargées ont été enlevées d’un ea-
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- sier et remplacées pa: des batteries non chargées, on tourne immédiatement la plaque, qui montre alors l’inscription déchargés. Les casiers sont munis de barres de contact, et les wagons distributeurs sont aménagés de manière à pouvoir charger les batteries sans les en retirer.
- La charge se fait dans la station centrale de Fribourg à l’aide d’une dynamo servant également à l’éclairage de la gare. Cette dynamo est actionnée par un moteur Thury de 35 chevaux, qui lui-même est mis en mouvement à la tension de 3oo volts par le courant emprunté au réseau de la ville. La dynamo donne 3oo ampères sous 115 volts à 5oo tours par minute.
- La charge des accumulateurs se faitpar séries de 5 batteries en tension. Le courant normal étant de 18 ampères, la charge dure ordinairement 8 heures, puis le wagon est réexpédié aux stations principales où s’opère le remplacement des batteries.
- Voici, d'après les renseignements fournis par la Compagnie du Jura-Simplon, comment s'évalue le coût de l’éclairage de ses voitures.
- La capacité utile d’une batterie est de 2160 watts-heures. En .admettant un rendement de 70 0/0, la charge effective à dépenser sera de 3 100 watts.
- La force motrice fournie à Fribourg aux bornes des batteries revient à 0,081 fr. le kilowatt-heures; la dépense pour la charge d’une batterie sera doncde 3,100 X 0,081 = o,25i fr.
- Ne sont pas compris dans cette évaluation les frais de personnel de l’usine. La même dynamo alimente, en effet, le circuit de charge des accumulateurs et les lampes à arc qui servent à l’éclairage de la gare de Fribourg. Pendant les périodes d’éclairage, les frais de personnel peuvent être considérés comme nuis pour le chargement des accumulateurs. Pendant le jour, la dynamo est exclusivement employée à produire le courant de charge. Mais la surveillance se borne au graissage des paliers, et dans ces conditions on peut admettre que l’ouvrier mécanicien chargé du nettoyage et de la réparation des appareils d’éclairage soit préposé à ce travail.
- Pour une voiture éclairée au moyen de 6 lampes donnant un total de 5o bougies, la puissance nécessaire est de i5o watts. Pour un éclairage moyen de 5 heures par jour et par an, la dépense d’énergie sera de 273,7 kilowatts-heures, et le prix de revient de l’éclairage annuel d'une
- voiture sera de 22 francs et par bougie-heure de 0,000243 fr.
- Les lampes ont une durée de 600 heures; on les remplace trois fois par an. La lampe coûtant 2 francs;, la dépense résultant du renouvellement des 6 lampes sera de 36 francs.
- La Société suisse de construction des accumulateurs électriques de Marly se charge de l’entretien pour une durée de cinq années, moyennant une rétribution annuelle de 25 francs par batterie.
- Bien qu’au bout de cinq années cette société doive restituer à la compagnie les accumulateurs en bon état, on admet qu’il faut leur appliquer un amortissement de 8 0/0 de leur valeur. Une batterie coûtant 33o francs, l’amortissement annuel est de 33o X 0,08 = 26,40 francs.
- L’installation générale de la gare de Fribourg a coûté environ 20000 francs. Si on admet que les 40 0/0 de cette dépense, soit 8000 francs, soient applicables à la partie de cette installation spéciale au chargement des batteries, et si on compte 63oo francs pour l’aménagement des wagons disti ibuteurs, on arrive à une dépense de 14300 francs; cette dépense répartie sur les 120 batteries en service donne pour une batterie 117,5o tr. dont l’intérêt et l’amortissement à 5 0/0 en quinze ans est de 11,3o fr.
- Enfin, l’appareillage de la voiture étant estimé à 25o francs en moyenne, l’intérêt et l’amortissement de cette somme à 5 0/0 en dix ans est de i2,5ofr.
- Les frais annuels d’entretien et d’amortissement par voiture sont ainsi de i3i,20 fr.
- En évaluant les frais du personnel au même taux que ceux résultant de l’éclairage à l’huile, soit 27 francs par an et par lampe, on arrive à un chiffre de 162 francs par voiture et par an.
- En totalisant les dépenses énumérées ci-des-sus :
- Energie électrique.................... 22
- Entretien et amortissement des appareils. 131 Personnel............................. 162
- On trouve comme frais annuels par voiture 3i5
- soit par lampe-heure 0,029 fr., et par bougie-heure 0,00347 ff-
- IV. Eclairage au moyen de piles primaires. L'emploi des piles primaires constituerait une
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- solution très simple, si ces appareils permettaient d’obtenir à un prix suffisamment modéré l’énergie électrique nécessaire.
- Des essais ont été tentés en 1886-87 par la Compagnie des wagons-lits entre Paris et Bruxelles et par les Compagnies de l’Est et de Paris à Orléans, avec les piles au bichromate de soude (système Desruelles). Mais on dut renoncer à cette solution du problème à cause du poids exagéré de la batterie qu’il fallait installer au-dessous de chaque voiture, des inconvénients techniques résultant de l’emploi de liquides aussi corrosifs que ceux pui entraient dans la composition de la pile, et enfin du prix élevé du courant fourni par ces piles.
- La Compagnie de l’Est a expérimenté la pile de M. de Méritens. Les éléments sont constitués par un auget de la batterie dans lequel se trouve un zinc entre deux lames de plomb platiné, percées de trous obliques sans enlèvement de matière qui en augmentent considérablement la surface et facilitent l’échappement de l’hydrogène.
- Les deux lames de plomb sont placées de part et d’autre d’un cadre en bois dont les côtés portent une feuillure dans laquelle s’engage le zino.
- La partie inférieure du cadre est façonnée en gouttière où se trouvent quelques gouttes de mercure libre qui entretiennent l’amalgamation du zinc. Ce mercure sert en outre de conducteur intermédiaire entre le zinc et une lame de platine placée au fond de la gouttière et d’où part la prise de courant qui remonte dans l’un des côtés du cadre.
- Chaque boîte, qui contient 9 éléments, est hermétiquement fermée au moyen d’un couvercle avec interposition d’un joint en caoutchouc; quelques petites ouvertures sont ménagées pour l’échappement des gaz.
- Les essais ont permis de constater que la force électromotrice par élément est assez faible, 0,9 volt, mais reste sensiblement constante tant que le liquide excitateur qui est composé de quatre parties d’eau pour une d’acide sulfurique, conserve de l’acide sulfurique libre.
- Le poids total d’une pile de Méritens d’une capacité donnée est à peine les deux tiers du poids d’un accumulateur de même puissance.
- Avec 120 kilogrammes de pile on peut obtenir pour 3 lampes de 8 bougies une durée d’éclai-
- rage utile variant de 48 heures par les temps doux à 25 heures par- les gelées continues de — 6° en moyenne, et sans qu’aucune précaution spéciale soit prise pour empêcher le refroidissement.
- Le total des dépenses par lampe-heure de 8 bougies ressort à 0,081 fr., dont o,o33 pour le renouvellement du zinc et 0,012 pour le liquide de la pile.
- Il faut déduire la valeur du sous-produit, 44 litres à 20 francs le mètre cube, soit 0,01 fr.,' de sorte que finalement le prix de revient de la lampe-heure est de 0,071 fr., soit 0,0086 fr. par bougie-heure.
- Les résultats obtenus jusqu’à présent avec les systèmes d’éclairage des trains employés en service courant- ou seulement essayés permettent dès maintenant de porter un jugement net sur la valeur relative des divers systèmes. Le prix de revient de l’éclairage à l’huile, au pétrole, au gaz est déterminé par une longue expérience. Nous emprunterons les chiffres qui s’y rapportent à MM. Dumont et Baignères, ingénieurs compétents. Quant à l’éclairage électrique, la Compagnie du Jura-Simplon en faisant un usage général, les chiffres obtenus par elle sont établis sur des bases pratiques ; d’autre part, ceux trouvés dans les essais faits à la Compagnie du Nord sont, comme nous l’avons dit, plutôt supérieurs qu’inférieurs à la réalité,
- Voici donc le prix de revient de la lampe-heure pour une puissance lumineuse de 8 bougies :
- Lampe A huile de colza, brûlant 35 grammes
- par heure, à 70 francs les 100 kilog......... 0,0468 fr.
- Lampe, à pétrole, brûlant 48 grammes par
- heure, à 5o francs les ioo kilog............. 0,0378 fr.
- Lampe A gaz, brûlant 25 litres à l’heure, A
- 0,70 fr. le mètre cube. ..................... 0,0520 fr.
- Lampe électrique, alimentée par des piles.... 0,0714 fr. » » alimentée par des accumu-
- » » lateurs- (Jura-Simplon)... 0,0290 fr.
- » » — (Nord).................. 0,0289 fr.
- Ces chiffres établissent nettement la supériorité au point de vue économique de l’éclairage électrique des trains ; ce mode d’éclairage permet de donner pour le même prix une fois et demie autant de lumière que les vieilles lampes à huile si peu dans la faveur du public.
- On pourrait arguer du prix exceptionnelle-
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
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- 4
- ment bas de l’énergie électrique pour conclure que les Compagnies du Jura-Simplon et du Nord se trouvent à ce point de vue dans des conditions anormalement favorables. Mais il faut remarquer que le coût de l’énergie électrique n’entre dans le total des dépenses que pour 7 0/0 (Jura-Simplon) à 3i 0/0 (Nord). Compterait-on même le kilowatt-heure à o',5o fr., que l’éclairage électrique ne reviendrait pas à plus de 0,0395 fr. à 0,0424 fr. la lampe-heure de 8 bougies.
- Il y a donc tout lieu d’espérer que l’éclairage électrique ne tardera pas à être adopté sur toutes nos lignes de chemins de fer. Les premiers pas sont faits et l’on ne s’arrêtera pas en si bonne voie.
- CHRONIQUE ET REVUE
- DE LA PRESSE INDUSTRIELLE
- Rhéostat E. Thomson (1893).
- Ce x'ésultat consiste en une lame de fer R enroulée en spirale autour d’un centre métallique
- Fig-. 1 et 2.
- A, avec interposition de papier d’amiante entre les spires; le tout est ensuite recouvert d’un 1
- I émail fondu, isolant, et qui permet à l’appareil de subir sans se détériorer une élévation de température considérable. Des contacts 1,2, 3, (fig. 2) piqués en divers points du rhéostat, permettent d’en faire varier la résistance au moyen du commutateur II.
- Pile sèche Hellesen (1893).
- L’électrode en carbone D est plongée dans une pâte dépolarisante F constituée par un mélange de 65 0/0 de peroxyde de manganèse et de 35 0/0 de plombagine humectée d’une dissolution de chlorvdrate d’ammoniaque aggloméré par de
- Fig. 1
- la gomme. Cette pâte, enfermée dans un sac de papier parcheminé, est entourée par le tube de zinc B, percéde trous, entouré lui-même par une pâte I composée de 90 à 95 0/0 de plâtre saturé de chlorydrate d’ammoniaque et de 5 à 1 o o/o de gomme. Le tout est enfermé dans une boite cylindrique en zinc A, fermée par une couverture en bitume M, à scellement de bitume K et à garniture en pierre ponce pulvérisée S, reliée par un tube V à la chambre C, ménagée au-dessus de F, et communiquant par O avec l’atmosphère.
- G. R.
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- ,A LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- 578
- Blanchiment électrochimique, par Knofler et Gebauer.
- On électrolyse dans une cuve sans diaphragme et sans addition de chaux une solution de sel à 10 0/0, avec un courant de 3oo à 400 ampères par mètre carré d’électrode.
- La teneur de chlore actif dépend de l’élévation de température, qui varie avec la vitesse d’écoulement de la solution saline dans les cuves d’électrolyse.
- On a trouvé en chlore actif :
- à + i5° o,3 o,'o
- -f 21° 0,4
- + 28“ 0,5
- A. R.
- Parafoudre Turbaye (1893).
- Ce parafoudre consiste en un levier H, avec armature J et pointes de charbon M M', écartés des pointes O et O' d’une distance réglée par la vis R, telle qu’en temps ordinaire il ne puisse pas jaillir d’étincelles entre O O' et M M'. Mais, s’il se produit une décharge sur la ligne, l’étin-
- celle jaillit, puis l’arc s’établit pendant un temps très court, bien que suffisant pour que l’électro
- Fig. 1. — Parafoudre Turbaye.
- à gros fil C attire son armature et y rompe l’arc.
- Régulateur compound périodique de Parsons (1892).
- Dans ce nouveau dispositif, la prise de vapeur A de la turbine Parsons, bien connue de nos lecteurs, est actionnée au moyen d’une valve intermédiaire équilibrée D, par un levier E,
- -*/
- Fig. 1. — Régulateur Parsons.
- soumis au régulateur électrique F, et dont le pivot E' est articulé au 'petit bras d’un levier coudé GGjiE, qui oscille périodiquement autour de son axe G.;, par l’excentrique G', que commande l’arbre II de la turbine.
- Dans la position indiquée, la vapeur, admise par A' dans la chambre de A, passe, par les fuites réglées de la garniture C, sous le piston B', qu’elle soulève, malgré son ressort B2, en maintenant la prise de vapeur A ouverte; mais,
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- ^79
- dès que l’on soulève D, la vapeur s’échappe de B par B3, et le ressort B2 referme A d’autant plus que D est plus largement ouverte.
- En marche normale, l’exentrique G' fermera donc périodiquement D et A, de manière à atténuer les irrégularités périodiques de la turbine; mais, en outre, dès que la vitesse moyenne de la turbine viendra à s’accélérer ou à se ralentir, l’armature F' du solénoïde F, monté sur le circuit de la dynamo, abaisse E autour de E', ou les laisse se relever par son ressort équilibreur J, de manière à raccourcir ou à prolonger les périodes d’ouverture de A.
- G. R.
- Clef télégraphique Bradford (1892).
- Le levier B de cette clef pour un levier auxiliaire C à ressort /qui rétablit le circuit en e, et
- le maintient fermé sûrement quand la clef est au repos. En activité, le bouton E rompt le contact
- E
- Fig. 1. — Clef Bradford.
- e, puis la manipulation s’opère comme à l’ordinaire par B' B et le contact principal b c.
- G. R
- Signal d’arrêt Barton et Stanford (1892).
- L’appareil étant dans la position au repos (fig. 1) et à voie libre, pour le mettre au danger le signaleur tire au moyen d’un levier, de sa
- Fig. 1 et 2. — Signal Barton et Stanford.
- cabine, la tige F dans le sens indiqué par la flèche, ce qui fait basculer, par la bielle E, le levier D autour de D1.
- Dans la première partie de ce mouvement, de
- la position figure 1 à la position figure 2, le levier D entraîne autour de l’axe II' le secteur H, par la prise de son encoche D3 sur le taquet H2 de II, qui, à partir de cette position, abandonne
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- D, et reste appuyé par sa face H3 sur la semelle B2 du bâti B. En outre, ce mouvement du secteur H a enfilé la queue J du pétard le plus bas de
- Fig-, 3 et 4. — Signal
- sa boîte A4 (fig. 7) sur l’extrémité libre D4 du bras D, comme l'indique le tracé pointillé (fig. 2). A partir de la position 2, le levier D, séparé, comme
- rton et Stanford.
- nous l’avons dit, de H, continue son mouvement jusqu’à la position indiquée en pointillé (fig. 3) où il pose le pétard J' sur le rail O, et où la
- queue du pétard ferme, par M3 M5 M'M2, le circuit de la sonnerie N, qui avertit ainsi de la pose du pétard. Si, après l’exécution de la ma-
- nœuvre, de fig. 1 à fig. 3, la sonnerie ne partait pas, cela indiquerait que le levier D n’a pas posé de pétard, par épuisement de la boîte A,t ou pour toute autre raison.
- La sonnerie ayant indiqué que le pétard est bien posé, le signaleur enclenche le levier D
- dans sa position de danger, indiquée en traits pleins sur la figure 3, de manière à faire cesser la sonnerie.
- Quand le train s’arrête, en écrasant le pétard, il déprime légèrement le levier D, de manière à appuyer le ressort M sur M4, et à faire ainsi
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- repartir la sonnerie N, qui avertit de son passage.
- Lorsque la voie redevient libre, le signaleur ramène le levier D à la position figure i. Ce mouvement a pour premier effet de faire sonner par P1' P' (fig. 5) la cloche P, qui avertit le train de sa remise à voie libre, puis le galet G3 du verrou G est, comme l’indique la figure 4, repoussé par la came C3 du bâti B, de manière à chasser, par
- Fig. 6 et 7. — Détail de la boîte A* et du levier C,.
- sa tête G', le pétard vide J, puis ramené par la came' C4 à sa position primitive (fig. 1) laissant D prêt à reprendre un nouveau pétard.
- G. R.
- Sur la suppression des étincelles; dynamos à courant continu sans enroulement inducteur, par W. B. Sayers. (Discussion) (*).
- M. A.-T. Snell. — Quelques difficultés m’apparaissent dans l’application des bobines com-mutatrices. La première est la question de réchauffement. Nous savons qu’actuellement la puissance spécifique d’une dynamo est limitée par la production des étincelles et par réchauffement. J’admets que réchauffement des bobines commutatrices soit faible ; mais je crois que ces bobines excitatrices en série sont mal placées. Si nous les plaçons sur les inducteurs, nous pouvons avoir plus de fil à employer et plus d’énergie à dépenser: mais la chaleur perdue peut y être réglée facilement, tandis que nous ne pouvons ajouter plus à l’armature qui est déjà surchauffée dans l’état ordinaire des choses.
- Il existe une application du principe de M. Sayers dont l’utilité me paraît incontestable.
- fi) La Lumière Electrique du 16 septembre 1893, p. 5ag.
- La construction de moteurs série pour la traction a toujours été rendue difficile par la question de poids. Dans une machine stationnaire ce facteur n’est pas important; dans un moteur de tramcar, il n’en est pas ainsi ; et si nous réussissons à diminuer le poids d’une machine de i5 à 20 0/0 à l’aide du dispositif Sayers — ce qui semble très possible — nous aurons introduit un grand perfectionnement dans la construction des moteurs.
- La caractéristique extérieure de la machine Sayers est une droite, tandis qu’il nous faut une courbe ascendante, de sorte qu’il est nécessaire de surcompounder légèrement la machine. Il en résulte qu’à moins d’augmenter le nombre des bobines commutatrices, il faudrait placer quelques tours de fil en série sur les inducteurs; et l’on peut alors se demander si l’on gagne vraiment quelque chose en partageant l’enroulement d’excitation entre l’armature et les inducteurs.
- Il me semble que le but final de tous les perfectionnements doit être la suppression du collecteur, et je prévois le jour où les dynamos et les moteurs fonctionneront sans étincelles simplement parce qu’il n’existera plus ni collecteur ni balais.
- Professeur G. Forbes. — A propos de l’application de ces bobines secondaires pour vaincre les étincelles, je me souviens avoir vu récemment une dynamo qui contenait ce dispositif, mais dans un but tout autre. M. Eickemeyer expérimente sur l’emploi avec un courant alternatif d’un moteur série ordinaire avec inducteurs lamellés. Quel que soit le sens d’un courant continu lancé dans le moteur, on sait que celui-ci tourne toujours dans le même sens: avec le courant alternatif il doit donc fonctionner régulièrement. Mais on rencontre là plusieurs difficultés. Outre la self-induction, dont les effets peuvent être réduits en abaissant la fréquence, on remarque que les balais crachent violemment au démarrage. La raison en est simple. Quand l’induit est au repos et que le courant alternatif traverse l’inducteur, l’armature se trouve soumise à un champ alternatif, et la bobine qui est en ce moment en court circuit sous le balai devient le siège d’un courant très intense. C’est pourquoi M. Eickemeyer s’est servi d’un dispositif analogue à celui de M. Sayers en opposant à la bobine en court circuit la force contre-élec-
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- tromotrice engendrée dans des bobines indépendantes convenablement disposées dans le champ.
- M. Alexander Siemens. — Je dois dire que le titre de cette communication m’a étonné, parce que je prenais les étincelles aux balais pour de l’histoire ancienne et que je croyais que les dynamos actuelles ne crachaient pas. Le dispositif décrit introduit des complications qui, au point de vue du constructeur, doivent être évitées autant que possible.
- Le but que doit poursuivre le constructeur est de fournir une bonne machine qui produise une puissance donnée au moindre prix. Cet enroulement supplémentaire qui doit être placé sur l’armature empiète sur l’espace et empêche d’enrouler autant de cuivre utile. Donc, si nous devons adopter ce dispositif, il faudrait que l’on nous montre clairement l’économie que l’on réalise.
- En ce qui concerne les -remarques faites par divers collègues, je puis affirmer qu’il n’est pas difficile du tout de construire des dynamos qui marchent à toutes les charges sans qu’il soit besoin de changer la position des balais et sans étincelles. Je suis prêt à montrer des dynamos ayant ces propriétés. Je ne vois donc pas la nécessité d’une telle complication: il est possible qu’elle remplisse toutes les conditions qu’indique M. Sayers, mais au point de vue du constructeur, c’est-à-dire au point de vue pure-v ment commercial, je doute de son utilité.
- M. Mordey. — Je crois que le point essentiel dans la communication de M. Sayers est la pos-sibité de pouvoir rapprocher la dynamo à courant continu du transformateur. L’excitation dans un transformateur n’absorbe que très peu d’énergie. L’entrefer coûte cher parce qu’il faut dépenser beaucoup d’énergie pour y faire passer le flux magnétique. Il me semble que l’avantage de la disposition Sayers est de permettre la réduction de l’entrefer au simple jeu mécanique qui réduit le nombre d’ampères-tours dans une proportion considérable. En même temps, le courant dans l’induit fournit une grande partie de l'excitation. Ces ampères-tours doivent être sur l’armature, quelle que soit la disposition; s’ils peuvent servir pour l’excitation de la machine, c’est un avantage de plus. Actuellement, nous ne savons pas nous en servir; notre disposition actuelle est un compromis.
- Je suis parfaitement d’accord avec M. Siemens lorsqu’il dit que les bonnes dynamos modernes fonctionnent sans étincelles, mais à quel prix ! Considérez une bonne dynamo ordinaire : rendez-vous compte de la quantité de cuivre qu’elle contient, du grand nombre d’ampères-tours nécessaires à l’aimantation de l’induit, des fortes dérivations magnétiques perdues ! Il me semble donc qu’en réduisant l’entrefer sans perdre l’avantage de l’absence d’étincelles aux balais, M. Sayers réalise une économie évidente sur le cuivre produisant l’excitation.
- M. Cromplon. — Comme constructeur de dynamos, mon opinion corrobore celle exprimée par M. Siemens. Les machines dynamo ont atteint depuis longtemps un degré de perfection suffisant au point de vue du fonctionnement; tout nouveau perfectionnement doit tendre à réduire les matériaux et la main d’œuvre employés dans leur construction, et si celui proposé par M. Sayers remplit cette condition, il constitue un progrès.
- M. Swinburne. — Le professeur Forbes a indiqué les difficultés que l’on rencontre quand d’un moteur série ordinaire on veut faire un moteur à courants alternatifs. C’est d’abord la difficulté due à la self-induction des machines. On peut y obvier jusqu’à un certain point par l’emploi de condensateurs, mais le consommateur répugne à l’emploi de ces appareils. Puis ce sont les étincelles au commutateur. Comme l’a dit M. Mordey, l’induit peut être considéré comme un circuit secondaire. Dans ce cas nous avons un transformateur dont les inducteurs forment un des circuits, qui induit dans l’armature, quand une des sections est en court circuit, des courants très intenses. Je pense que l’on pourrait y obvier en munissant l’armature d’un double enroulement. Si les balais n’ont que la largeur d’un segment, ils ne mettent aucune bobine en court circuit, mais passent simplement d’un circuit de l’armature à l’autre. Les deux circuits sont pendant la plus grande partie de la rotation couplés en parallèle et ne sont séparés que pendant de courts instants. Le résultat est que l’on obtient tous les avantages du commutateur ordinaire, sans avoir l’inconvénient des étincelles.
- M.W.-B. Sayers. — Quoique mes diagrammes soient compliqués et peut-être difficiles à com-J prendre, ils représentent ce qui se passe, et c’est
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- ce que ne fait aucun des autres diagrammes qui ont été présentés. Le diagramme de M. Thompson indiquait seulement la force électromotrice. Il est nécessaire d’indiquer également la force électromotrice résultante, le courant d’opposition, les ampères-tours, les bobines démagnétisantes, etc. Dans la ligure 6, j’ai essayé de développer le diagramme de M. Thompson dans ce sens.
- A, bobine d’armature en commutation, représentée comme engendrant 1 volt, eu égard à sa proximité de la corne polaire. B, bobine com-mutatrice, siège d’une force électromotrice de 2 volts. BV bobine commutatrice sous la corne polaire, produisant 4 volts. La force électromotrice résultante dans le circuit complété parle balai, et composé des bobines commutatrices B
- Fig. 6
- et B' et de la bobine d’armature A, est d’un volt dans le sens voulu pour produire l’inversion du courant dans la section d’armature A. Le courant dans les bobines entre les cornes polaires est de sens tel qu’il aimante l’armature au lieu de la désaimanter, comme il le ferait si le balai était décalé en avant par rapport au sens du mouvement au lieu d’être calé en arrière.
- M. Swinburne croit que l’hystérésis dans la corne polaire N pourrait créer des difficultés. Je n’ai jamais constaté le moindre indice d’échauf-fement dans cette partie du circuit magnétique, pourvu que la longueur de l’entrefer ne fût pas inférieure aux deux tiers de la largeur des fentes découpées dans l’induit. C’est ce qui peut s’exprimer en disant que la section totale des dents sous un pôle doit toujours être suffisante pour laisser passer le flux total. C’est un point qui a été négligé surtout par ceux qui se plaignent de réchauffement des armatures dentées.
- M. Mordey s’est demandé s’il était pratique de placer toute l’excitation sur l’armature. Je crois comme lui que cela présente des inconvénients, particulièrement dans les petites machines. On sait que l’excitation qu’exige une petite machine est bien supérieure en proportion à celle d’une grande. L’excitation pour un type donné est proportionnelle aux dimensions linéaires, tandis que la puissance varie approximativement comme le cube. Il s’ensuit donc que les réactions sur lesquelles est basé mon dispositif sont plus grandes dans les armatures de grandes dimensions, et qu’il est utile de l’appliquer surtout aux grandes machines.
- On a parlé de la difficulté qu’il y aurait à isoler les conducteurs passés dans des trous du noyau d’induit; mais quoique je n’aie pas construit de machines à haute tension avec cette disposition, il me semble que la difficulté de l’isolement
- serait facile à vaincre. Les armatures à fentes ou à trous ont un autre avantage. Avec un noyau lisse on est limité par l’entrefer; si Ton augmente celui-ci, il est nécessaire d’ajouter des ampères-tours à l’excitation, tandis qu’avec un induit à fentes, il suffit d’en augmenter le diamètre et de faire des fentes profondes et étroites, pour pouvoir placer autant de cuivre que l’on veut.
- En ce qui concerne le dispositif de M. Ayrton consistant à placer une batterie entre les deux parties d’un balai, je crois qu’il ne donnerait aucun résultat, pour cette raison qu’il faut employer un courant identique à celui qu’il s’agit de commuter. Donc, la résistance que l’on est obligé d’introduire dans le circuit extérieur pour éviter une intensité trop grande au moment où les deux balais touchent la même lame, empêchent également que le courant soit, suffisant pour neutraliser celui de la section commutée.
- AI. Snell pense aussi que j’ai tort d’en
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- revenir aux armatures dentées. Les premières armatures dentées étaient formées à peu près comme le montre la figure 7 ; cette forme est parfaitement absurde. Il est nécessaire que les dents présentent la même induction magnétique que le reste du circuit, ce qui est impossible avec cette disposition.
- Le professeur Forbes a parlé d’un moteur à courants alternatifs muni d’un dispositif analogue au mien. J’ai également travaillé sur ce domaine, il y a quelques années. Je me servais d’une disposition opposant une force électromotrice à celle engendrée dans la bobine sous le balai ; j’y avais ajouté un enroulement autour de l’induit pour réagir contre l’effet des bobines
- Fig. 8
- de l’induit. Je crois que le professeur Rvan a essayé une machine à courant continu avec bobines démagnétisantes autour de l’induit. Les bobines de l’induit tendent à aimanter l’anneau et les pièces polaires par des lignes de force suivant les circuits indiqués par des lignes poin-tiliées sur la figure 8 et produisent une induction qui s’oppose au courant alternatif. La bobine enroulée autour de l’induit a pour but de s’opposer à cette action.
- M. Ilousman adhère encore à l’idée qu’un courant très intense est produit dans la section court-circuitée par le balai. Je ne vois pas la possibilité de cet effet, parce qu’au moment du côurt circuit il se crée une force électromotrice qui s’oppose au courant, de sorte que le courant, au lieu d’augmenter comme l’indiquent les diagrammes de M. Ilousman, diminue immédiatement.
- M. Ilousman cite comme preuve de l’existence d’un courant intense dans la section en court circuit la différence de vitesse entre un générateur et un moteur. Il est curieux qu’on n’ait pas publié d’explication simple de ce fait. Une dynamo shunt génératrice aura, par exemple, 100 volts sur ses inducteurs, mais sur son induit il y aura 100+ I Ra soit, par exemple, io3 volts ; dans le cas du moteur le voltage du shunt sera encore de too, mais pour l’armature il n’y aura que 100 -f- IRa =97 volts. On obtient donc une différence de vitesse de 6 0/0 pour la même machine fonctionnant avec le même voltage comme génératrice et comme réceptrice. Si l’on considère qu’il y aura peut-être encore une perte de 1/2 0/0 dans les connexions et la résistance de contact des balais, on voit que la différence de vitesse peut atteindre 9 ou 10 0/0.
- Je m’attendais à des remarques comme celles faites par M. Siemens. La meilleure réponse que je puisse lui faire est celle-ci : Que M. Siemens me communique le dessin d’un inducteur quelconque et je lui établirai un induit permettant d’enlever la moitié de la longueur de l’inducteur et d’employer du fil shunt de section moitié moindre, pour obtenir la même puissance.
- M. Siemens. — Mais je parle du coût total. Si votre armature coûte quatre fois plus cher, et que vous n’économisiez que la moitié de cette somme en diminuant l’inducteur, votre machine n’est pas utilisable. Si vous pouvez me convaincre que toute la machine sera moins coûteuse, je me charge de construire vos machines.
- M. Sayers. — Les matériaux à employer pour l’armature sont en quantité un peu plus grande. Pour le moment, il ne m’est pas possible de préciser l’économie réalisable.
- M. W.-II. Preece. — J’espère que M. Siemens s’empressera d’accepter l’offre que vient de lui faire M. Sayers, et qu'il lui fournira la carcasse d’une dynamo, afin que M. Sayers puisse nous montrer comment on peut l’utiliser mieux qu’on ne l’a fait jusqu’ici. M. Siemens donnera ainsi le moyen de nous convaincre de l’utilité, au point de vue industriel, du perfectionnement que nous a présenté M. Sayers.
- M. W.-B. Sayers. f Addendum.) — Au cours de la discussion sur mon mémoire relatif à la suppression des étincelles dans les machines à petit entrefer, plusieurs personnes m’ont invité à
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- donner quelques renseignements précis sur le coût et le rendement d’une machine basée sur mon principe. Pour répondre à cette invitation, je ne saurais mieux faire que comparer une machine de mon invention avec la machine Edison-Hopkinson, décrite par MM. J. et E. Hopkinson dans leur célèbre mémoire de 1886.
- Les données relatives à cette machine ont été puisées en partie dans le livre de M. S.-P. Thompson, et proviennent pour le reste de machines que j’ai eues entre les mains. J’ai conservé dans une machine le même flux total et la même induction que dans la machine Edison-Hop-kinson.
- Le flux total à travers l’induit, quand la ma-
- Pig. 9
- leur force électromotrice aux deux moitiés de l’induit. Nous obtenons ainsi
- E = '0 530000 x 4,X (19 +o,5 x3)x 75o = ^ yolts<
- 60 x io8
- Le diamètre total du nouvel induit est de 28,6 cm.; le diamètre au fond des rainures de 23,5 cm. et celui de l’ouverture axiale de 7,5 cm. La longueur du noyau est de 5i cm. La section du fer est donc, en comptant 5 0/0 pour le papier, de 768 cm2. L’induction dans le noyau d’induit est par conséquent de i3 700 unités.
- Je fais l’entrefer de 0,25 cm. Les rainures ou tunnels sont représentés aux 3/4 de leur grandeur naturelle dans la figure 9. Les conduc-
- Fig. 10 et 11.
- chine tourneà vide, est d’environ io53oooo unités G. G. S.
- La force électromotrice est engendrée par 20 bobines en série coupant le champ quatre fois par tour. Nous avons donc, si nous prenons la vitesse angulaire de 740 tours par minute,
- _ 10530800 X (4 x ao) X 750 _ [o5 voltg<
- 60 X 108
- Dans ma machine je prends 38 bobines sur l’induit, et la force électromotrice est engendrée par 19 bobines en série et deux « bobines com-mutatrices ». Les bobines commutatrices ajoutent une force électromotrice égale à celle d’une bobine d’induit, car, quoique la force électromotrice induite dans l’une d’elles ne soit que la moitié de celle d’une bobine d’induit, elles sont traversées par le courant total, et ajoutent donc
- teurs principaux C sont avantageusement formés de huit fils de section rectangulaire sous la même couverture. La densité de courant à pleine charge est de 320 ampères et de 334 ampères par centimètre carré contre 381 dans la machine Edison-IIopkinson.
- La construction d’une telle machine ne présente aucune difficulté.
- La figure 10 représente une coupe normale à l’arbre de la nouvelle machine. A côté, dans la figure 11, on a représenté la carcasse de la machine Edison-Hopkinson, à la même échelle.
- La ligne pointillée dans la figure 21 indique une machine à inducteurs de même forme que ceux de la machine Edison-Hopkinson. Mais en employant un double inducteur on économise du fer. Les deux moitiés de l’inducteur sont séparées par deux cales en laiton E.
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- On trouvera ci-dessous les données relatives aux deux machines :
- Induit.
- Edison-Hop kinson Sayors
- Section du conducteur.. 0,42 0,484 cm2
- Densité de courant 381 334 amp : cm1
- Résistance à 38° C o, 008 0,0067 ohm
- • — de deux bobines
- commutatrices. — 0,001 »
- — totale entre les
- balais 0,008 0,0077 »
- Inducteurs.
- Résistance 16,93 43 ohms
- Intensité de courant.... 6 2,56 ampères
- Ampères-tours en shunt. 19600 36oo
- Poids et prix.
- Edison-UopKinson Sayers
- kilog. francs kilog. francs
- Tôles d’induit 188 148 23g 18g
- Cuivre sur l’induit.... 27 5.7 3o 84
- Bobines commutatrices — — 5 11
- Noyaux d’inducteur... 1610 480 620 i83
- Cuivre sur l’inducteur. 186 385 64 147
- Totaux.... 2011 1070 g58 614
- Une autre économie résultera de ce que la plaque de fondation pourra être plus légère, et dans le cas où l’on veut compounder la machine, il n’y a pas de fil à ajouter en série sur la machine Sayers.
- A. H.
- REVUE DES TRAVAUX
- RÉCENTS EN ÉLECTRICITÉ
- Interférence des ondulations électriques par réflexion normale sur une paroi métallique, par MM. Ed. Sarasin et L. de La Rive (')•
- IL Résonateur de o,5o ni. de diamètre.
- C’est seulement aussi avec le miroir de 16 mètres que ce résonateur a donné des résultats établissant une succession de ventres et de nœuds bien caractérisés.
- Il est formé par un tube cylindrique de cuivre de i centimètre de diamètre extérieur, et à parois de i millimètre environ d’épaisseur, monté sur un support de bois, en forme de croix diffé-
- (') La Lumière Électrique du 16 septembre i8g3, p. 533.
- rant du précédent, comme le montre la figure i5. La vis micrométrique a aussi une autre disposition qui permet de l’adapter à tous les cercles et sur laquelle nous donnons ici quelques détails.
- La figure 16 représente aux 4/5 de la grandeur réelle cette disposition qui donne aux deux extrémités du cercle la même terminaison sans capacités que celle adoptée, tomme on l’a vu, par le cercle de 0,75 m. Une planchette en bois dur forme deux paliers ou coussinets A et B supportant deux cylindres en laiton D et E Q maintenus par deux plots en bois vissés sur les paliers. E est l’écrou de la vis micrométrique en acier V, ayant un pas de 1/4-de millimètre. Il est muni d’un ergot e logé dans la pièce de bois
- Fig. i5. — Résonateur de o,5o m.
- pour assurer sa fixité. D se termine par un petit cylindre plein avec, une surface terminale hémisphérique vis-à-vis de la pointe en laiton terminant l'axe de la vis. Cette pointe est un cylindre de 1 millimètre de diamètre et 3 à 4 millimètres de longueur, limée en cône à son extrémité.
- Un disque ou tambour en bois T, qui porte à sa circonférence une division en 25 parties, mène la vis et mesure les angles ; une lame de laiton l fixée à la planchette donne le point de repère pour les lectures. Cette lame de métal est séparée de l’axe de la vis par le demi-diamètre du disque de bois, qui est de 17 millimètres, et ne modifie pas, comme nous l’avons constaté, l’étincelle du résonateur. Les deux extrémitésdu cercle
- (') Dans la partie inférieure de la figure 16 (projection horizontale) il s’est glissé une erreur de lettres, D y étant désigné par G et E par D.
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- CG pénètrent par des tenons 11 dans les cylindres D et E, et comme il faut les écarter un peu pour les y faire entrer, le contact est assuré par la pression.
- La planchette se fixe sur le support du cercle par deux vis v v. Pour enlever ou mettre cette vis amovible, on peut se contenter en général
- d’enlever les vis de la planchette et de dégager les extrémités du cercle en les écartant un peu, mouvement que les attaches du cercle sur son support permettent dans certains cas, ou, s’il le faut, on dévisse les couvercles et on retire les cylindres avant d’enlever la planchette. L’adaptation successive de cette vis micrométrique aux
- Fig. 16. — Vis micrométrique de l’interrupteur.
- cercles de différentes grandeurs est très commode.
- Observations avec le grand miroir de 16 mètres.
- Primaire S 5o, cylindres, D 0,92.
- La courbe d’intensité est donnéedans la figure 17! A partir du second nœud l’étincelle est très petite. On n’en voit pas moins nettement le second et le troisième nœud. La courbe donne pour les ventres et nœuds successifs :
- v, n, v, n, v:1 n3 v, n,
- 1234 4,87 5,75 7 8 m.
- Mesure directe des nœuds, cercle vertical :
- 1,93 4,12 5,91 7,94. •
- Les courbes obtenues avec le cercle de o,5o m. font voir d’une manière évidente quatre ventres et quatre nœuds équidistants de 1 mètre. Le cercle de o,5o m. avec le primaire à sphères de
- 3o centimètres et une longueur de 0,90 donne lieu à une belle expérience en le plaçant horizontalement dans le plan de vibration. On constate sans qu’il puisse rester de doute à cet égard, à cause de la visibilité très nette de l’étincelle, qu’elle passe par quatre extinctions et quatre réapparitions successives équidistantes. Les ré-
- 7 v 7 \s
- / t \ ? \
- J x: j V
- 0 123 4 50709
- Fig. 17.
- sultats ne montrent pas de différence appréciable provenant de l’emploi des différents primaires.
- La moyenne de 7 courbes donne :
- v, n, v, n, v, n3 v, n,
- 1 2 3 4, 1 (i 3 5,9 7 «
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- Les mesures directes des ventres et des nœuds avec le cercle vertical et avec l’étincelle magné-ique donnent pour moyennes :
- I 1,93 3,03 4,14 5,09 6,00 7,09 8
- Les deux modes d’observation donnent donc, on le voit, des résultats parfaitement concordants. L’un et l’autre conduisent pour le second nœud à une valeur un peu plus grande que 4 mètres. On pourrait attribuer cette irrégularité à la diminution très notable d’inlensité qu’on observe dans toutes les courbes en passant de la seconde à la troisième convexité.
- Les auteurs résument ainsi les résultats obtenus avec le cercle de o,5o m. et le miroir de 6 mètres.
- Quatre maxima et quatre minima équidistants de force électrique établissent l'existence des ventres et des nœuds d'interférence.
- La longueur d’onde définie par la distance du second nœud au miroir est, à i5 centimètres près, de 4 mètres.
- La longueur d'onde trouvée pour le cercle de o,5o m. dans l’air est égale, dans les mêmes limites d'erreur, à celle qui avait été obtenue avec ce cercle le long des fils conducteurs.
- La vitesse de propagation est donc la même dans les deux cas.
- Observations avec les miroirs de 3 et de 5 mètres.
- Avec le miroir de 3 mètres le cercle de o,5o m. n’a donné que des résultats trop incertains poulies consigner ici. ils sont moins nets, ce qui semble contradictoire, que ceux du cercle de 0,75 m. avec le même miroir. Quand les dimensions du miroir sont suffisantes, il est possible que la netteté des résultats dépende du rapport numérique entre la grandeur du miroir et celle du résonateur.
- Le miroir de 5 mètres a donné pour ce résonateur des résultats notablement meilleurs. Il a permis d’obtenir un nœud et deux ventres en concordance avec la longueur d’onde de 4 mètres obtenue avec le miroir de-16 mètres.
- III. Résonateur de 1 mètre de diamètre.
- Le cercle de 1 mètre de diamètre est formé d’un tube cylindrique semblable aux précédents.
- Il est monté de même sur un support en bois sur lequel se fixe aussi la vis micrométrique transportable qui a été décrite.
- Observations avec le miroir de 16 mètres.
- Le cercle de 1 mètre ne donne pas comme les précédents un premier ventre et un premier nœud nets et faciles à observer. Les courbes montrent un maximum au second ventre entre 5 et 6 mètres et un second nœud entre 7,5o et 8 mètres. Il en résulte une longueur d’onde insuffisamment déterminée de 7,5o à 8 mètres. Il faut admettre que les dimensions du miroir ne sont pas suffisantes pour établir les interférences du cercle de 1 mètre avec une régularité complète et que le rapport entre les dimensions du miroir et celles du résonateur a peut-être, dans ces conditions incomplètes d’interférence, une influence sur la régularité du phénomène représenté par la courbe d’intensité.
- Quoi qu’il en soit, les résultats avec le miroir de 16 mètres n’ont pas confirmé avec évidence, comme pour les autres cercles, ceux obtenus précédemment et les auteurs ne déduisent pas de ces expériences une mesure exacte de la longueur d’onde du résonateur de 1 mètre.
- Observations avec le miroir de 3 mètres.
- Les observations avec la méthode par retournement ont donné un ventre et un nœud assez nets. Dix séries exécutées par cette méthode, auxquelles il faut joindre six observations par le procédé de l’extinction et deux observations avec l’étincelle magnétique, donnent comme moyenne
- 2,11 4,14,
- c’est-à-dire un internœud de 4 mètres environ égal, à 20 centimètres près, à celui obtenu avec ce résonateur le long des fils.
- Observations avec le miroir de 5 mètres.
- Primaire S 3o; tiges, D 1,6. Air.
- Trois mesures du ventre par double extinction donnent en moyenne 1,98 m.; quatre mesures par l’étincelle magnétique, moyenne 1,97; mesure du nœud, cercle vertical, 4,17 m.
- D’autres expériences faites dans les mêmes conditions ont donné des mesures tout à fait
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- semblables pour le premier nœud et le premier ventre.
- D’après ces résultats obtenus avec la décharge du primaire dans l'air, le miroir de 5 mètres fait trouver la même demi-longueur d’onde que celui de 3 mètres, environ 4 mètres, mais les expériences avec la décharge dans l’huile sont en désaccord assez marqué avec celles-ci, et font supposer qu’une étincelle plus intense, en permettant une mesure plus précise, modifie les résultats ou que l’influence directe du primaire se fait sentir différemment. Les auteurs se bornent à constater sans l’expliquer, ce fait, qu’ils n’ont pas observé avec les autres cercles et les longueurs d’onde plus courte.
- Expériences avec la décharge dans l’huile. S 3o, tiges, D 1,45.
- Mesure du ventre par l’étincelle magnétique, 1,84; nœud, cercle vertical, 3,55; valeurs notablement plus petites que les précédentes et qui se rapprochent de celles trouvées avec le miroir de 16 mètres et la décharge dans l’huile.
- D’autre part, on a trouvé par une seule observation avec le miroir de 16 mètres que la décharge dans l’air donne lieu à des mesures plus difficiles à cause de la petitesse de l’étincelle, mais assez sensiblement égales à celles obtenues avec le primaire à huile, savoir :
- 1,94 5,86.
- Il en résulterait que l’intensité de la décharge du primaire diminuerait l'internœud avec le miroir de 5 mètres, mais n’aurait pas d’influence avec le miroir de 16 mètres.
- IV. Résonateur de o,35 ni. de diamètre.
- A partir du cercle de o,35 m. les expériences ont été faites presque uniquement avec les deux miroirs de dimension inférieure, qui ont suffi pour établir, par la mesure de deux ou trois nœuds, la longueur d’onde du résonateur.
- De l’ensemble des observations sur le cercle de o,35 m. les auteurs concluent ce qui suit :
- La longueur d’onde définie par la position du second nœud est de 3 mètres, à i5 centimètres près.
- Celle longueur d’onde est égale, dans les mêmes limites d’erreur, à celle qui avait élè obtenue avec ce résonateur le long des fils conducteurs.
- V. Résonateur de 0,25 m. de diamètre.
- Résumé des observations sur ce cercle :
- La longueur d’onde du résonateur de 0,25 m. est de 2.20 m., à i5 centimètres près.
- Celle longueur d’onde est égale, dans les mêmes limites d’erreur, à celle qui avait été obtenue avec ce résonateur le long des fils conducteurs.
- VI. Résonateur de 0,20 m. de diamètre.
- Ce résonateur et le suivant n’ont été expérimentés qu’avec le miroir de 3 mètres. On a employé deux modèles différents du résonateur de cette dimension :
- i° Un cercle en fil de cuivre de 2 millimètres d’épaisseur (fil fin);
- 20 Un cercle formé d’un fil de cuivre de 1 cen-mètre d’épaisseur (gros fil).
- Il ressort des observations sur le premier :
- La longueur d’onde du cercle de 0,20 déduite de la mesure du second nœud vertical est de 2 mètres, à i5 centimètres près.
- Ce résultat paraît devoir être un peu trop fort par rapport aux dimensions de ce cercle, puisqu’il est presque le même que celui obtenu avec le cercle de 0,25 m.
- D’autre part, le cercle de 0,20 (gros fil) a donné un résultat notablement plus faible, d’où se déduirait une longueur d’onde de 1,70 m.
- VII. Résonateur de 0,10 m. de diamètre.
- Les observations avec le miroir de 3 mètres ont donné une longueur d’onde de 0,80 m. à 10 centimètres près.
- Les mesures effectuées avec les deux derniers résonateurs soit dans l’air, soit le long des fils, sont trop peu nombreuses pour que les auteurs pensent pouvoir en tirer des comparaisons vraiment probantes sur les valeurs relatives de la vitesse de propagation dans les deux cas.
- Les observations d’ailleurs sont beaucoup plus difficiles avec ces petits cercles qu’avec les grands, à cause de la très petite intensité de l’étincelle secondaire. Ledegrédeprécisionqu’elles comportent est donc forcément beaucoup plus faible que celui que l’on peut attribuer aux expériences à grande échelle.
- Conclusions'.
- Comme on l’a vu, MM. Sarasin et de La Rive ont répété dans les conditions les plus diverses
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- D9°
- LA LUMIÈRE ELECTRIQUE
- la belle expérience par laquelle M. Hertz a démontré les interférences des ondulations électriques en avant d’une paroi métallique qui les réfléchit normalement.
- « Nous avons fait varier successivement, disent-ils, les dimensions et la disposition du local d’expériences, les dimensions de la paroi métallique rafraîchissante, les dimensions et la forme de l’oscillateur ou primaire, le mode de production de son étincelle jaillissant tantôt dans l’air, tantôt dans l’huile, la distance du primaire au miroir, les dimensions des résonateurs circulaires et la disposition de la vis micrométrique dont ils sont munis; nous avons étudié les variations de la force électrique tantôt en plaçant le cercle parallèlement au miroir, c’est-à-dire dans le plan de l’onde, tantôt dans le plan mené par l’axe du primaire normalement à ce miroir, c’est-à-dire dans le plan de vibration ; avec ces deux positions du résonateur nous avons employé des procédés d’observation différents : courbes d’intensité, mesure directe des positions d’extinction de l’étincelle secondaire, méthode de retournement. Dans ces conditions variées d’expériences les résultats ont montré une remarquable constance, confirmant d’une manière générale la découverte de M. Hertz de la propagation ondulatoire de la force électrique et de ses interférences. Le phénomène ne varie que dans la netteté avec laquelle il se produit, la condition pour obtenir la régularité et l’équidistance des alternances de la force électrique étant que pour chaque dimension du résonateur ou chaque grandeur de la longueur d’onde correspondante la paroi réfléchissante ait des dimensions suffisamment grandes par rapport à cette longueur d’onde. C’est de là uniquement que proviennent les doutes et les contradictions concernant les résultats des expériences antérieures relatives aux longueurs d’onde de 6 mètres environ.
- Ces doutes ont été complètement levés, nous semble-t-il, par les expériences à grande échelle dont nous venons de rendre compte. Des expériences que nousavonsfailesavec un Ruhmkorff moyen et l’étincelle dans l’air pendant la période de démolition graduelle de la grande paroi métallique ont démontré que pour que les nœuds et les ventres équidistants se produisent avec une netteté suffisante il faut que la surface réfléchissante ait au moins 12 mètres à 14 mètres
- de largeur et 8 mètres de hauteur pour le résonateur de 0,75 m., 8 mètres sur 8 mètres pour le cercle de o,5o m. Les expériences antérieures avaient déjà montré qu’un miroir de 3 mètres sur 5 mètres suffit pour un cercle de o,35 m. et qu’un miroir de 3 mètres sur 3 mètres donne de bons résultats avec les cercles plus petits.
- La question d’égalité de vitesse dans l’air et le long des fils nous paraît définitivement tranchée par les expériences à grande échelle avec le miroir de 16 mètres. Le cercle de o,5o m. nous a donné en effet, dans ces conditions, quatre ventres et trois nœuds très nets, le cercle de 0,75 m. trois ventres et deux nœuds également nets, dont les intervalles sont, dans la limite des erreurs d’observation, les mêmes que ceux que nous avions constatés le long des fils. Ainsi se trouvent pleinement confirmées, même pour les grandes longueurs d’onde, les conclusions auxquelles nous étions arrivés dans nos premières recherches sur les interférences des ondulations électriques dans l’air.
- Considérant dans leur ensemble les trois séries de recherches dont nous venons de rendre compte nous voyons que la longueur d’onde donnée dans l’air par un résonateur ne change pas sensiblement lorsque les dimensions de l’excitateur primaire varient entre certaines limites.
- Des expériences précises effectuées sur le cercle de 0,75 m. ont montré en revanche que l’intensitc de l’étincelle secondaire varie avec la grandeur de l’excitateur, affectant une valeur maxima pour une longueur déterminée de l’excitateur donnant l’unisson du résonateur.
- L’inspection de tous nos résultats montre aussi que l’intervalle qui sépare le premier nœud du miroir est le même que les internœuds suivants. Il y a donc un nœud au miroir même et il n’y a pas de perturbation à l’extrémité comme nous en avons observé dans le cas des fils.
- Pour ce qui est de la loi d’après laquelle la longueur d’onde d’un résonateur circulaire varie avec son diamètre et de la valeur relative des vitesses de propagation dans l’air et le long des fils, nos résultats sont résumés par le tableau suivant, pour lequel nous nous bornons aux cinq résonateurs que nous avions plus spécialement étudiés le long des fils. Nous rappelons en outre
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- 5g i
- que la valeur indiquée dans ce tableau pour 1/4 À, cercle de 1 mètre, ne doit être acceptée qu’avec les réserves faites ci-dessus au sujet de la détermination de la longueur d’onde de ce cercle dans l’air :
- Dliunètrc du corclo D j 0,75 o,5o o,35 0,25 m.
- 1/4 ). air 2 1,60 1 0,75 o,55
- 1/4 X fils 1,92 1,40 0,98 0,73 0,56
- 2 D 2 i,5o 1 0,70 o,5o
- En terminant nous formulons comme suit les conclusions de ce travail :
- Le résonateur circulaire a une longueur d'onde constante, quelles que soient les dimensions de l’excitateur ; l'intensité de l’étincelle secondaire varie seule, atteignant son maximum pour une longueur donnée de /’excitateur.
- Le quart de la longueur d'onde d'un résonateur circulaire est approximativement égal au double de son diamètre.
- Dans le cas de la réflexion normale contre une paroi métallique, le premier nœud est exactement au miroir.
- Enfin comme résultat principal :
- La vitesse de propagation de l'ondulation électrique est la même dans l'air que le long des fils conducteurs.
- La résistance électrique des métaux et des alliages
- aux températures voisines du zéro absolu, par
- MM. James Dewar et J. A. Fleming (’).
- En octobre dernier, les auteurs publiaient sur ce sujet un mémoire que nous avons analysé (2) et duquel i! résultait que la résistance électrique des métaux purs tend vers zéro quand la température tend vers le zéro de l’échelle thermodynamique. L’importance de cette conclusion les a décidés à entreprendre une nouvelle série d’expériences avec des métaux préparés avec le plus grand soin.
- Les résultats obtenus pouvaient s’exprimer soit par le calcul de la résistance spécifique rapportée à l’unité de masse, soit par celui de la résistance spécifique rapportée à l’unité de vo_ lume. La première de ces quantités est ordinairement définie comme étant la résistance d’un
- (') Philosophical Magazine, t. XXXVI, p 271-300. — Septembre 1893.
- (-) La Lumière Electrique, t. XLVI, p. 243.
- fil de la matière considérée ayant un mètre de longueur et pesant un gramme. Lorsqu’elle est connue, la résistance par unité de volume s’en déduit aisément si l’on connaît la densité absolue de la matière. Quant à la résistance spécifique rapportée à l’unité de volume, on sait qu’elle est celle d’un cube ayant un centimètre de côté à la température à laquelle se trouve la matière considérée.
- Le calcul de la résistance par unité de masse nécessitait la détermination de la masse d’une longueur de un mètre des fils employés. Les diamètres de ces fils n’étant que de.8 à 25 centièmes de millimètre et leurs longueurs étant toujours assez petites, l’erreur relative commise dans cette détermination aurait pu être très considérable; de plus, une difficulté du même genre se présentait pour la mesure de la densité de la matière constituant ces fils. Le calcul de la résistance spécifique par unité de volume n’était guère plus pratique, puisqu’il nécessite la connaissance des dimensions des fils aux températures pour lesquelles on a mesuré leurs résistances. Aussi, MM. Dewar et Fleming ont-ils, comme dans leur premier mémoire, calculé d’après leurs résultats la résistance qu’aurait, à diverses températures, un cube ayant un centimètre de côté à la température ordinaire (i5 à 20° C). C’est cette résistance que nous appellerons résistance spécifique, et qu’il ne faut pas confondre avec la résistance spécifique vraie par unité de volume.
- La méthode de mesure des températures, que les auteurs avaient omis d’indiquer dans leur premier mémoire, est celle de M. Callendar. Le thermomètre à air ne pouvait en effet convenir aux basses températures employées (— 200° C) et le thermomètre à hydrogène à pression constante exige dans ces conditions des précautions minutieuses pour donner des résultats comparables. Ayant eu l’occasion fl) d’exposer la méthode de M. Callendar et d'indiquer comment s’obtient la relation entre les températures de l'échelle du platine et celles de l’échelle thermodynamique, nous n’insisterons pas sur ce sujet. Rappelons seulement qu’elle exige des échantillons de platine reprenant exactement la même résistance à une même température, quelles que soient les variations de température qu’on (*)
- (*) La Lumière Électrique, t. XLVII, p, 21.
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- leur ait fait subir. Or, MM. Dewar et Fleming ont constaté, d’accord en cela avec M. Callendar, qu’un fil de platine pur, doux et recuit, satisfait à ces conditions. Ils ont observé en outre qu’il existait de petites différences entre les résistances spécifiques et les coefficients de variation de fils de divers diamètres, bien qu’ils aient été préparés avec le plus grand soin, mais que les différences qui en résultaient dans les valeurs d’une même température n’étaient pas plus grandes que celles que l’on observe entre les indications de plusieurs thermomètres à mercure. La mesure des températures est donc d’une exactitude suffisante.
- La mesure du diamètre moyen de fils aussi fins que ceux soumis aux expériences présentait de sérieuses difficultés. Après quelques essais, la méthode suivante a été adoptée.
- Un bouchon'percé’d’un trou suivant son axe est placé entre une source lurpineuse et un objectif de microscope horizontal. Perpendiculairement à son axe le bouchon porte deux petits bouts de tube de verre dans lesquels on fait glisser le fil à étudier. Dans le plan parallèle à l’objectif passant par ce fil s’en trouve un second. On obtient ainsi sur un écran placé au-delà de l’objectif deux images réelles agrandies dont on peut mesurer les dimensions à l’aide d’un compas. Cette mesure peut se faire avec une erreur moindre qu’un centième en choisissant, suivant le diamètre du fil étudié, un objectif donnant de ce fil une image de 2 à 3 centimètres de largeur. En effectuant la même opération en tous les points du fil distants de 5 centimètres environ, on obtient une série de valeurs d’où l’on peut déduire le diamètre moyen relatif en fonction d’une unité arbitraire, le diamètre du fil de comparaison. La valeur absolue de ce diamètre est obtenue en comparant son image à celle d’un fil étalon dont le diamètre a été mesuré avec les appareils du Board of Trade.
- Ce procédé est très rapide et sa précision est aussi grande que celle que l’on obtiendrait en déterminant le diamètre moyen du fil par la mesure de sa longueur, de sa masse et de sa densité. Ainsi, par ce derniêr procédé, M. Swan a obtenu 0,02608 cm. pour le diamètre moyen d’un fil pour lequel MM. Dewar et Fleming avaient trouvé 0,02609 cm. ; la différence est moindre que 1/2600.
- Dans les premières expériences, les fils étaient
- enroulés sur une petite plaque rectangulaire de mica dont les plus grands côtés portaient des entailles destinées à recevoir les différentes spires. Mais lorsqu’on opérait avec des fils de faible ténacité, tels que ceux d’aluminium et de plomb, ces fils étaient souvent coupés par les arêtes du mica. Pour remédier à cet inconvénient, les fils furent enroulés en bobirie.
- Chaque bobine est formée d’une simple feuille de fibre vulcanisée maintenue par des fils de soie sur une légère charpente formée de fils de cuivre recouverts de gutta, Sur la surface cylin-
- TADLEAU I
- R, G P. V
- 5,2171 4,6545 195,2 141,0 18 388 16 334 192 2 i39 8 Paraffine.
- 4,1876 98,5 H 759 98 55
- 4,1813 q8,o5 14 737 98 10 |
- 3,9982 80, qo 14 092 81 20 Huile.
- 3,7bQb 60,0 i3 286 60 55 1
- 3,5440 39,6 12 49 r 40 15
- 3,3108 18,45 11 669 18 85
- 3,3043 17,90 11 646 18 25
- 3,2991 • 17,20 11 628 17 55
- 3,2739 14,90 11 53g l5 20
- 3,2487 12,80 11 450 l3 10
- 3,2450 12,60 11 437 12 85
- 3,1l36 0,60 10 974 0 60 Glace fondante.
- 2,8034 9 88 r — 27 8 Paraffine et acide
- 2,6222 2,4225 2,2085 2,oi38 i,9446 0,9493 9 1242 8 538 77 84 7 098 6 854 3 339 — 44 0 — 62 7 — 81 9 — 99 8 — 10G 1 — 197 carbonique solide. Éther et neige carbonique. Éthylène liquide. Oxygène bouillant sous pression de 750mm.
- o,6g5i 0,6921 2 45g 3 439 — 219 7 — 219 9 1 Oxygène bouillant sous faible pression.
- drique de la feuille est enroulé un fil de soie, et c’est entre les spires de ce fil que l’on place le fil métallique. La bobine ainsi préparée est plongée dans de la paraffine chauffée à 200° C, puis est abandonnée à un refroidissement lent. Le fil se trouve ainsi recuit et la paraffine assure un bon isolement des diverses spires.
- La mesure des résistances de bobines s’effectue par la méthode du pont de Wheatstone, et toutes les corrections nécessitées par les variations de température sont faites avec soin. Les connexions des diverses branches du pont étant effectuées par des tronçons d’un mince fil de cuivre, il suffisait de mesurer la résistance d’une longueur de ce fil égale à la somme des Ion-
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- 5g3
- gueurs des tronçons pour avoir la résistance introduite par les connexions.
- Quant aux températures pour lesquelles les résistances sont mesurées, ce sont celles déjà
- employées dans les premières expériences, c’est-à-dire approximativement ioo", 20°, — 8o° (acide carbonique et éther), — 100" (éthylène), — 182° (oxygène), — 1970 (oxygène dans le vide).
- TABLEAU II.
- U a «0 J
- 0 s b * S rt ‘5 u 0 SX -s "a * >3 rs i t a a s « Z | 0 £ 1 S g H 0. ^ "5 •a S ? *3 « If!
- 1 i V H •« -ë G. C (-1 1 * H v " •a £ | s £ § H S
- H
- Platine (échantillon) ! l'~ 98° 40 14834 i8"85 11658 o«55 iog58 — 81-9 7622 — 99° 3 6952 — I97°i 3046 —
- Or ( lf s-s — 19" 1 ("O — 8i°9 — 106,1 — 196“1
- ) P = — 2347,0 2200.8 i548,5 1066,8 681,3
- Palladium J lr e-3 98“ 55 18-45 o°6 — 8i"9 — — 197°1
- / P “ 13791 10878 10253 7166 — 2783
- Argent 98“ 2 18-70 o“65 — 8l°9 — — 197° 1
- / P c= 20G2,2 1588,1 1488,6 1021,3 — 389,7
- Cuivre 98“ 0 18“ 70 o" 55 — 8l“9 — — 197°1 — 223" 2
- f 0 = 2215,8 1081,8 1563.9 1024,3 — 288.7 143,6
- Aluminium à 99 0/0 5 t’ = — 19-10 i°o5 — 8i°9 — — 197° 1
- Aluminium du commerce il’ = 2772,3 19” 25 2585,1 I°0 1704.2 — 8i°9 — 106" 1 559.7 — 197"1 — 219°2
- à 97,5 0/0. Fer (échantillon provenant S V = — 2869,2 18-90 2683,2 i°45 1787,6 — 8109 1479,5 5o6,3 — 19701 324, S
- des ateliers d’Armstrong P - 11498 10592 6547 2341
- Fer (échantillon fourni pai t' - 98° 2 18-65 o°7o — 81-9 — 1970!
- MM.Hopkins et Williams) t p = I403l 10014 9115 5318 — 1220 644
- Nickel ) r = — 19° t i°35 — 81-9 — — 197° 7
- (p = — 14053 12402 7242 — 1908 —
- Étain \ v = — 19- i5 1*0 — 81-9 — — I97°i —
- f P = — 14136 i3ioo 8788 — 3399 —
- Magnésium F = f P = 98°55 17-07 ou 55 — 81 “ 9 — — 197° 1 —
- 5y“86 4647 4860 2970 — 1001 —
- Zinc e = — ï9° 20 i«5 — 8l°9 — — 19701 —
- t p = — 6209 5774 3346 — 1499,5 —
- Cadmium 11’ = — 190 20 roo — 81-9 — — 197“I
- \ p = 10980 10064 6945 — 2962
- Plomb ( f = — ig“o5 ro — 81-q — — I97°l —
- l 9 — — 21959 20433 14066 — 6020 —
- Thallium 98° 5 246O0 17" 1 >8749 o°7 17712 — 81-9 11829 — 197°1 4888 —
- Platine-argent (Ag = 66o/o( t' = 93”25 l6“ I 1 «85 — 8i“9 — 106"1 — rg7»i
- Pt = 23o/o). i 0 = 3229G 31726 31573 80964 30790 30173
- Platine iridié (Pt = 80 o/oi t' = 93“3 168 r i°8 — 8i“q — ig6ui — 897° t
- Ir=2o 0/0). > p = 33271 31296 30933 28886 23347 26081
- Platine-rhodium (Pt 90 o/ol l' — 92° 25 16“ 1 1 “75 — 81 "9 — 106-1 — 197°1
- Rd= 100/0). t p = 28943 21635 21188 18648 ]8o65 15184 —
- Or-Argent Au = 900/01 /' = 91-65 16" i5 o°9 — 81" 9 — 106” 1 — 197-1
- A g = 10 0/0 r P sss 6997 6467 6293 5666 5b 10 4817
- Aluminium-argent ) c = 92-5 l6“ 25 o°9 — 81 0 9 — 106-1 — >97” 1
- Al = 94 0/0 Ag = 6 0/0 1 p = 5686 4824 4054 8728 3477 2484
- Aluminium-cuivre t f = 92“ 4 16-35 o°95 — 81-9 — loi,- I — 197“I
- Al = 94 0/0 Cu=6o/o. 3972 3087 291 1 i960 1715 719
- Manganine { f = 91-60 16" 25 o°9 — 8.“9 — 106°[ — !97“1 — 217-
- Cu = 84 Mn = 12 Ni = 4. ? P = 47523 47640 47036 47387 47225 45825 45270
- Argent allemand r' = ^ p = 92-25 3073 1 10U2 301 12 o°9 22987 — 81-9 29297 — 10b-1 29181 — 197”1 28317
- Platinoïde ) V - 1 p = 92-85 428L 16-25 41938 o°9 41745 — 8l“q 40633 ' — 106" 1 40413 — 197“1 39189
- Passons maintenant à l’exposé succinct des résultats obtenus.
- Le fil de platine devant plus tard servir à la mesure des températures a d’abord été étudié.
- Le tableau I donne les résultats; la première colonne contient les résistances R du fil exprimées en ohms; la seconde, la température t dans l’échelle centigrade ; la troisième, la ré-
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- 594
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- sistance spécifique calculée, et la quatrième, la température dans l’échelle du platine, c’est-à-dire :
- ,, _ Rf Rn .
- R,00 — Ro’
- dans la dernière colonne se trouve indiquée la nature du bain dans lequel était plongé le fil.
- Les auteurs s’étendent ensuite longuement sur les résultats obtenus avec un second échantillon de platine et avec un grand nombre d'autres métaux et alliages. Nous les résumerons dans les tableaux IL III et IV, donnant l’un les résistances spécifiques aux diverses températures, les autres les coefficients de variation. Dans la première, les températures sont exprimées dans l’échelle du platine.
- TABLEAUX III et IV.
- Métaux Résistance spécifique à o° Coefficient de variation entre o et foo°
- Platine 10917 0,00.3669
- Or 2197 0,00377
- Palladium I02I9 0,00354
- Argent 1468 O,00400 0,00428
- Cuivre î 56 r
- Aluminium 2665 0,00435
- Fer go65 0,00625
- Nickel 12323 0,00622
- Étain 13048 0,00440
- Magnésium 4355 o,oo33i
- Zinc 575i 0,00406
- Cadmium 10123 O,004 î
- Plomb 2o38o 0,0041I
- Thallium 17633 0,00398
- Alliages Résistance à o° Coefficient de variation à 1 5°
- Platine-argent 31582 0,000243
- Platine iridié 3o8g6 0,000822
- Platine rhodié 21 I42 0,00143
- Or-argent 6280 0,00124
- Acier au manganèse.... 67148 0,00127
- Acier au nickel 29452 0,00201
- Argent allemand 29982 0,000273
- Platinoïde 41731 0,ouo31
- Manganine 46678 0,0000
- Aluminium-argent 4641 0,00238
- .Aluminium-cuivre 2904 0,00381
- Bien que les valeurs des résistances obtenues dans cette série d’expériences diffèrent un peu de celles que les auteurs avaient trouvées l’an
- dernier, les conclusions générales restent les mêmes :
- i° Les lignes représentant les résistances des métaux en fonction de la température coupent l’axe des températures dans le voisinage de l’origine.
- 2° Ces lignes ont généralement une très faible courbure, qui est un peu plus accentuée pour les métaux magnétiques;
- • 3° Ces lignes se coupent aux basses températures, de sorte que le classement des métaux suivant leur conductibilité n’est plus le même qu’aux températures ordinaires. Au voisinage de — 200°, le cuivre pur paraît être le meilleur conducteur;
- 4* Les courbes relatives aux alliages ont montré certaines particularités. Celle de l’acier au manganèse présente un changement brusque de courbure vers — 400; celle de la manganine possède un point d’inflexion vers i5°, température pour laquelle son coefficient de variation est nul.
- J. B.
- Sur la téléphonie à longue distance, par MM. Perry et Beeston (*).
- L’étude de la propagation d’une perturbation électrique le long d’une ligne télégraphique présente de très grandes difficultés. Plusieurs savants s’en sont occupés, et Heaviside a traité le problème suivant toute sa généralité dans le numéro de janvier du Philosophical Magazine. Il tient compte de la résistance de la ligne, de sa capacité électrique, de sa self-induction, de sa perte par défaut d’isolement et des conditions limites. Mais il se trouve conduit à des calculs dont la complexité est telle que, de l’aveu de M. Perry lui-même, l’on ne peut les suivre que si l’on possède des connaissances mathématiques très étendues. Bien plus, même en acceptant les résultats de M. Heaviside, il est très difficile d’en tirer des conclusions pratiques.
- Ces raisons ont décidé M. Perry à publier quelques résultats intéressants obtenus par ses élèves dans l’hypothèse où l’on néglige les conditions limites, ce qui simplifie considérablement le problème.
- En comparant l’intensité i du courant à une
- (') Philosophical Magazine, t. XXXVI, p. 222-229, août 189?,
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 5g5
- distance x de l’origine d’un fil indéfini à celle du même courant à une distance x-\-dx, et en disposant convenablement la différence, on arrive à l’équation
- d3 i dx%
- = ftlÇi + (kr + Sl)
- d i d t
- + sn,
- 0)
- où k est la capacité, r la résistance, l la self-induction et s la perte par conductibilité, toutes ces quantités étant rapportées à l’unité de longueur.
- Cette équation est satisfaite par la fonction i — ae~hx sin (p t — gx),
- qui représente un courant sinusoïdal d’amplitude décroissante, courant qu’on peut assimiler à ceux qui sont fournis par un téléphone. Les quantités h et g sont données par l’expression
- \Ay VV ( + 9) ( + f?) - (¥ ~ h)-
- le signe — étant pris pour avoir la valeur de h, le signe-}- pour avoir celle de g) quant àp, il est égal à 2nf, / étant la fréquence du courant.
- Si deux courants de fréquences différentes se propagent le long de la même ligne, le rapport des amplitudes varie avec la distance ; il en est de même du retard. Soient/et/' les fréquences des notes extrêmes émises par la voix humaine et soit X la distance pour laquelle le rapport des amplitudes des courants correspondants s’est accru de la miime partie de ce qu’il était, on voit facilement que l’on a
- et approximativement
- v — ,__!___
- “ — m(h — h')'
- Si l’on appelle Y la distance pour laquelle l’un des courants présente sur l’autre un retard égal à la niéme partie de la période du courant de plus grande fréquence, on trouve
- et Y deviennent infinies pour des valeurs de Æ, /, r, s satisfaisant à la relation
- / k
- r ~~ s '
- Ce résultat semble indiquer que dans ce cas les courants émis par un transmetteur téléphonique pourraient reproduire la parole à toute distance, mais il ne faut pas oublier qu’une hypothèse restrictive a été faite dès le début.
- Pour le premier câble transatlantique français la résistance par mille nautique (1 852 mètres) est 2,93 ohms et sa capacité 0,43 microfarad ; on déduit de ces données
- h — 2,3215 x io~13 farad par centimètre, r — 1,582 x io~5 ohm par centimètre.
- M. Beeston a adopté ces nombres dans le calcul de X et Y pour diverses valeurs de la self-induction et de la perte par isolement. Bien qu’011 ignore pour quelles valeurs de m et de n les communications téléphoniques deviennent impossibles, M. Beeston a pris m = 4 et n — 6. Les fréquences des notes extrêmes émises par la voix humaine étant 1 000 et 100, on a approximativement p = 6000 et p1 = 600. Les deux tableaux suivants donnent les valeurs de X et de Y en millions de centimètres (un million de centimètres vaut environ 6 milles). La première ligne horizontale indique les valeurs de lx io10 et la première colonne celles de i'Xio10 adoptées dans les calculs. Le résultat correspondant à chaque combinaison de ces valeurs se trouve à l’intersection de la ligne et de la colonne qui les contiennent respectivement
- La comparaison de ces tableaux montre que X et Y varient à peu près de la mêmé manière avec la self-induction et la perte par défaut d’isolement. Quand l’une de ces quantités est nulle, les distances XetY augmentent en même temps que l’autre quantité. Quand toutes deux ne sont pas trop grandes, leur accroissement produit un accroissement de X et Y.
- M. Perry fait observer que cette méthode de discussion conduit à des résultats qu’il serait souvent difficile de déduire directement des formules mathématiques. Ainsi, lorsqu’on considère un courant sinusoïdal f = sinpl, l’équation (1) peut être remplacée par la suivante
- dx*
- d?i
- dl
- II’
- et cette équation montre qu’un défaut d’isolé-
- 30*
- Il est facile de s’assurer que ces valeurs de X
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- S V
- ment a le même effet qu’une diminution de
- S l
- de la self-induction et une diminution de la
- k
- résistance. Or, on sait que la diminution de la self-induction et l’accroissement de la résistance ne peuvent que nuire à la netteté de la transmission téléphonique. Une augmentation de la perte par défaut d’isolement devrait donc diminuer la distance à laquelle on peut téléphoner, contrairement à ce qui résulte des tableaux donnant X et Y.
- TABLEAU I. — (Valeurs de X).
- /xio,0=| O 2,6373 26,373 1,963 1,961 1,968 79,118 13 r,863 184,61 263,73
- X 0 0 OjOI °î1 I 5 10 20 40 70 100 i5o 200 25o 0,983 1,054 5,169 10,178 17,500 33,839
- 1,049 1, i3o i,3i9 1,734 2,527 3,447 5,314 7,536 10,090 1,13o 1,224 U444 ] ,g65 2,935 4,134 2,187 2.356 3.357 6,25o 7,671 72,03 6,35g 8,462 18,009 3qo,11 30,7.8 10,00 13,944 21498 128,17 67,93 7,727 o,65o 41,532 59,o3 t" grande 18,94 4,161 2,111 75,59 328,2 i3i,65 8,75 2,573 1,617
- TABLEAU IL — (Valeurs de Y).
- IX loi» =| 0 2,6373 26,373 79,118 131,863 184,61 263,73
- 'S) X O II 0 0,01 0,1 I 5 10 20 40 70 100 i5o 200 250 1,459 1,484 1,778 I .783 2,665 3,719 4,996 7,23g
- 1,800 1,893 2,424 3,297 5,796 15,152 57,965 283,49
- 1,889 2,426 3,752 7,292 15,216 27,078 58,35 106,42 170,36 1,927 2,482 3.874 7,649 17,342 30,147 4,142 6.63g 18,700 566,36 76,304 22,70 6,674 14,i3o 82,59 76,55 1,493 10,354 10,472 28,88 t1 grande 18,184 5.266 3.267 20,29 1i6,36 75,12 7,214 2,815 1,810
- En réalité, un calcul plus complet donne des résultats concordant avec ces tableaux. On
- trouve, en effet, en prenant p — 6000, p'— 600 et en supposant que l et s sont petits,
- 4k r j 1-4246 £-38^ \
- formule qui montre que l’accroissement de / et de s augmente la distance pourvu, conformément à l’hypothèse faite, que l et s ne soient pas trop grands. On voit par là à quelles erreurs on s’expose en discutant mal les formules mathématiques.
- Il résulte encore des tableaux précédents que s’il n'y a pas de perte par défaut d’isolement il est possible de faire complètement disparaître les fâcheux elfets de la capacité par l’introduction d’une self-induction, et que, s’il n’y a pas de self-induction, ces effets peuvent être supprimés par un défaut d’isolement convenable. Mais quand il y a à la fois self-induction et défaut d’isolement, on ne peut qu’atténuer les fâcheux effets de la capacité sans les supprimer complètement, car bien que les distances X et Y puissent devenir infinies pour certaines valeurs de s et de l, une légère variation de ces valeurs produit une diminution énorme des distances. Ace propos, M. Perry l'appelle qu’il a entrepris, il y a une quinzaine d’années, en collaboration avec M. Ayrton, des expériences de transmission à l’aide d’un câble de cuivre nu immergé. Dans ce cas, k ets étaient à la fois très grands et, d’après les tableaux précédents, les résultats ne pouvaient être satisfaisants; c’est ce que montrèrent les expériences.
- Dans son mémoire, M. Perry donne deux autres tableaux qui permettent de trouver facilement les distances Xet Y pour des valeurs quelconques de m et de n et pour des valeurs don-l S
- nées de - et de U. Un cinquième donne les dis-r k
- tances pour lesquelles l’amplitude du courant devient la moitié de ce qu’elle était primitivement. Ce tableau montre que cette distance diminue considérablement quand la perte par defaut d’isolement augmente. Il faudrait donc des instruments d’une extrême sensibilité pour correspondre téléphoniquement aux grandes distances indiquées dans les tableaux que nous avons reproduits.
- J. B.
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- FAITS DIVERS
- Dans notre dernier numéro, nous avons donné les principales décisions prises par le comité spécial du congrès international d'électricité de Chicago relatives aux unités. C’est d’abord la consécration des unités déjà à peu près universellement employées; puis c’est la substitution du « henry » au quadrant.
- Quant aux communications présentées en séance, elles ont été nombreuses, mais dans le nombre très peu contiennent des idées nouvelles. Voici un aperçu des travaux :
- Adresse inaugurale, par le professeur Elisha Gray. — L’industrie électrique américaine et l’Exposition jugées par un étranger, par M. Ayrton. — Discours de MM. von Helmholtz, Gray, Preece et Mascart.
- Section A. Théorie pure : Le traitement analytique des courants alternatifs, par M. A. Macfarlane. L’auteur critique la méthode graphique employée par MM. Bedell et Crehore, qui n’est pas applicable aux cas complexes; l’algèbre permet de traiter tous les cas.
- Les quantités complexes et leur application en électricité, par M. C. P. Steinmetz. Nouvelle méthode de calcul simplifié applicable aux courants alternatifs. L’auteur propose d’introduire le symbole j dans l’expression de la sinusoïde, et pour la désignation de \l—1. Est-ce simplement pour remplacer la lettre i employée jusqu’ici que cette proposition est faite? Nous ne le savons pas, et nous attendons la publication du mémoire.
- Discussion générale de la distribution du courant dans deux circuits reliés contenant de la capacité, par MM. Bedell et Crehore. Suite des études déjà publiées par les auteurs et dont nous avons donné une analyse. Les auteurs supposent le coefficient de self-induction constant, et ne considèrent donc pas le cas de présence du fer.
- Explication de l’effet Ferranti, par M. J. Sahulka. L’auteur base cette explication sur les fuites magnétiques du transformateur.
- Mesure de la puissance des courants polyphasés, par M. A. Blondel.
- Extension de l’emploi du terme résistance dans les problèmes des courants alternatifs, par M. W. E. Ayrton.
- Section B. Théorie et pratique : La transmission de signaux électriques à travers l’espace, par M. Preece.
- Téléphonie sous-marine, par M. Silvanus P. Thompson.
- Les meilleurs matériaux pour la construction de bobines de résistance, par M. Sindeck. Sommaire des données obtenues principalement à la Reichsanstalt.
- Le coefficient de température du cuivre, par M. Kenelly.
- Mesures photométriques, par M. Thomas. L’auteur s’occupe des erreurs apparentes qui ont été observées et qui affecteraient la loi de l’inverse des carrés; une source
- d’erreur serait due à la réflexion à l’intérieur des cheminées cylindriques ou des globes des sources de lumière.
- Voltmètres électrostatiques, par M. H. S. Carhart.
- Mode de régulation des moteurs électriques pour chro-nographes, par M. A. G. Webster. L’auteur se sert d’un diapason pour régler les émissions de courant, et d’un moteur synchrone.
- Le fer pour transformateurs, par M. J. A. Ewing.
- Laboratoires d’ingénieurs électriciens à Londres, par M. A. Jamieson.
- Diagrammes de transformateurs déterminés expérimentalement, par M. Bedell.
- Instrument perfectionné pour mesurer la réluctance magnétique, par M. A. E. Kennelly.
- La variation de la différence de potentiel de l’arc en fonction du courant, des dimensions et de la distance des charbons, par M. W. S. Ayrton.
- Lumière et chaleur de l’arc, par M. Violle.
- L’unité de lumière Swinburne-Thompson, par M. S. P. Thompson.
- La variation périodique de la puissance lumineuse de l’arc alternatif, par M. B. F. Thomas.
- Le rendement maximum des lampes à arc à puissance constante, par M. H S. Carhart.
- Nouvelles recherches sur l’arc à courant alternatif, par M. A Blondel.
- L’arc à courant constant et son emploi comme étalon de lumière, par M A. Blondel.
- L’origine des harmoniques et leurs effets, par M. H. W. Rowland.
- Section C. Pratique pure : Pompes rotatives à mercure, par M. F. Schulze-Berge.
- Constructions électriques souterraines aux États-Unis, par M. D. C. Jackson.
- Les divers emplois du voltmètre électrostatique, par M. F. Sahulka.
- Une nouvelle lampe à arc et à incandescence, par M. L. B. Warks.
- Sur les dynamos à courant continu' pour hautes tensions, par M. F. B. Crocker. L’auteur décrit deux machines qu’il a construites, l’une d’un cheval, avec une tension de 5ooo volts, l’autre donnant 11000 et 4 ampères à 1800 tours par minute et ayant 108 lames au collecteur.
- Sur les moteurs polyphasés et la transmission de la force, par M. Louis Duncan. C’est une discussion générale sur le sujet qu’ouvre M. Duncan. Il montre que la meilleure distribution de la force électromotrice fait que le moteur à courant alternatif présente un meilleur rendement que la machine à courant continu, en laissant de côté la self-induction. M. C. Ilasson, en faisant l’historique de la transmission de force par l’électricité en Californie, dit qu’au point de vue financier ces entreprises ont été des insuccès. M. S. P. Thompson cite, à la demande de M. Thury, les installations à courant continu à haute tension qui fonctionnent avec succès en Europe. M. Forbes s’exprime en faveur du système biphasé avec deux cou-
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- rants indépendants qu’il recommande pour l’installation du Niagara.
- M. Nikola Tesla a fait une conférence dans un des halls de l’exposition.
- Nous donnerons prochainement les plus intéressantes de ces communications.
- M. le général Venukoff vient de communiquer à l’Académie les résultats d’une importante série de déterminations de déclinaisons et d’inclinaisons magnétiques effectuées dans la Russie d’Asie par M. Schwartz, de Tachkent, Discutant les nombreux documents magnétiques accumulés sur la Russie d’Europe, il montre qu’il existe un véritable pôle magnétique près de Belgorod ; de plus vers Grodno les lignes isogoniques au lieu d’ètre parallèles sont convergentes. Enfin, à Saint-Pétersbourg, on note une anomalie de io degrés dans la déclinaison de l’aiguille aimantée; mais cette anomalie ne serait point due à une cause naturelle, elle devrait être attribuée au voisinage d’une forteresse dans laquelle est emmagasiné un immense matériel en fer ou en acier.
- Nous avons à plusieurs reprises noté les essais faits de divers côtés pour chercher au moteur à gaz une nouvelle application dans la traction des tramways. Cette question a été étudiée en Allemagne, en Suisse, en Amérique, etc.
- A Neufchâtel (Suisse), sur une ligne de 5 kilomètres de longueur, sur laquelle la différence de niveau la plus grande ne dépasse pas 11,70 m., un moteur à gaz de 8 chevaux, à deux cylindres, suffirait, pour faire circuler à la vitesse de 18 kilomètres à l’heure en plaine, une voiture automobile contenant vingt personnes sans compter le contrôleur et le conducteur. En attelant une seconde voiture on pourrait atteindre encore unevitesse de 10 kilomètres à l’heure.
- Le gaz serait emmagasiné sous une pression de 10 atmosphères dans des récipients portés par la voiture. Les études ont été poussées assez loin pour que des constructeurs suisses aient accepté l’engagement de fournir des voitures avec ou sans moteur, et que la Compagnie du tramway ait traité pour la fourniture du gaz avec l’usine à gaz.
- Nous avons déjà parlé des essais faits à Dresde avec une voiture mue par un moteur à gaz système Luhrig. Il est question d’organiser à Nordhausen, à titre d’essai, l’exploitation par moteur à gaz d’une ligne entre la gare du chemin de fer et la ville haute, et, après des résultats bien constatés d’appliquer le système aux autres lignes. n La Revue Industrielle signale â ce propos le peu d’empressement que les compagnies de gaz et de tramways, dans les grandes villes européennes ont témoigné à cette application des moteurs à gaz. Les lignes ne manquent pas où l’on aurait pu procéder à des essais sérieux sans
- s’exposer à des grandes dépenses, où l’on aurait pu reconnaître les avantages et les inconvénients de ce mode de traction, se rendre compte des influences de l’établissement de la voie, de la longueur des parcours des courbes et des rampes à franchir et savoir comment se comporteront les organes de la machine et de la transmission, quelle est la dépense de gaz par voiture-kilomètre, etc. On n’en serait pas réduit encore aujourd’hui soit à des calculs théoriques sujets à caution, soit à des prix de revient variables suivant le tempérament de l’auteur, si bien qu’il n’est pas possible de se prononcer avec quelque assurance sur les économies réalisables en substituant le gaz aux procédés en usage.
- Dans son ouvrage récent sur les moteurs à gaz et à pétrole, notre collaborateur M. Gustave Richard montre cette indifférence que rencontrent chez nous les applications dont est susceptible le moteur à gaz, alors qu’elles se multiplient en Angleterre et en Allemagne.
- Au point de vue particulier de la traction, nous pensons toutefois, que cette indifférence est explicable; le moteur, électrique n’a-t-il pas entre autres l’avantage de ne comporter aucun organe de transformation du mouvement rectiligne en mouvement rotatoire, l’avantage de la compacité et de la robustesse de ses organes des plus simples, et ne donne-t-il pas par sa nature même le coup de collier nécessaire au démarrage? Quant au prix de revient de la traction, si les chiffres diffèrent beaucoup selon les cas, l’expérience acquise sur une si vaste échelle aux États-Unis prouve qu’il est loin d’être onéreux.
- Parmi de nombreux projets de transport de force motrice étudiés en Suisse, il en est un dont on s’occupe depuis plusieurs années déjà et qui comporte Tutilisation des forces de l’Aar, à Weynau, pour une puissance de|20oo chevaux environ qu’on enverrait à des distances diverses allant jusqu’à 20 kilomètres.
- Ce qui constitue l’originalité de ce projet, dit M. Mallet dans le Bulletin de la Société des Ingénieurs civils est le double mode de distribution. Si la distance à laquelle la force devait être envoyée n’avait pas dépassé 5 à 6 kilomètres, on aurait employé uniquement l’air comprimé, qui, d’après les auteurs, coûterait moins cher que l’électricité; mais la distance maxima, qui atteint 20 kilomètres devient prohibitive pour tout autre agent que l’électricité. On a donc proposé d’employer les deux, l’une pour les petites, l’autre pour les grandes distances.
- Le courant de haute tension serait envoyé dans des conducteurs aériens en cuivre de 3 à 6 millimètres de diamètre, dont les supports seraient isolés avec des précautions spéciales. Les transformateurs réduiraient le voltage de 8000 à 100 ou i5o volts, au lieu d’emploi où la distribution du courant se ferait par des fils souterrains bien isolés.
- Au bâtiment des turbines* à Weynau* seraient installés cinq compresseurs capables de fournir 25oo m5 d’air à
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- l’heure à la pression de 8 atmosphères; deux conduites principales, Tune de 25o, l’autre de 175 millimètres, conduiraient cet air au point de consommation. Ces conduites seraient en fonte.
- Les tarifs seraient : le cheval électrique, pour 3,000 heures par an, coûterait de 600 fr. pour un cheval et au-dessous à 175 fr. pour 200 chevaux et au-delà; le cheval pneumatique coûterait à peu près le même prix; enfin l’éclairage électrique par incandescence coûterait de o,o65 fr. par lampe-heure pour i à g lampes, à 0,045 fr. pour 200 lampes et au-delà.
- Ce projet paraît avoir subi plusieurs modifications. En tout cas la situation centrale de Weynau, à proximité des lignes de chemins de fer les plus importantes, telles que le Central Suisse, le Saint-Gothard et la ligne projetée du Jura-Gothard, garantissent la réussite du projet. Jusqu’à présent, le placement de 1,200 chevaux est assuré, plusieurs établissements suisses et étrangers de premier rang concourent pour l’exploitation de cette force.
- D’autre part* M. G. Ritter vient également de présenter un projet qui pourrait être d’une grande utilité pour le district de la Broyé. Il propose d’aller prendre de l’eau dans la Sarine, près de Courtépin ; et l’eau serait amenée par un tunnel de 4,300 mètres, suivi d’un canal de 3,5oo mètres, à un réservoir situé au-dessus de Courge-vaux. Une conduite en tôle de 1, 5o mètre de diamètre donnerait 10000 chevaux à répartir de Mondon à Estavayer à Mora et Aarberg. Cette force motrice permettrait l’installation de nombreux établissements industriels et de l’éclairage électrique; on songerait même à appliquer l'électricité aux chemins de fer de la région.
- La Commercial Gazette de Boston dit que les courroies en cuir peuvent être avantageusement -remplacées par des courroies en papier. On a essayé le caoutchouc et le Coton, mais une courroie en papier est préférable,Jcar par l’usage sa surface durcit au point qu’on ne peut plus la couper qu'au ciseau.
- L’installation hydro-électriquc d’Anvers continuera à se développer, dit The Electrician, malgré la mort de son initiateur, M. Yan Rysselberghe. Le traité avec la municipalité d’Anvers stipule la pose immédiate de 8 kilomètres de conduites hydrauliques et 16 kilomètres de conducteurs électriques; la résistance des conducteurs électriques ne doit pas excéder 0,20 ohm par kilomètre. La première station hydraulique doit être de 5oo chevaux et capable d’envoyer 75 litres d’eau par seconde dans [les conduites à une pression de 5g,5 atmosphères.
- Dans la justification de ce projet devant la municipalité, M. Van Rysselberghe arguait que 12 lampes de iG bougies pouvaient être alimentées par cheval, et comme le cheval-heure exigerait un kilogramme de charbon, le charbon dépensé par lampe coûterait o,i3 cen-
- times, tandis que le gaz pour un brûleur donnant la même lumière coûterait 5 centimes par heure. Gomment se fait-il alors, s’est demandé M. Van Rysselberghe, que les électriciens ne puissent pas produire un éclairage meilleur marché que le gaz? Par suite de la perte dans la transmission de la station génératrice aux consomma-, leurs. Supprimez cette perte, disait M. Van Rysselberghe, et vous réussirez. Cet argument, quoiqu’il ne tînt pas compte de l’irrégularité de la consommation, convainquit la municipalité anversoise, qui accorda la concession demandée.
- Le courant devra être vendu au prix maximum de o,85 fr. le kilowatt-heure, et l’eau pour la force motrice à 0,45 fr. le mètre cube, sous la pression minima de 47,5 atmosphères.
- M. Hanemann, ingénieur russe, vient de Soumettre à là direction des travaux publics de Saint-Pétersbourg un projet de construction d’un tunnel sous la Néva. Le tunnel, de section circulaire, dit la Revue française, aurait 12 mètres de diamètre ; il aura 185 mètres de longueur et ressemblerait au tunnel souterrain de Londres. Il serait divisé en 4 étages : dans le premier seraient posés des fils télégraphiques et des fils téléphoniques; le second serait destiné aux piétons, le troisième aux voitures, le quatrième aux tramways. Le coût de l’entreprise serait de 3,3oo,ooo roubles.
- MM. W. A. Shenstone et Martin Prlest vienhént de faire, devant la Chemical Society de Londres, une communication intéressante sur la formation de l’ozone. Ces auteurs ont soumis un volume connu d’oxygène renfermé dans un ozonateur du modèle Brodié, à l’influence de décharges produites dans des conditions variables de potentiel, et ils déterminèrent la quantité d’ozone produite en observant les changements de volume au moyen d’un manomètre à mercure. Les conclusions auxquelles arrivent sont résumées aussi par la Revue scientifique :
- i° U est possible d’obtenir des résultats concordants;
- 20 Pourvu que le trajet de la décharge ne soit pas trop court en aucun point de l’ozoniseur, la proportion maxima d’ozone qui peut être produite à une température et à une pression données est à peu près indépendante de la différence de potentiel du courant employé, à la condition que cette différence se maintienne entres les limites de 33 et 69 unités électrostatiques C. G. S.;
- 3“ Si le trajet de la décharge est très court en un point quelconque de l’ozoniseur, la proportion maxima d’ozone qui peut être obtenue est en raison inverse de la différence de potentiel;
- 4° La rapidité avec laquelle l’oxygène est converti en ozone dans un ozoniseur donné et sous des conditions données de température est plus grande avec de grandes différences de potentiel qu’avec des petites;
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- 5° La proportion maxima d’ozone est moindre quan d le nombre des décharges pendant l’unité de temps est très grand que lorsque ce nombre est plus modéré;
- 6° Les machines de Wimshurst ou de Vos sont plus favorables que les bobines d’induction pour la production de l’ozone.
- MM. Shenstone et Priest pensent que la décharge silencieuse agit en décomposant les molécules d’oxygène ou leurs atomes qui se rencontrent ultérieurement d’une façon plus ou moins complète (selon la température et la pression), pour former les molécules triatomiqnes de l’ozone et que l’ozone n’est pas formé par l’action directe de la décharge.
- Dans une récente séance de la Société des Ingénieurs civils, M. E. Hubou a établi une comparaison entre les divers systèmes d’enclenchements des appareils de la voie ferrée.
- Après avoir passé en revue les enclenchements réalisés par des moyens mécaniques, par l’eau sous pression et par l’air comprimé, M. Hubou décrit les plusieurs systèmes électriques.
- L’emploi des des disques électriques comme signaux avancés permet de supprimer les fils de transmission mécanique, qui deviendraient alors d’une transmission difficile et peu sûre.
- Pour les disques ordinaires et les aiguilles dont les leviers sont isolés ou placés en des points éloignés les uns des autres, l’enclenchement de ces leviers peut se faire d’une façon très simple au moyen des verrous électriques. Un même disque protégeant une ou plusieurs aiguilles, chacun de leurs leviers étant muni d’un verrou, le signal ne pourra être mis à voie libre que quand toutes les aiguilles auront été verrouillées dans la position normale, car c’est seulement dans ce cas que tous les contacts sont établis : inversement les verrous d’aiguilles ne pourront être déclenchés que quand le signal aura été mis à l’arrêt.
- En outre, ces verrous peuvent être commandés d’un poste de gare au moyen de commutateurs permettant d’envoyer le courant et par suite d’autoriser la manœuvre des leviers correspondants ou d’interdire cette manœuvre en interrompant le circuit.
- Tous ces commutateurs peuvent être réunis en un poste central de gare et reliés entre eux par des enclenchements mécaniques très simples permettant de réaliser toutes les combinaisons possibles pour enclencher n’importe quels systèmes de leviers, ainsi que cela se pratique avec les appareils mécaniques : on aurait l’avantage de' supprimer pour les enclenchements à distance les signaux et leviers supplémentaires actuellement nécessaires, et l’emplacement en cabine serait réduit au Volume minimum, ainsi que cela a lieu avec les appareils hydrodynamiques.
- On obtiendrait, comme avec ces derniers, un contrôle aussi réel et aussi impératif de la manoeuvre des aiguilles, prenant naissance sur l’aiguille même, en utilisant le
- contrôleur Chaperon pour enclencher le signal qui le protège, et de manière que les déclenchements en cabine en cabine ne soient possibles que quand les lames d’aiguilles ont été complètement appliquées contre le rail.
- On peut encore associer dans le poste central de gare les commutateurs, de manière à réaliser certaines combinaisons des signaux et des aiguilles pendant la journée et d’autres combinaisons pendant la nuit, où les manœuvres de gare sont différentes.
- On peut enfin compléter l’enclenchement des signaux en intercalant dans le circuit électrique des pédales, servant notamment dans le cas où des manœuvres de gare viennent engager certainess bifurcations, de manière que si un train franchit le disque avancé ouvert, le signal carré ne puisse être fermé tant que ce train circule entre les deux signaux.
- En résumé, qu’on utilise l’électricité sous forme de courants d’induction ou de courants de piles, les problèmes d’enclenchement, quelle que soit leur complexité, reçoivent, grâce à elle, la solution la plus complète en même temps que la plus simple.
- M. Simonoff emploie un photomètre très simple pour déterminer le degré d’acuité visuelle. Un livre de vingt-quatre pages est ainsi disposé : la première page est d’une teinte gris très clair, la coloration de la deuxième page, est d’une intensité double, celle de la troisième d’une intensité triple, et ainsi de suite jusqu’à la dernière page, qui est vingt-quatre fois aussi foncée que la première. Sur chaque page sont imprimées des lettres de différentes dimensions.
- On peut évaluer grosso modo l’éclairement d’un local en feuilletant ce livre jusqu’à ce que l’on rencontre la page à partir de laquelle il est impossible de lire dans les conditions ordinaires d’éloignement du texte. Toutefois, on conçoit que l’on ne peut dépasser un certain degré d’éclairement, car en pleine lumière il est toujours possible de distinguer les caractères. Il paraît que l’on arrive à faire des évaluations assez exactes avec ce photomètre. Mais nous croyons qu’au bout d’un certain temps l’opérateur se rappelant le texte imprimé sur les différentes pages peut arriver à confondre le souvenir des caractères avec leur perception réelle, ou tout au moins cette perception peut se modifier par l’influence psychique de la mémoire.
- Le nouveau Parlement de Berlin possédera un lustre de 8 mètres de diamètre, portant 12 lampes à arc et 25o lampes à incandescence.
- Imprimeur-Gérant : V. Nory.
- Imprimerie de La Lumière Électrique. — Paris, 3i, boulevard des Italiens.
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- La Lumière Electrique
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- Journal universel d’Electricitè
- 31, Boulevard des Italiens. Paris
- Directeur : D’ CORNÉLIUS HERZ
- XV* ANNÉE (TOME XLIX) SAMEDI 30 SEPTEMBRE 1893 N» 39
- SOMMAIRE. — Projet de chemin de fer électrique souterrain à Bruxelles; A. Hess. — Nouvelles recherches sur l’arc à courants alternatifs; André Blondel. — Recherches récentes sur la théorie électromagnétique de la lumière; C. Raveau. — Chronique et revue de la presse industrielle : Le fer pour transformateurs, par J.-A. Ewing. — Aiguillage électrique Stevens et Sykes. — Coupe-circuit anti-arc Elihu Thomson. — Appel polarisé de J.-W. Aver-dieck pour lignes à courant continu. — Revue des travaux récents en électricité : Des conditions déterminant les réactions chimiques, par Henry E. Armstrong. — Expériences de décharges à haute fréquence, par A.-C. Swinton. — Sur l'épaisseur et la résistance électrique de lames liquides minces, par A.-W. Reinold et A.-W. Rücker. — Faits divers. — Table des matières.
- PROJET
- DE CHEMIN^DE FER ÉLECTRIQUE SOUTERRAIN
- A BRUXELLES
- Bruxelles est, chacun le sait et les Belges aiment à le dire, « un petit Paris ». Avec sa ceinture de communes populeuses : Laeken, Saint-Gilles, Ixelles, Schaerbeck, Saint-Josse-ten-Noode, Molenbeck-Saint-Jean, Uccle, Bois-fort, Etterbeek, Cureghem, cette ville compté plus de 600,000 habitants, et la population est en constante progression.
- Outre les nombreuses voies ferrées de grande communication qui y aboutissent, on y trouve d’excellentes lignes de tramways, déraillables et non déraillables, quelques pénétrations de chemins de fer vicinaux, les omnibus ordinaires, etc., etc.
- Le trafic y est considérable. Les statistiques de 1890 montrent, par exemple, que la seule Société des tramways bruxellois, ayant une cavalerie de 696 chevaux et un matériel de 108 voitures, a transporté sur son réseau de 35 kilomètres d’étendue 44 416 voyageurs par jour, et en une année un total de 16211 966 voyageurs, donnant une recette de 2 829 867 francs.
- Malgré ce chiffre de 16 millions de voyageurs
- transportés en une année par une seule des compagnies de tramways existantes, il reste des améliorations sensibles à réaliser.
- Bruxelles est une ville très fatigante à parcourir; par suite de la déclivité et du peu de largeur des rues du centre, où la population est très dense, les tramways déraillables ou autres ont peine à effectuer un service convenable. Le voyageur qui se trouve près de la Bourse (fig. 1) et qui désire se rendre promptement et économiquement à la porte de Schaerbeck, ou à la porte de Namur, à la gare du Luxembourg ou à l’église Saint-Josse-ten-Noode, trouve que dans beaucoup de circonstances il peut faire le trajet plus rapidement à pied que par lesautres moyens de locomotion dont le public dispose actuellement à Bruxelles.
- Ce fait n’a rien qui puisse étonner ; la différence de niveau entre la Bourse et la porte de Namur est de 55,5o mètres, et elle offre de très grandes difficultés pour la rapidité et la régularité des communications entre le haut et le bas de la ville.
- Si, d’une part, on est obligé de constater que les moyens de communication actuels sont insuffisants, on peut se convaincre, d’autre part, qu’il est possible d’augmenter encore considérablement et avec profit le nombre des voyageurs dans le centre de la ville de Bruxelles.
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- C’est un état de choses favorable à une nouvelle entreprise.
- En se fondant sur l’étude qu’il a faite du mou-
- vement dans les principales villes d’Europe et d’Amérique, M. Alph. Müllender, vice-consul des Etats-Unis à Liège, propose, pour relier le
- haut et le bas de la ville de Bruxelles par un service de transport perfectionné, d’établir dans le sous-sol de la ville, en ligne presque horizontale, un chemin de fer électrique.
- Dans l’élaboration de son projet, M. Mül-
- lender a été aidé par M. J.-H. Greathead; il a. en outre, pris l’avis du docteur Iiopkinson et de plusieurs autres ingénieurs compétents. M.Greathead est ingénieur-conseil du chemin de fer électrique aérien de Liverpool, dont ce jour-
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- nal a donné récemment une description complète; son ingénieux système d’excavation a été employé dans le percement des tunnels du City and South London Railway. Le projet de M. Müllender rappelle d’ailleurs dans ses
- grandes lignes l’entreprise londonienne, qui a été couronnée de tant de succès.
- Ligne. — La ligne projetée se compose d’un double tunnel en fer bien éclaifé, entièrement à l’abri de l’humidité, offrant toute la résistance
- Profil de la ligne.
- Fig. 2.
- et toute la solidité désirables; chacun des deux tunnels est entièrement indépendant de l’autre, l’un servant à l’aller, l’autre au retour. Ces tunnels auront 3 mètres de diamètre. Ils passeront sous les rues larges à une telle profondeur et de
- telle manière qu’il n’y aura aucune possibilité de danger pour les maisons, les égouts, les tuyaux, ou pour tout autre ouvrage de la surface.
- La longueur de la ligne sera d’environ 6140
- Fig. 3, 4 et 5. — Abri pour stations. Elévation, vue de face et plan.
- mètres, soit en double circuit de tunnel à peu près 12 280 mètres. Toutes les courbes de la voie principale sont tracées avec un rayon intérieur de 70 mètres. Pour obvier à toute réclamation, les deux tunnels, qui seront parallèles, de même niveau ou superposés, régneront uni-
- quement sous la voirie publique; ils n’empiète-ront aucunement sur la propriété privée.
- Les tunnels occuperont donc en certains points des profondeurs assez grandes, et il a été nécessaire de tenir compte de la constitution géologique des terrains à traverser. Ur, le sous»
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- sol de Bruxelles est constitué par des sables de l’étage bruxellien, reposant sur des sables très fins, surmontant eux-mêmes une masse puissante d’argile appartenant à l’étage yprésien ou londonien. D’autre part, dans les parties basses de la ville, l’yprésien est recouvert par une couche épaisse d’alluvions quaternaires et modernes.
- Autant que possible, il conviendra de creuser le double tunnel dans la masse de l’argile yprésienne. Dans ce terrain, on est à l’abri des éboulements et des infiltrations, et il n’est pas besoin de faire usage du système coûteux de la congélation des terrains aquifères et des sables boulants. Au pis aller, le système d’excavation de M. Greathead permettrait, d’ailleurs, l’exécution de ces travaux sans danger dans tous les terrains.
- Mais telle qu’elle est projetée, la ligne ne ren-
- i.i miii
- Fig. 6 et 7. — Abri pour stations, petit modèle. Élévation et plan.
- contre de terrains autres que l’argile que sur une partie de son parcours seulement. Sa direction dévie peu de l’horizontale, et les pentes les plus fortes n’atteindraient pas 2 0/0. Si les autorités compétentes, craignant des difficultés, se refusaient à autoriser le passage du tunnel sous la Senne voûtée et ses collecteurs, bien que des travaux semblabes aient été exécutés, entre autres sous la Tamise, à Londres, et sous le lac Michigan, à Chicago, on modifierait légèrement le plan provisoirement adopté.
- D’après ce plan, dont la figure 1 est une reproduction , le tracé de la ligne projetée de chemin de fer souterrain de Bruxelles représente sensiblement un double cercle. Il part de la, gare du Nord pour traverser, là où la population est la plus dense, une grande partie de la ville et revenir à la gare du Nord.
- Les stations prévues, indiquées sur le plan par des cercles noirs, sont au nombre de onze.
- Leurs différences de niveau sont assez sensibles. Voici leurs dénominations ainsi que les cotes au-dessus du niveau de la mer :
- 1. Gare du Nord................ 19,o5 mètres.
- 2. Place de Brouckère........... 17,70 —
- 3. Point central (Bourse)..... 18,o5 —
- 4. Galeries Saint-Hubert........ 22,80 —
- 5. Place Royale............... 5g,3o —
- 6. Porte de Namur............... 73,55 —
- 7. Gare du Luxembourg........... 64,00 —
- 8. Rue de la Loi.............. 56,5o —
- 9. Place Saint-Josse-ten-Noode.. 38o5o —
- 10. Place Surlet de Chokier.... 56,35
- 11. Porte de Schaerbeck........ 45,o5 —
- La coupe à travers les terrains avec le tracé des tunnels que donne la figure 2, indique cés différentes cotes, à une échelle, pour les hauteurs, double de celle pour les longueurs.
- La traction-électrique permettra de relier ces stations par un service permanent, avec départs toutes les 2,5 minutes de chaque station, dans les deux sens, à raison de 18 heures de traction par jour, soit de 6 heures du matin à minuit.
- Le promoteur du projet estime à deux ans environ le temps nécessaire pour la construction de la ligne. Ce travail pourra, en effet, se faire très rapidement si l’entrepreneur fait exécuter à la fois les onze puits nécessaires et construit simultanément les onze stations souterraines. De cette façon, tout en construisant l’usine, on pourra procéder en même temps au percement du tunnel et à la mise en place du cylindre de fer aux onze stations. Le travail d’extraction pourrait donner lieu à une importante économie sur les dépenses d’installation, si l’on utilisait, pour la fabrication de poteries, par exemple, l’énorme cube de terre glaise qui .sera amené à la surface.
- Stations. — Les abris que l’on construira à l’entrée des puits d’accès présentent la forme extérieure des aubettes ordinaires de tramways. Ainsi que le montrent les figures 3, 4 et 5, à l’échelle de 1/2 cm. par mètre, ces constructions donnent accès, par deux escaliers de deux mètres, séparés par un large palier, à la salle d’attente, devant les ascenseurs de l’escalier conduisant au tunnel.
- Le cas est prévu où l'espace disponible serait plus exigu; en ces endroits on se propose d’élever des kiosques circulaires tels que le modèle représenté par les figures 6 et 7.
- Deux ascenseurs confortables, pouvant conte-
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- nir quarante personnes, feront le service de chaque station. En cas d'accident à l’un des ascenseurs, l’autre pourrait donc continuer à assurer le service. Le système adopté est à actionnement électrique; nos lecteurs le connaissent par lés descriptions très détaillées qu’en a données M. Gustave Richard sous le nom de système Otis. On sait que dans cette disposition la rupture accidentelle d’un câble, loin d’occasionner la chute de l’ascenseur, en provoque l’arrêt immédiat.
- Matériel roulant. — Le matériel roulant se composera de huit trains dans chaque tunnel, trains formés d’une locomotive électrique avec deux voilures, chacune pour trente personne?. Chaque train faisant trois voyages complets par heure, la durée d’un voyage complet sera de vingt minutes, et les départs auront lieu toutes les 2,5 minutes.
- Si l’on admet une durée maxima d’une demi-minute d’arrêt à chacune des onze stations, il reste, après déduction de 5,5 minutes d’arrêt, 14,5 minutes pour la durée effective du parcours de 6,140 mètres, soit une vitesse inférieure à 26 kilomètres à l’heure, vitesse facilement réalisable dans ces conditions.
- Mais M. Müllender va plus loin; il espère pouvoir assurer le service de 2,5 en 2,5 minutes par six trains seulement, qui effectueraient alors quatre voyages par heure, en ne prenant que j5 minutes par voyage. Dans ce dernier cas, après déduction des temps d’arrêt, il ne reste que 9,5 minutes pour le parcours entier. Si l’on tient encore compte de la perte de temps aux démarrages, la vitesse normale à réaliser serait alors d’environ 46 kilomètres à l’heure.
- Station génératrice. — Pour l’établissement de l’usine centrale d’énergie électrique on s’est assuré l’option d’achat pour un terrain de 5 000 mètres carrés, dont l’entrée se trouve rue du Remorqueur. Ce terrain, appartenant à la ville, est convenablement situé par sa proximité de la gare aux charbons (Luxembourg). Pour relier la ligne principale à l’usine, il suffira d’une ligne de raccordement de 186 mètres de longueur.
- La consommation de charbon que fera cette usine centrale est évaluée à environ 3o tonnes par jour, pour une force motrice totale de 2 400 chevaux, se décomposant en 2000 chevaux pour la traction, 3oo chevaux pour les ascen- i
- seurs et 100 chevaux pour l’éclairage. Cette puissance de 2400 chevaux est un maximum, car on n’en emploiera pas les deux tiers en temps ordinaire. En pratique, on compterait même sur une réserve de 5o 0/0.
- Quant à l’eau d’alimentation des chaudières, dans le cas où des puits ordinaires n’en procureraient pas une quantité suffisante, on se propose de creuser un puits artésien, sans préjudice des réservoirs d’eau de pluie que l’on établira dans la cour de l’usine.
- Dispositions générales. — La circulation dans un tunnel n’est pas sans exiger un éclairage abondant. Le public, dont l’éducation à ce point de vue est encore à faire, ne consent pas sans une certaine appréhension aux voyages souterrains, quelque conscient qu’il soit des sécurités dont il est entouré. L’électricité seule permet de ne pas plonger le voyageur dans un air vicié et, par un éclairage a giorno, de lui procurer un confortable équivalent à celui que lui offrent les moyens de transport de la rue. A ces conditions l’habitude des déplacements en chemin de fer souterrain est vite acquise, et nous n’en avons pas de meilleurs témoins que les millions de voyageurs qui circulent chaque année sur le City and South London.
- Le souterrain de Bruxelles présentera ces commodités. Des lampes à incandescence dans les trains, des lampes à arc sous les voûtes des stations et des tunnels assureront un bel éclairage. Au besoin, la promesse est faite du chauffage électrique dans les voitures et dans les salles d’attente.
- Une question importante à considérer pour la sécurité des voyageurs est celle des signaux. Les grandes vitesses que l'on se propose d’atteindre n’ont rien d’exagéré; elles ne présentent pas de dangers sur une voie unique, sans obstacle, sans changement de voie et sans croisement de trains. Une seule éventualité semble possible : c’est la collision entre deux trains se suivant sur la même voie. Or, les précautions sont prises pour rendre impossible un tel accident. Des signaux automatiques actionnés électriquement assureront une distance minima de 3oo à 400 mètres entre deux trains successifs. En outre, il sera installé un service téléphonique complet communiquant avec le haut et le bas de chacune des onze stations, et chaque gare sera reliée avec l’usine centrale.
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- Avec ces dispositions il sera possible d’obtenir le fonctionnement d'une régularité mathématique que recherche M. Müllender.
- Le prixdu parcours sur toute la ligne serait fixé à 20 centimes en 2° classe et à 3o centimes en i'° classe, quelle que fût la distance. Mais pour faciliter et simplifier le service intérieur, en même temps qu’éviter au public le stationnement à des guichets de distribution de billets, le promoteur de l’entreprise propose le système de l’abonnement impersonnel. Un carnetcontenant douze feuilles de nuances différentes correspondant aux douze mois de l’année serait mis à la disposition du voyageur. L’acheteur d’un carnet pourrait en faire profiter d’autres personnes, l’abonnement n’étant pas nominatif. Chaque famille; chaque maison de commerce, chaque administration pourrait se procurer un abonnement, dont tout le monde aurait la latitude de se servir.
- Nous croyons que ce système jouirait d’une grande popularité, et formerait l’heureux complément d’un service de transport d’intérêt général, dont il serait un puissant facteur de développement.
- Les prix proposés pour l’abonnement d'un an sont de 100 francs et 125 francs respectivement pour les deux classes, et par abonnement d’un mois de 10 francs et de i2,5o fr.
- D’autres importantes innovations projetées concernent le bien-être du personnel. Comprenant qu’en réduisant la journée de travail, tout en payant un salaire convenable, il aura un personnel* d’élite, jamais surmené, accomplissant vite et bien son travail, l’auteur du projet propose la journée de 9 heures pour tout le personnel indistinctement, avec un jour de congé salarié tous les dix ou douze jours. La moyenne du salaire serait de 45 centimes par heure.
- De plus, la Société assurera contre les accidents et à ses frais non seulement les voyageurs, mais encore tout le personnel. Elle versera annuellement une certaine somme pour alimenter la caisse de secours en cas de maladie. M. iMül-lender voudrait même arriver à intéresser tous ses employés dans les bénéfices de la Société. « Pour être bien servi, dit-il, il faut savoir bien payer et intéresser autant que possible son personnel au succès de l’entreprise. »
- Dépenses. — Dans son rapport, M. Greathead
- a dressé le devis suivant des dépenses d’installation :
- I. Chemin de fer et travaux du tunnel.
- Francs
- Percement du tunnel en double, soit G140 x 2
- = 12280 mètres,........................... 9 324 926
- Voie ferrée................................ 43i 042
- Voie ferrée pour les embranchements........ 37 65o
- Stations.....(............................. 2415875
- Dépenses diverses.................... 12 209 493
- Dépenses accidentelles (divers et imprévus) à 10 0/0................................... 1 220 949
- Total.................. i3 430 442
- II. Matériel d'installation pour un service de 16 trains partant toutes les 2,5 minutes et portant chacun 60 voyageurs.
- Fnmaa
- Machines à vapeur génératrices, chaudières, dynamos, conducteurs, locomotives, etc., y
- compris les parties en double............... 1 63i 5oo
- Wagons, y compris le matériel de réserve.... 401 600
- Ascenseurs................................. 1 255 000
- Outillage de l’atelier et de l’usine....... 100 400
- Total.............. 3 388 5oo
- Le devis général sous ces deux titres comporte donc un total de 16819000 francs. Quoique M. Greathead ait déjà porté en compte dans son devis 10 0/0 pour imprévus dans la construction du tunnel et des puits, M. Müllender ajoute, par surcroît de prudence, la somme de 681 000 francs pour coût du terrain de l’usine centrale, capital de roulement nécessaire au début de l’exploitation, etc., pour arriver finalement au capital de 17500000 francs.
- Les dépenses annuelles sont établies ainsi :
- Devis approximatif des dépenses annuelles.
- Vnxnc»
- Salaires de 256 hommes employés à la traction
- et à l’usine aux conditions indiquées........ 3y8 432
- Appointements du personnel dirigeant et des
- employés de bureau, ensemble.................... 5o 5oo
- Charbon, 3 wagons de 10 tonnes par jour, à 120
- francs le wagon.............................. 131 400
- Iluile et graisse. ;oo kilog. par semaine a 0,60 fr.
- le kilog......................................... 3 120
- Prime annuelle de la police d’assurance contre
- les accidents................................... i5 000
- Eau pour l’usine, en supposant qu’on ne puisse
- se la procurer au moyen de puits................ 10 000
- Entretien électrique. Réparation, fourniture et
- entretien du matériel........................ 25 000
- Frais de bureau et d’administration. Taxes, contributions, imprimés, coupons...................... 5o 000
- Amortissement du matériel, réservé, divers et imprévus........................................... 89 548
- Total.................. 753 oqo
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- En supposant que pour réunir le capital, il soit nécessaire d’émettre des obligations au taux onéreux de 5 0/0 l’an, il faut ajouter à la somme ci-dessus comme annuité des obligations, la somme de 885974 fr. L’exploitation devra donc couvrir annuellement un total de 1 638974 fr.
- Recettes. — Un service de toutes les 2,5 minutes, qu’il soit fait par 6 trains à i5 minutes par voyage ou par huit trains à do minutes par voyage, donne en tout cas 24 voyages par heure dans chaque direction, ou, pour les deux tunnels, en tout 48 voyages par heure, soit, pour dix-huit heures de service 864 voyages par jour, et pour une année 3i5 36o voyages.
- Nous avons vu que pour couvrir les frais d’exploitation le service de l'intérêt et de l’amortissement du capital engagé, la recette annuelle doit atteindre un minimum de 1 638974 francs. Pour arriver à ce chiffre, il faut que chacun des 315 36o voyages d’une année donne en moyenne une recette de 5,24 fr. Or, en supposant que les onze stations procurent chacune par voyage et par train :
- Francs
- Svoyageurs de première classe à 3ocentiines. i,5o
- 19 — deuxième — à 20 — 3,80
- La recette moyenne sera de.......... 5,3o
- par train et par voyage, suffisante pour couvrir le minimum nécessaire.
- Il n’est pas téméraire de supposer que ces chiffres seront dépassés, et qu’après un certain temps d’exploitation on pourra compter sur une moyenne de 2 voyageurs de 2” classe et 1 voyageur de r° classe pour chaque voyage et à chaque station, ce qui ferait monter la recette annuelle à 2428272 francs.
- Si l’on accepte ce chiffre, on en peut déduire un bénéfice annuel de 789298 francs.
- Conçu en tous ses détails ainsi qu’en son organisation générale dans un esprit progressiste, le projet dont nous venons d'indiquer les lignes générales mérite de fixer l’attention.
- La justification des moyens techniques qu'il met à contribution est aisée à faire. De l’avis du D' Hopkinson, pour citer une autorité en la matière, la traction électrique à un grand avenir dans le trafic souterrain tel qu’il a été projeté à Londres, Paris, Berlin, Bruxelles, Madrid et d’autres villes. La circulation souterraine est d’ailleurs favorable aux grandes vitesses,car
- un tunnel métallique constitue la base la plus stable, puisqu’un véhicule peut y être calé aussi sûrement qu’un piston dans un cylindre.
- Comme les deux voies, aller et retour, sont dans le présent projet installées dans deux tunnels entièrement indépendants l’un de l’autre, les rencontres de trains ne sont pas à craindre. Le trafic n’y est jamais gêné ou arrêté par des encombrements comme il s’en produit dans la rue ou sur le boulevard. La ligne est entièrement à l’abri des intempéries, les neiges et les très grands froids ne peuvent en entraver le service.
- L’emploi de deux tunnels présente encore un aùtre avantage : il permet d’obtenir un renouvellement d’air continu ; car les trains allant toujours dans le même sens agissent comme des pistons, aspirant l’air frais par les ouvertures aux stations, et refoulant devant eux l’air vicié du tunnel, de sorte que l’aération se fait naturellement.
- L’utilité des entreprises de ce genre apparaît évidente quand on consulte les statistiques relatives au mouvement dans les grandes villes. On trouve, par exemple, qu’à Paris, les chemins de fer et tramways urbains ont transporté en 1891 environ 3oo millions de voyageurs. A New-York, 5oo millions de voyages ont été effectués en 1890. L’entreprise qui a servi en quelque sorte de prototype pourcelleprojetéeà Bruxelles, le City and South London Railway, qui a transporté 5 millions de voyageurs pendant sa première année d'exploitation, a vu son trafic s’élever après 18 mois à plus de 7 millions. A Berlin, le Métropolitain a vu son trafic passer de 16 millions de voyageurs en 1884, à 33 millions en 1891, ce qui n’a nullement empêché une petite compagnie, dont la ligne est parallèle au Métropolitain, de passer du chiffre de 3gooooo voyageurs en 1881 à celui de 563oooo en 1890.
- Il est donc permis de croire que le jour où Paris, Bruxelles, Madrid et d’autres villes auront leur métropolitain, la circulation deviendra encore plus active qu’elle n’est aujourd’hui, et toutes les compagnies, loin de souffrir du nouveau moyen de transport, profiteront de cet accroissement, ainsi qu'on a pu le constater partout ou l’expérience a été faite.
- « Le mouvement provoque le mouvement », et plus il y a de moyens de 'transport, plus le public se déplace.
- C’est aux capitalistes entreprenants à accélé-
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- rer la transformation des méthodes à laquelle les progrès de l’électricité nous font assister.
- S'il est vrai qu’il y a pléthore de capitaux et pénurie d’entreprises nouvelles, nous croyons que c’est dans les applications rationnelles de l’électricité aux grandes industries et aux services publics que cescapitauxtrouverontune utilisation. Parmi celles-ci vient au premier rang la traction électrique appliquée au transport en commun dans les grandes agglomérations, et c'est pourquoi il est utile de réserver un accueil bienveillant aux projets tels que celui que défend avec tant de chaleur et de conviction M. Alph. Müllender.
- A. Hess.
- NOUVELLES RECHERCHES
- SUR
- L’ARC A COURANTS ALTERNATIFS (l)
- Comparaison avec les résultats antérieurs.— Les quelques résultats indiqués antérieurement par d’autres expérimentateurs ne sont que des cas particuliers, qu’il est intéressant aujourd’hui de classer dans la série de types que l’on vient d’indiquer.
- Dans son beau travail sur la machine de Siemens, M. Joubert, sans publier d’ailleurs de courbes périodiques de l’arc, a attribué à la courbe de la tension une forme rectangulaire presque parfaite (2). Cela tient à ce qu’il a dû employer une machine présentant une forte self-induction et des crayons homogènes ou à mèche -peu conductrice. J’ai réussi à reproduire exactement cette forme (fig. i) avec des crayons à mèche haut voltage; mais il est difficile de la réaliser à coup sûr, et on ne saurait la considérer que comme un cas relativement peu fréquent. Il faut donc renoncer à en faire le type général, comme on l’a cru pendant longtemps.
- Plus récemment MM. Tobey et Walbrige ont publié (3) quelques courbes d’arc obtenues avec
- {[) La Lumière Electrique du 23 septembre 1893, p. 557. Un abrégé de ce mémoire a été présenté au Congrès de Chicago.
- (2) Joubert, Journal de Physique, 1881.
- (s) American Inst, of Etectrical Engineers, 3i octobre '1890; La Lumière Èlectriqué, t. XXXVIII, p. 365.
- l’alternateur Stanley; malheureusement presque toutes sont défigurées par la résistance propre des charbons et par l’effet de la bobine de réglage de la lampe, qui provoque un décalage apparent entre la tension et l’intensité; la seule qui s’applique réellement à un arc proprement dit est celle que ces auteurs ont obtenue en réglant la lampe à la main. Elle présente les deux becs signalés plus haut et répond exactement au type de la figure 9 (p. 56q); c’est qu’en effet la machine Stanley présente une forte self-induction et que les crayons employés étaient homogènes.
- 111. — Remarques complémentaires.
- Comparaison avec les phénomènes d'extinctions périodiques de l’arc. — Dans mon étude photographique citée plus haut, j’avais déjà montré
- Fig 1. — Arc silencieux entre charbons à mèche à haut voltage, alimenté par l’alternateur de Méritens. Fac-similé de la photographie obtenue par la méthode stroboscopique; réduction 1/4.
- que les extinctions de l’arc alterné se produisent dans tous les cas, mais qu’elles se décalent et varient de longueur suivant certaines lois en fonction de l’intensité, de l’écart et de la self-induction du circuit. Les courbes périodiques donnent facilement l’explication de ces phénomènes, en particulier de la réduction de durée des extinctions par la self-induction. Le lecteür pourra faire lui-même aisément la comparaison des courbes avec les photographies.
- Dans presque toutes les courbes obtenues avec les crayons homogènes, le moment où le courant de carbone qui constitue l’arc s’établit et se rompt est marqué clairement par la forme même de la courbe de tension. Mais les courbes obtenues avec les crayons à mèche tendre ne donnent pas les mêmes indications.
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- Pour déterminer les points d’allumage et d’extinction, il aurait donc fallu enregistrer en même temps sur un autre tambour calé sur Parbre de la machine la photographie de l’arc par la méthode déjà suivie.
- J’ai trouvé plus simple d’employer la méthode nouvelle suivante : le tambour de l’appareil d’enregistrement est entraîné à grande vitesse par un moteur 'électrique, ou préférablement par l’arbre de l’alternateur lui-même, et l’on projette sur la fente de la chambre noire l’image de l’arc formée par le petit miroir d’un oscillographe^). Celui-ci est traversé par le courant d’alimentation de l’arc et en reproduit avec une précision suffisante les variations très rapides.
- Fig. 2. — Fac-similé d’une des photographies obtenues par la méthode oscillographique pour établir la concordance entre les extinctions et les zéros de la courbe périodique d’intensité; réduction 1/4.
- La courbe qui s’inscrit sur le tambour est donc la courbe périodique d’intensité elle-même. L’épaisseur de cette courbe, suivant les ordonnées est à chaque instant proportionnelle à la largeur de l’arc en son milieu, et la courbe s’interrompt en même temps que l’arc s’éteint. La figure 2 est la reproduction d’une des courbes ainsi relevées sur un arc silencieux, avec charbons à mèche, produit par un alternateur Gramme. Elle montre que, bien que l’intensité varie d’une manière continue aux environs du zéro, l’arc s’éteint avant que l’intensité s’annule et ne se rallume que lorsqu’elle a repris déjà une
- (') L’oscillographe dont j’ai donné récemment la description et la théorie. Comptes rendus de l’Académie des Sciences, 6 mars 1893 et mai 1895, p. 548.
- valeur notable. On obtient ainsi une démonstration irréfutable de la conductibilité considérable produite par les vapeurs salines ou les gaz incandescents, pendant l’extinction du courant de carbone proprement dit, qui seul est assez actimque pour impressionner le papier photographique dans les conditions de l’expérience.
- En remplaçant comme source de lumière l’arc alterné par un arc à courants continus placé derrière une fente verticale, l’oscillographe a permis aussi de relever l’intensité produite parle même alternateur sur un circuit non inductit (fig. 3), puis dans un arc sifflant entre charbons à mèche (fig. 4). Cette dernière courbe est conforme aux types déjà indiqués, étant donné que cet alternateur a une forte self-induction.
- Fig. 3. — Courbe oscillographique du courant de l’alternateur Gramme (type 4 lumières) fermé sur résistance non inductive; réduction 1/4.
- Influence de la loi de variation de la force élec-Iromotrice de Valternateur ou de la source d'élec-Iricitè. — Nous avons maintenant des éléments suffisants pour reprendre d'une manière plus précise cette question traitée incomplètement au début de cette étude, p. 504. Plaçons-nous d’abord dans le cas des charbons homogènes ou à mèche à haut voltage.
- Si la source d’électricité ne présente qu’une faible induction, la durée des extinctions de courant dépendra évidemment de la forme de la courbe de force électromotrice, puisque la courbe de tension se confond avec elle aux environs du zéro. Il y aurait donc avantage, pour réduire la durée de ces extinctions au minimum (dans le but d’augmenter le rendement lumineux), à obtenir une force électromotrice se rapprochant le plus possible d’un rectangle au lieu d’une sinu-
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- soïde. C’est ce qu’on peut réaliser expérimentalement à l’aide d’une batterie d’accumulateurs dont on inverse périodiquement le courant.
- Mais en pratique l’inductance de la source employée est presque toujours assez grande pour que les courbes de tension prennent d’elles-mômes la forme rectangulaire, quelle que soit la courbe de la force électromotrice induite.
- Cette dernière n’a plus alors d’influence sensible sur la durée des extinctions, et le seul élément qu’elle puisse modifier est, comme on l’a vu plus haut, la courbe d’intensité; cette modification dépend malheureusement de bien des
- Fig. 4. — Courbe d’intensité relevée par l’oscillographe sur un arc sifflant.
- effets accessoires., en particulier de l’hystérésis du fer dont l’analyse nous entraînerait trop loin pour que je l’entreprenne ici.
- Si on emploie des charbons à mèche, moyen ou bas voltage, tout se passe à peu près comme si l’arc était une simple résistance, et le choix de la force électromotrice la plus avantageuse repose seulement sur les considérations ordinaires, qui conduisent, comme on le sait, à rechercher autant que possible la forme sinusoïdale. L’expérience montre en outre, comme on le verra plus loin, qu’il est toujours avantageux pour la stabilité que le circuit soit inductif; en redressant les courbes de tension, la self-induction augmente aussi la durée pendant laquelle le carbone est volatilisé, et par suite probablement le rendement lumineux.
- Fadeurs de puissance. — Les courbes périodiques permettent de calculer le facteur de puissance avec une précision plus grande qu’aucune autre méthode, et d'analyser les causes qui le modifient.
- Le facteur de puissance est par définition le rapport
- (CÏ) moy.
- Y CJ" moy. X V f moy.
- La valeur de t; est obtenue avec d’autant plus de précision que le nombre des ordonnées mesurées sur les courbes est plus grand.
- J’ai fait ce travail, avec l’aide de M. Guilbert pour un grand nombre de groupes de courbes :
- 12 groupes obtenus avec la \ machine Siemens-Labour et des cray°l1s à m6che 4 8 groupes obtenus avec haut voltaSe (lyPe des la machine de Méritens.. ^ Phares fonçais).
- 35 groupes obtenus avec la machine de Siemens, et des crayons de tous genres.
- Dans la première série, ne comprenant aucun arc sifflant yj a varié entre 0,88 et 0,95.
- Dans la seconde série, tj a varié de 0,90 à 0,96 pour les arcs non sifflants et s’est abaissé à 0,80 pour deux arcs sifflants.
- A titre de vérification, j’ai effectué sur des arcs produits par ces deux machines plus de cent mesures avec un électrodynamomètre Siemens, un voltmètre-Cardew, et un wattmètre Zipernowsky taré à l’aide des deux premiers instruments. Les résultats ont été tout à fait concordants avec ceux fournis par les courbes. Le facteur de puissance n’est presque jamais descendu au-dessous de 0.70 (1).
- Enfin la troisième série, faite dans des conditions plus variées, a donné des différences mieux classées. Les courbes reproduites plus haut portent l’indication des facteurs de puissance, et les résultats calculés ont été résumés dans les tableaux des pages 563 et 569 (2).
- On voit que le facteur le plus faible,0,70, a été obtenu dans le cas de l’arc sifflant; ce résultat confirme une remarque déjà faite par MM. Avr-ton et Sumpner (3) ; la cause de ce phénomène (*)
- (*) J’ai donné une partie de ces résultats dans de précédents tableaux : La Lumière Electrique, t. XLII, p. 56o et t. XLIII, p. 59.
- (2) On remarquera que, si le facteur de puissance est très élevé avec les bougies Jablochkoff cela tient uniquement cà la grande influence de la résistance de l’arc gazeux, et ne constitue donc pas un avantage dans ce cas, bien au contraire.
- (•1) Société de physique de Londres, 9 avril 1891 et Lumière Electrique, 25 avril 1891, p. 189. Voir aussi les mesures de M. Heubach, Elektr. Zeitschrift, t. XIII, 1892, p. 463.
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- ne doit pas être cherchée, comme on pourrait le croire, dans le décalage entre le courant et la tension; la forme des courbes suffit, comme on le voit aisément, à modifier le facteur de puissance dans les limites les plus larges^). Ce facteur est d’autant plus faible que le courant s’annule plus longtemps.
- L’assimilation de l’effet d’un arc alterné à une inductance doit donc être rayée des manuels, où elle a été introduite par suite d’une confusion trop fréquente entre les courants alternatifs pratiques et les courants sinusoïdaux théoriques. On doit renoncer également à l’espoir d’empêcher le sifflement par l’emploi de condensateurs.
- La valeur minima = 0,70 est plus forte que celles indiquées par MM. Ayrton et Sumpner. Ces auteurs ont trouvé (par leur ingénieuse méthode des trois voltmètres), des chiffres s’abaissant jusqu’à o,5o à la fréquence 100; il semble possible que cette différence provienne de la différence des fréquences. Il suffirait pour l’expliquer d’admettre que la durée relative des extinctions avec courant nul croît avec la fréquence. Les
- (') Dans le cas où la courbe de tension est un rectang-le, comme cela a lieu sensiblement sur la figure 1, le facteur de puissance prend une expression intéressante
- j _ Imny _ Zmoy
- T‘ ~ L«- —
- et on voit qu’il ne pourrait être égal ù l’unité que si la courbe d’intensité était elle-même un rectangle, ce qui n’a pas lieu pratiquement. Si on suppose que la courbe d’intensité est une sinusoïde, on aura -i\ = 0,90. Ordinairement, les chiffres calculés pour r,' varient dans d’assez grandes limites autour de cette moyenne, ainsi que le montre, par exemple, le tableau suivant que j’avais calculé sur les expériences de la machine de Méritens rapportées dans le tableau I, p. 504.
- Numéros des expériences -r, . . îmoy Rapport t/ — —t~~~ Zoft"
- 12 0,84
- 18 0,85
- 14 0,86 0,84
- l5
- 16 0,88
- •7 0,82
- Pour obtenir les facteurs de puissance inférieurs à 0,80 il faut en général avoir une période de courant nul et pour obtenir des facteurs supérieurs à 0,90, il faut que les courbes de tension soient non pas rectangulaires, mais arrondies.
- remarques faites plus loin sur la stabilité confirment cette manière de voir.
- Variations de l'intensité et de la tension avec l'écart. — Il est impossible d’établir pour les courants alternatifs une relation analogue à la formule connue pour l’arc à courants continus
- V = a + b l.
- Tout dépend, en effet, de la forme des courbes périodiques, qui est constamment variable suivant les conditions de production de l’arc et
- Fig. 5. — Crayon L à mèche, moyen voltage, circuit inductif : l = r.s mm.; R = 0,10 w; L =0,0077 h.; £ = 69 v. ; E, = 4i.3V.; 1=18,9 a.; -£, = 0,96. Répartition du voltage dans l’arc : E, = i5,8 v ; E„ = 8,3 v. La courbe E, représente la tension totale entré les électrodes, E, la tension entre une électrode et l’arc et E„ la tension entre les deux extrémités de l’arc, R la résistance correspondante.
- suivant la mèche employée. En particulier deux machines peuvent exiger comparativement des tensions efficaces légèrement différentes pour produire sous un même écart des arcs d’égale intensité. Au cours des expériences, j’ai pu constater par exemple que la machine Siemens-Labour exigeait environ 1 ou 2 volts de plus que la machine de Méritens avec les mêmes crayons.
- Répartition du voltage dans l'arc. — J’ai cherché à me rendre compte de la façon dont se répartit à chaque instant la différence de potentiel constatée entre les pointes des crayons.
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- A cet effet, j’introduisais dans l’arc les extrémités de deux petites baguettes de crayon placées respectivement aussi près que possible des deux pointes incandescentes. Puis j’inscrivais successivement sur la même feuille les différences de potentiel mesurées entre ces baguettes et les crayons.
- L’expérience, qui exige un arc assez long, n’a pu être faite qu’avec des crayons à mèche tendre, faute d’un voltage suffisant à la machine.
- Le résultat obtenu est représenté en figure 5. Il montre que la différence de potentiel totale se répartit, comme pour l’arc à courants continus^), en trois chutes d’importance différente : la plus grande a lieu à la surface de passage de l’électrode positive comme dans unarc à courants continus; la seconde à la surface de passage du négatif, et elle varie à peu près proportionnellement à la première; enfin la troisième est due à la résistance propre de l’arc et présente un zéro un peu anguleux à chaque changement de sens du courant.
- Les courbes de la chute de potentiel dans l’arc et de l’intensité du courant permettent, en divisant les ordonnées de la première par celles de la seconde, d’obtenir la loi de variation de la résistance de l’arc gazeux (courbe R).
- Celle-ci, comme on le voit, passe par un minimum vers le milieu de chaque alternance, c’est-à-dire quand l’intensité est maxima, et elle présente une variation discontinue chaque fois que le courant s’annule. Ce dernier fait s’explique si l’on admet que la conductibilité de l’arc est une conductibilité par convection analogue à celle que présente l’air entre deux surfaces incandescentes.
- Les recherches de M. Blondlot ont montré que cette conductibilité provient d’une émission des molécules d’air, chargées d’électricité, à l’une des électrodes et venant se décharger sur l’autre, et que ces molécules quittent l’électrode de charge d’autant plus facilement qu’elle est plus chaude. Or à chaque changement de sens du courant l’électrode négative se transforme en électrode positive, c’est-à-dire en électrode de charge; comme au moment de ce changement elle est moins chaude que l’autre électrode, on conçoit aisément que le nombre des molécules soumises à la convexion diminue brusquement, (*)
- d'où augmentation de la résistance apparente de l’arc.
- La même explication peut être donnée pour interpréter le point anguleux que présentent souvent aux zéros les courbes d’intensité.
- Arc dissymétrique. — J’ai montré dans l’étude déjà citée f1) qu’en faisant jaillir l’arc entre un petit crayon de 3 millimètres et un gros crayon de 20 millimètres environ on produit une dissymétrie de l’arc, le courant de carbone étant plus abondant quand la vaporisation a lieu sur le gros crayon que quand elle a lieu sur le petit, ce qui s'explique facilement par la différence des surfaces soumises à la vaporisation. J’ai cherché à relever les courbes relatives à ce cas (fig. 12, p. 564); mais le voltage dont je disposais avec l’alternateur Siemens n’a pas été suffisant pour faire apparaître une dissymétrie bien accusée. Celle-ci ne se produit bien qu’avec une force électromotrice induite de 200 volts au moins, permettant un écart de plusieurs millimètres.
- Dans ces conditions les courbes seraient analogues à celles que MM. Archbold et Teeple (2) ont relevées sur un arc formé par des décharges disruptives. Sur la figure 12, p. 564, on constate seulement une petite différence entre les intensités du courant dans la première et la seconde alternance.
- Conséquences relatives à la théorie de l’arc électrique. — Il est établi aujourd’hui qu’Edlund, quand il a découvert dans l'arc à courants continus une force contre-électromotrice capable de dévier le galvanomètre après extinction de l’arc, a été victime d’une erreur expérimentale. Beaucoup de physiciens ont continué cependant à admettre l’existence de cette force électromotrice.
- L’ensemble des courbes reproduites ici tend à établir qu’il n’y a dans l’arc électrique ni polarisation ni force électromotrice au sens ordinaire de ce mot, ou tout au moins que leur valeur est inappréciable.
- En effet, dans l’une ou l’autre de ces deux hypothèses il devrait y avoir décalage de l’intensité par rapport à la différence de potentiel aux bornes, c’est-à-dire que ces deux courbes ne devraient pas passer par leurs zéros en même temps comme cela a lieu sur toutes les figures.
- (') La Lumière Electrique, t. XLIII, p. 5i.
- (2) American Journal of Science, janvier 1891. — La Lumière Electrique, 14 mars 1891.
- (*) Cf. Uppenborn. — Kalender J. Electr., p. 220, 1893.
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- Il est, du reste', évident, d’après tout ce que l’on sait, que la polarisation ne pourrait subsister dans un milieu gazeux à ces hautes températures. Quant à un effet thermo-électrique, j’ai dit plus haut pourquoi l’existence ne m’en paraît pas probable.
- Influence de la fréquence. — J’ai comparé les résultats précédents, tous correspondant à la fréquence 52 périodes, avec ceux obtenus à une fréquence inférieure, de 26 périodes seulement. Les courbes périodiques relevées ont présenté identiquement les mêmes caractères.
- Les seuls points sur lesquels doive se faire sentir l’influence de la fréquence sont le facteur de puissance, comme on l’a expliqué plus haut, et la stabilité dont on va parler maintenant.
- Slabilitè de l'arc alterné. — Une des questions les plus importantes pratiquement est celle de la stabilité d’un arc alterné, c’est-à-dire de sa résistance aux causes accidentelles d’extinction : courants d’air, oscillations électriques, etc., dans le circuit. Le mécanisme de la lampe ne peut pas et ne doit pas répondre aux variations brusques, et c’est souvent à tort qu’on lui attribue de fréquentes extinctions provenant en réalité des charbons ou du circuit.
- La stabilité d’un arc alterné n’est assurée que si la force électromotrice disponible (force électromotrice induite) est suffisante pour rallumer l’arc à coup sûr à chaque alternance, et si la durée de l’extinction n’est pas suffisante pour refroidir les charbons au-dessous de la température où peut se produire le rallumage. Les courbes périodiques montrent que la tension nécessaire pour assurer ces deux conditions dépend de nombreux facteurs : nature des crayons, intensité du courant, écart, fréquence, constitu. tion du circuit extérieur. J’ai pu étudier directement l’effet de ces divers éléments en déterminant la force électromotrice disponible (c’est-à-dire la force électromotrice induite de la machine, qu’il ne faut pas confondre avec la tension aux bornes) strictement suffisante pour entretenir un arc à l’abri de courants d’air exceptionnels. Je rappellerai ici les résultats que j’ai déjà fait connaître, en les complétant sur plusieurs points.
- L’expérience a d’abord montré que ce voltage croissait très rapidement avec l’écart. Cette conclusion étant évidente a priori, on n’en par-.
- lera pas davantage. Pour la suite, il y a lieu de distinguer le cas des crayons homogènes de celui des crayons à mèche.
- r Crayons homogènes. — On réalise assez facilement un arc de 3o à 40 ampères avec des crayons homogènes à l’aide d’une force électromotrice induite de 40 à 45 volts. Quand on veut réduire l’intensité à une dizaine d’ampères, on est tenté de diminuer là force électromotrice de la machine, mais aussitôt l’arc s’éteint; si on essaie ensuite de conserver la même force électromotrice, mais d’ajouter au circuit une résistance ou une self-induction, l’arc s’éteint encore. Finalement, la seule solution satisfaisante consiste à augmenter la force électromotrice en même temps qu’on intercale la résistance ou la self-induction. Cette augmentation doit être d’autant plus forte pour une espèce de crayons donnée que l’intensité est plus faible; elle dépend dans une large mesure de la nature des crayons, les plus friables étant ceux qui donnent la meilleure stabilité. Les crayons de bougies Jablochkoff présentent à ce point de vue des qualités exceptionnelles.
- Enfin, il est nécessaire de réduire le diamètre des crayons proportionnellement à l’intensité du courant, et pour produire les plus petits arcs il a été absolument nécessaire de recourir aux crayons de bougie Jablochkoff, qui sont faits pour des densités de courant élevées.
- Le tableau suivant indique quelques-uns des résultats obtenus.
- Intensité efllcuco du courant ampères Nature dos charbons Diamètre eu millimètres Longueur de l'arc en milli- mètres Force élcctromotrico efficace minimum en volts Tension aux bornes de l’arc eu volts
- 37 C. homog. dur IO 2 44,5 32,7
- 14 — IO 3 56 40
- 8 — 5 2 68 5o
- 20 Ch. de cornue taillé 6 1/2 76 45
- 6 C. Jablochkoff 3 ' 3 72 5o
- 5 — 3 1/2 40 3o
- 4,6 3 3 54 37
- Il a été à peu près impossible de descendre au-dessous de 4 ampères avec le voltage dont on disposait.
- La nécessité d’employer en même temps une force électromotrice induite élevée et une résis-
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- tance ou self-induction s’explique facilement si l’on se rappelle que l’écoulement de l’électricité se fait à chaque instant en vertu, non pas de la force électromotrice elle-même, mais de la différence entre cette force électromotrice e et la tension constante A nécessaire à la vaporisation du carbone (L) ; on peut, en appelant p la résistance propre de l’arc, r celle du reste du circuit et l la self-induction, écrire l’équation du courant, pendant qu’il y a vaporisation sous la forme
- (*-A)-(r+P)<-/^ = o.
- Or, comme on le sait d’après les résultats relatifs à l’arc à courants continus, p varie assez sensiblement en raison inverse de i ; i serait donc indéterminé s’il n’y avait pas un terme en r ou en /.
- En outre, la tension de rallumage étant beaucoup plus élevée que la tension nqpmale A, e — A doit être grand ; pour réaliser néanmoins i petit, il faut donc que r ou l soit assez grand 0.
- (') Cette tension n’est pas, comme on le dit trop souvent, une force contre-électromotrice. Il y a entre les effets de ces deux quantités physiques une différence aussi importante qu’entre les effets obtenus, pour la vidange d’un bief, par un.déversoir ou par un tuyau dans lequel règne une contre-pression. Dans les deux cas, le niveau que l’eau doit atteindre avant de s’écouler est le même; mais les phénomènes n’en sont pas moins absolument différents.
- (a) Le D’ Hopkinson a fait l’intégration du problème (,Journal of the Society of Telegraph Engineers, t. XIII, 1884-1885, p. 495-5i5) en admettant pour l’équation différentielle la forme :
- t-, • , , . , ci i
- E„ sin u t =fc A — ri—= 0,
- dans laquelle tous les coefficients sont constants. Il a admis ainsi implicitement l’existence d’une force contre-électromotrice agissant même pendant les extinctions; aussi la solution donne-t-elle, contrairement à l’expérience, un décalage entre la tension et l’intensité. Cette théorie, bien que fort ingénieuse et vraisemblable à l’époque où elle a été proposée, n’est plus admissible aujourd’hui; elle a du reste conduit son auteur à plusieurs autres hypothèses ou conclusions qui sont aussi contredites par les faits, et sur lesquelles il n’y a pas lieu d’insister davantage. Il en est de même de la théorie proposée par MM. Mascart et Joubert (t. II, p. 833) dans l’hypothèse d’une polarisation de l’électrode positive.
- En réalité, le problème ne semble pas susceptible d’une interprétation mathématique, parce que le terme A n’ap-pàraît qu’à partir de l’allumage de l’arc et qu’il est impossible d’autre part de faire intervenir dans l’équation les phénomènes de la décharge disruptive et de la conductibilité des gaz chauds. Mais pratiquement on n’emploie guère que des crayons à mèche, ce qui permettra d’assimiler dans les calculs l’arc à une simple résistance.
- Qu’il s’agisse de crayons homogènes ou à mèche, toutes les fois qu’il y a lieu d’employer des rhéostats ou bobines dans le circuit, l'expérience et le raisonnement montrent qu’on doit préférer l’emploi de la self-induction à celui de la résistance, parce qu’elle n’entraîne pas de perte d’énergie et que d’autre part elle abrège les extinctions, grâce à la forme favorable qu’elle donne aux courbes de tension. On peut dire que la self-induction donne une élasticité spéciale au circuit, et celle-ci est mesurée par la différence entre la force électromotrice efficace disponible aux bornes de la lampe en circuit ouvert et la tension efficace entre les pointes de crayons lorsque le courant passe.
- Plus généralement, l’élasticité ainsi définie peut être produite par d’autres phénomènes inductifs, tels que la réaction d’induit des machines, l’induction mutuelle des circuits des transformateurs, etc...
- Supposons, par exemple, qu’un arc soit placé sur le secondaire d’un transformateur dont le circuit primaire est alimenté à potentiel constant Ej par un alternateur. En général, la tension aux bornes du primaire Ea sera très notablement inférieure à la force électromotrice induite de l’alternateur E (force électromotrice qu’on mesurerait aux bornes de l’alternateur en circuit ouvert). Si donc à un moment donné on éteignait toutes les lampes sans changer l’excitation, la tension aux bornes du primaire prendrait une valeur E'j > E, et la force électromotrice induite du secondaire deviendrait E'2 > E2.
- La différence E'2 — E2 mesure l’élasticité du circuit de l’arc, et elle n’est pas négligeable en général ; il est à remarquer qu’elle croîtra avec la charge de l’alternateur, surtout s’il s’agit d’un alternateur à fer, pour lequel la différence E — Et est habituellement très importante. La stabilité croîtra en même temps.
- Cet effet caché peut expliquer pourquoi les mêmes lampes fonctionnent mieux dans certains cas que dans d’autres.
- 20 Crayons à mèche, — La stabilité est obtenue d’autant plus facilement que la mèche est plus tendre. Aussi n’y a-t-il souvent aucune comparaison possible entre les charbons à mèche et les charbons durs. Je citerai, par exemple, l’expérience suivante, faite à l’aide d’un alternateur Labour donnant 80 volts de force électromotrice induite et 45 volts aux bornes lorsqu’il est fermé
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- sur une lampe de 5o ampères : on a placé successivement dans la lampe des crayons à mèche de conductibilité croissante et on a laissé l’écart s’augmenter jusqu’à l’extinction. La longueur d’arc correspondante qu’on peut prendre pour mesure de la stabilité a varié de 3 millimètres (crayons homogènes durs) à 3a millimètres (crayons à mèche de bas voltage).
- Dans ces conditions, il est difficile d’indiquer des chiffres définis relatifs aux crayons à mèche, ün remarquera seulement, que les arcs correspondant aux courbes reproduites ici ont tous été obtenus avec des forces électromotrices supérieures à 45 volts. Mais avec des charbons à très bas voltage, j’ai pu réduire à 40 volts la force électromotrice induite nécessaire à la stabilité d’arcs de 8 ampères présentant des tensions comprises entre 24 et 3o volts ; et on peut descendre encore plus bas, en employant des mèches excessivement conductrices, comme on le fait dans certains cas, surtout en Allemagne. La maison Ganz et C° indiquait récemment dans cet ordre d’idées le procédé de distribution suivant: le courant est fourni à potentiel constant par des transformateurs donnant 100 volts aux bornes d’utilisation; 3 dérivations de 33 volts chacune prises sur le circuit secondaire alimentent des lampes en dérivation. Malgré l’élasticité que le circuit primaire peut fournir au circuit secondaire, comme on vient de le voir, ces conditions doivent exiger des crayons à mèche excessivement tendre, qui se comportent comme de simples résistances. Il semble plus avantageux de monter les 3 lampes en série, comme on le dira plus loin, ou de compter au moins sur 45 volts de force électromotrice induite pour chacun des arcs en simple dérivation.
- IV. — Conséquences pratiques
- Grâce à la façon dont les expériences ont été exécutées, c’est-à-dire avec des compositions de circuit bien définies, il est facile d’en appliquer les résultats aux cas ordinaires de la pratique.
- Supposons qu’il s’agisse d’une distribution directe en série comprenant un circuit de narcs, avec une résistance totale R hors des arcs, et une self-induction totale L; soit s la force électromotrice induite à circuit ouvert de l’alternateur qui fournit le courant. On pourra pratique-
- ment assimiler chaque arc à un arc isolé ali-
- mente par un circuit de résistance — et de self-
- n
- induction — où agirait une force électromotrice -. n
- Au contraire, s’il s’agit d’une distribution en dérivation, chaque arc pourra être considéré comme alimenté par un circuit de résistance 11 R, de self-induction n L, où agit la force électromotrice s elle-même, s’il s’agit d’une distribution directe, ou bien la force électromotrice divisée par le coefficient de transformation s’il s’agit d'une distribution par transformateurs. On peut donc prévoir approximativement à quel type de courbes on aura affaire dans chaque cas.
- Dans la pratique les circuits présentent presque toujours une notable self-induction ; les courbes périodiques seront donc le plus habituellement celles qui ont été indiquées pour les circuits inductifs.
- Le fer contenu dans la machine et les transformateurs pourra en outre jouer un certain rôle plus difficile à prévoir, sur la forme des courbes d’intensité, comme on l’a vu plus haut.
- Gela posé, deux questions doivent être examinées au point de vue de la pratique industrielle: la stabilité des arcs et l’économie du procédé de distribution.
- La stabilité, définie comme on vient de le voir est la même pour un arc en simple dérivation que pour l’arc isolé équivalent. Mais si on groupe plusieurs arcs en série, leur stabilité individuelle croît rapidement avec le nombre de lampes de la même manière que pour les arcs à courants continus. Gela tient très vraisemblablement à ce que l’élasticité nécessaire à chacun est fournie par la résistance totale du circuit. En d’autres termes, si l’un d’eux tend à s’éteindre, il est rare que tous aient la même tendance en même temps; par conséquent chacun d’eux profite pour son propre compte de toute la force électromotrice disponible (différence entre la force électromotrice induite en circuit ouvert et la somme des tensions entre les électrodes de tous les arcs réunis). Aussi les distributions en série par machine Gramme, Westinghouse, etc., présentent-elles une excellente stabilité.
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- Grâce à ce fait constaté depuis longtemps et au voltage assez bas nécessaire pour un arc alterné, l’éclairage par courants alternatifs avec transformateurs en parallèle, se fait presque partout aujourd’hui à l’aide de transformateurs à ioo, no ou 120 volts, sur lesquels on groupe les lampes en dérivation par 3 ou 4 en série.
- Ce procédé, mis en honneur par les maisons Ganz de Budapest et Hélios de Cologne se répand rapidement.
- La maison Hélios emploie, à la fréquence de 40 périodes (matériel Zipernowsky), 4 arcs sur transformateurs à 110 volts, ce qui fait 27,5 par lampe, et elle attribue le succès de ce dispositif à un système particulier de lampes. En réalité celles-ci ne peuvent présenter aucune vertu mystérieuse et la stabilité obtenue avec d’aussi bas voltages doit être attribuée au groupement en série et à la mèche excessivement conductrice des charbons. Cette conductibilité de la mèche semble exagérée pour les motifs qu’on indiquera plus loin, et je ne crois pas qu’il y ait avantage à réduire autant le voltage.
- Mais le groupement en série n’en reste pas moins recommandable. Les insuccès que l’on a fréquemment éprouvés avec les lampes à courants alternatifs doivent être attribués pour la plus grande part à une connaissance incomplète des conditions à réaliser pour la stabilité de l’arc alterné.
- Pour distribuer économiquement la lumière par arcs à courants alternatifs', on doit satisfaire aux trois desiderata suivants :
- i° Réduire la perte par effet Joule dans les charbons en leur donnant la plus grande conductibilité possible;
- 20 Réduire la perte dans les lampes, les canalisations et les machines, en augmentant autant que possible les facteurs de puissance du circuit et de l’arc (*);
- (’) On ne parle pas ici du facteur de puissance de l’alternateur lui-même (rapport de la tension utilisée à la force électromotrice induite), parce qu’il est constamment variable avec la charge et qu’il a forcément une valeur assez faible dans les machines à fer. L’auteur a montré d’ailleurs récemment [Lumière Electrique, t.XLVI,p. 465) que pour réaliser le maximum d’utilisation d’un champ inducteur donné, il faut réduire le facteur de puissance à
- VIT’
- fer.
- comme cela a lieu dans beaucoup d’alternateurs à
- 3° Augmenter autant que possible le rendement lumineux de l’arc lui-même.
- La première condition est facile à réaliser par l’emploi d’une pâte dense et très conductrice pour constituer la partie homogène des crayons, la section occupée par la mèche étant relativement insignifiante.
- La seconde conduit à l’adoption d’une mèche tendre, dont le résultat est, comme on l’a vu, de réduire la self-induction ou le rhéostat nécessaire à la stabilité et d’assimiler l’arc lui-même à une simple résistance non inductive.
- La troisième conduit malheureusement à des conclusions contraires. L’emploi de la self-induction est en effet très avantageux pour réduire les extinctions et l’abaissement du degré d’incandescence qui en est la conséquence. D’autre part l’emploi des mèches tendres abaisse notablement (au moins i5 à 200/0), l’éclat des parties incandescentes et donne ainsi à beaucoup d’arcs alternés, surtout ceux de petite intensité, cette teinte rougeâtre qu’on constate facilement. En réalité les charbons à mèches tendres, bas voltage, présentent un phénomène intermédiaire entre celui de l’arc proprement dit et celui de l’incandescence simple, et qui est analogue à celui des lampes Reynier, Werder-mann, etc., dites « à incandescence mixte ». Le rendement lumineux obtenu dans ces conditions est inférieur à celui donné par les crayons à hauts voltages.
- Pour réaliser un éclairage économique, on devrait chercher à concilier dans la mesure du possible ces deux points de vue opposés on ne pourra le faire d’une manière rationnelle que lorsqu’une série de mesures photométriques aura permis de chiffrer exactement le rendement lumineux en fonction du voltage et de la puissance exigés par les charbons à mèche.
- Pour le moment les constructeurs semblent négliger un peu trop la question lumière au profit de la question stabilité et commodité, et il serait bon de réagir contre un abaissement excessif de voltage en prévenant les consommateurs que, s’ils alimentent avec le même courant et le même nombre de watts 4 lampes en série au lieu de 3, c’est peut-être aux dépens du rendement lumineux de l'ensemble.
- En attendant le résultat des expériences photométriques nécessaires, je crois sage de ne pas grouper plus de trois lampes en série sur trans-
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- formateurs de iio à 120 volts, ce qui permet d’employer des crayons de moyen voltage (32 à 35 volts aux extrémités de crayons), le reste de la tension étant absorbé par les bobines de réglage des lampes différentielles ou par une bobine de self-induction ajoutée en série. On obtient ainsi une bonne stabilité, sans sacrifier le rendement lumineux ni réduire trop le facteur de puissance. Les charbons L moyen voltage donnent d’excellents régimes dans ces conditions.
- V. — Résumé et conclusions
- En résumé cette étude conduit à plusieurs conclusions dont les principales sont les suivantes :
- i° Le phénomène de l’arc à courants alternatifs est plus complexe qu’on ne le croit d’ordinaire et ne peut se ramener à un type unique. La différence d’effet des machines qui l’alimentent peut être expliquée pour la plus grande partie d’après la valeur de leurs constantes (résistance et self-induction).
- 20 La forme des courbes périodiques dépend à la fois de la composition du circuit réel ou fictif et de la nature des crayons ainsi que de leur mèche; celle-ci joue un rôle extrêmement important à tous égards. L'extinction de l’arc qui se produit à chaque alternance n'est pas toujours accompagnée d’une cessation de courant; cet arrêt de courant disparaît d’autant plus facilement que le circuit est plus inductif et la mèche plus conductrice. Il est très long au contraire dans les arcs sifflants, sur circuit non inductir.
- 3° Pour interpréter les résultats obtenus, il suffit de faire intervenir non seulement la vaporisation du carbone, mais encore les effets d’arrachement moléculaire et la conductibilité des gaz chauds et des produits de la mèche.
- Il ne semble pas y avoir dans l’arc de force contre-électromotrice au sens véritable de ce mot.
- 4° Le facteur de puissance applicable à l’arc se rapproche d’autant plus de l’unité que la marche est plus silencieuse et la mèche plus tendre. Avec les mèches à bas voltage il atteint et dépasse facilement o,g5 et l’arc peut être alors assimilé à une résistance morte, tandis qu’avec
- les crayons homogènes, et surtout lorsque l’ax est criard ou sifflant, le facteur peut s’abaisser jusqu’à 0,70 aux fréquences de 26 et 5c périodes.
- 5° La stabilité de l’arc dépend à la fois de 1 nature des crayons et de leur mèche et de la force électromotrice, qu’il ne faut pas confondre avec la tension aux bornes; elle croît avec la fréquence et est favorisée par la self-induction.
- 6° L’emploi d'arcs en série est recommandable à tous égards, mais il ne doit pas entraîner nécessairement l’usage des bas voltages; car les mèches très conductrices transforment l’arc alterné en une sorte de lampe à incandescence mixte, dont la stabilité et le facteur de puissance sont excellents, mais dont le rendement lumineux semble médiocre a priori.
- L’étude de ce dernier point demande des recherches spéciales qui sortent du cadre de ce travail.
- André Blondel.
- RECHERCHES RÉCENTES SUR LA
- THÉORIE ÉLECTROMAGNÉTIQUE DE LA LUMIÈRE (‘)
- Les équations de M. Goldhammer, qui renferment un nombre indéterminé de constantes, permettront toujours de retrouver tous les faits expérimentaux; M. Goldhammer a d’ailleurs indiqué des comparaisons relatives aux propriétés des métaux que nous étudierons dans un prochain travail; mais cette coïncidence ne doit pas nous faire regarder la théorie comme entièrement satisfaisante; d’abord sous la forme que lui donne l’auteur, elle ne constitue pas, à proprement parler, une théorie, mais un ensemble d’hypothèses dont le seul caractère justifié est d’être plus générales que celles de Maxwell; le choix des termes qu’on ajoute aux équations est simplement basé sur la nécessité de retrouver certaines formules déjà connues et considérées comme satisfaisantes. Quelque légitime défiance qu’on éprouve à l’égard de toute hypothèse moléculaire ou autre, il est difficile de se (*)
- (*) La Lumière Electrique du 23 septembre 1893, p. 569
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
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- contenter d’une marche aussi complètement empirique, Ce qui ajoute encore à ce caractère artificiel, c’est que M. Goldhammer n’a pas développé complètement le système des équations électromagnétiques ; les forces et les polarisations magnétiques ne figurent nulle part dans ses formules, de sorte qu’on a une théorie de la dispersion sans avoir de théorie de la propagation. Enfin et surtout on n’a aucune expression de l’énergie.
- La théorie de la dispersion de Helmholtz ne semble pas tout à fait satisfaisante; peut-être même pour des raisons que nous indiquerons plus loin, devra-t-elle un jour céder complètement la place à une théorie électromagnétique partant d’hypothèses très différentes, mais on ne peut manquer d’y admirer l’élégance de la forme, la simplicité et la netteté des hypothèses et le caractère de rigueur qu’introduit la déduction des conséquences à l;aide du principe de la moindre action. J’insisterai quelque peu sur ce que présente de particulier l’introduction de ce principe en électrodynamique.
- Nous connaissons l’expression des diverses énergies, électriques, magnétiques ou électrodynamiques ; ce sont d’ailleurs ces expressions qui figurent dans le potentiel cinématique de ftelmholtz, mais il ne faudrait pas en conclure que la simple application du principe de la conservation de l’énergie fournirait tous les résultats qui se déduisent de la condition de minimum appliquée à ce potentiel.
- Les équations fondamentales du système électromagnétique, écrites dans les notations de Maxwell, pour un espace indéfini en repos se composent de deux groupes :
- K d F __ 3 y
- dt 3 y 3 z
- K d Q 3 a 3 y
- dt 3 z ~ ÏÏz
- K dit _ 3 a
- dt — 3x — 3r
- et
- d a 3 R 3 Q
- ^~dt 3 y 3 z
- d 6 3 P 3 R
- “* dt "32 3 x
- 3 Q _3P
- p' dt dX 9 y
- auquel on peut ajouter le groupe
- P = —
- R = —
- d F dt
- d G dt
- dU
- dt
- (III)
- qui contient un nouveau vecteur. De la combi-naisôn des six équations des deux premiers groupes, on déduira six autres équations du second ordre de la forme
- K|,
- d1 X dt*
- As X —
- dx
- 9 X ,3 x
- 3 Y
- 3Z\ 3 z)
- dans lesquelles X, Y, Z représentent les compo-santesde la force électrique ou de la force magnétique. On pourra retrouver ces derniers groupes d’équations qui ne contiennent chacun qu’un seul vecteur, en exprimant les deux parties de l’énergie au moyen des composantes de ce vecteur; on en trouvera des exemples.dans mes précédents articles. Ainsi on peut écrire l’énergie^);
- /h (f+o,+n,)*+// '*
- uu1 +vv’ + ww'
- dvdv’
- ou encore, pour l’unité de volume (2) K (/d F\“ . fd G\2 , /dH.M . I (/3G
- 3 tty 3 y)
- \ S(ÿ)’ +(¥)'+© K Ki
- /3 H _ 3F \2 /3F _ 3G\21.
- + \dx 3 2/ + W 3 x) )’
- il existe une autre forme symétrique de la pré-rédfintp. fin fonction d’un vecteur magnétique.
- L’application de la méthode de Lagrange permettra d’obtenir directement les équations différentielles du second ordre, mais sans donner celles du premier ordre des groupes (I) et (II). On ne peut déduire ces équations des formes que nous avons données pour 1 énergie; il est nécessaire d’ajouter une hypothèse qui revient en somme à se donner l’un des groupes, c’est ce que fait Helmholtz (comme 1 avait fait Maxwell lui-même) en posant a priori les relations (2) qui, dans les notations de Maxwell, s’écrivent :
- 3 H 3 G
- a et = a— x— 3 y dz
- a . 3 F 3 H
- |tp = &= 3? 3 x
- 3 G 3 F
- ^' = C = 3-? SX
- (IV)
- C) La Lumière Electrique, t. XXXIX, p. 561 (2) La Lumière Électrique, t. XLVI, p. i3.
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- Mais, ces relations écrites, il faudra encore appliquer deux fois le principe de la conservation de l’énergie; on considérera d’abord l’expression de l’énergie par unité de volume suivante :
- ~ (p* + Q! + R^ + (uV + vb + iMll)
- d’où l’on tirera, par variation de P
- P —
- dF
- dt
- On remarquera qu’il est nécessaire, pour obtenir cette relation, d’admettre que F est lui-même fonction linéaire de u; Helmholtz, qui n’introduit pas cette hypothèse, considère le double de la quantité correspondante, à savoir
- (uF •+• vG -\- w H).
- La relation précédente établie, on passera immédiatement du groupe (IV) au groupe (II). On obtiendra le groupe (I) en admettant que l’expression de l’énergie électromagnétique peut s’écrire, sous forme exclusivement magnétique
- &(«• + ?*+ T*)
- par élément de volume.
- Cette expression se mettra sous la forme
- I
- 8 7T
- K
- 3H
- 3 y
- 2G
- 3
- 3F 3 z
- 3H\ , /3 G 3 H\) 3 x) + T U x 3 r)\
- qu’on peut remplacer, d’après une transformation connue, par
- en comparant avec
- - (u F -p v Cf -p11* It),
- on voit qu’on peut identifier en posant ;
- dP
- dt
- sy
- 33
- , etc.
- Helmholtz fait, pour obtenir ses équations, les mêmes hypothèses relatives à l’identité des différentes formes de l’énergie, mais ce que sa méthode présente d’essentiel, c’est qu’il peut introduire immédiatement dans une seule formule toutes les quantités dont il a besoin.
- Quant à la théorie de la dispersion propre-
- ment dite, elle présente le grand inconvénient, commun d’ailleurs à toutes les théories proposées jusqu’ici, de nécessiter, si l’on veut rendre compte de l’existence de plusieurs bandes d’absorption dans le spectre, l’introduction d’espèces de molécules en quantité égale, chaque espèce ayant sa période propre. Cette hypothèse semble peu conforme à la réalité, et on considérerait comme plus vraisemblable toute théorie introduisant un élément quelconque (moléculaire ou autre) qui pût présenter un grand nombre de périodes propres, telles que sont, par exemple, les cordes vibrantes, qui peuvent rendre toute la série des harmoniques d'une même vibration, M. Poincaré a indiqué dans quelle voie on pouvait tenter d’édifier une théorie de cette espèce, Il considère ces molécules comme des résonateurs de Hertz, qui ont, comme l’on sait, une infinité de périodes propres. Les équations du mouvement de l’électricité dans ces résonateurs sont les équations linéaires bien connues du second ordre par rapport au temps, à l’aide desquelles lord Kelvin a établi autrefois la théorie de la décharge oscillante. L’absorption résulterait également de la perte d’énergie causée par le passage des courants dans les conducteurs. On aurait une infinité de périodes sans avoir à introduire une infinité de paramètres indépendants, M. Poincaré n’a pas développé les calculs relatifs à cette hypothèse; il a d’ailleurs indiqué que l’induction mutuelle des résonateurs élémentaires les compliquerait notablement.
- Bien que nous n’ayons considéré ici que l’absorption, je crois qu’il ne sera pas inutile, pour donner une idée du problème tel qu'il se pose actuellement, de rappeler les considérations suivantes de M. Brillouin (*), relatives aux conséquences que l’on déduit de la constitution des spectres d’émission relativement à la complexité des molécules gazeuses.
- Les gaz et les vapeurs incandescentes présentent un spectre d'émission constitué par un très grand nombre de raies qui ne se déplacent pas pour de très grandes variations de la pression et de la température. Cet ensemble de raies se divise en groupes qui ne diffèrent que par leur étendue, laquelle va se resserrant à mesure que l’on s’avance vers l’ultra-violette, la limité vers laquelle tend la largeur du groupe étant
- (') Comptes rendus, t. CXII, p. 575.
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- d’ailleurs différente de zéro. On a pu, pour certains groupes, déterminer une loi empirique qui représente très exactement leur disposition.
- M. Brillouin rejette d’abord l'hypothèse qui considérerait les périodes comme résultant de mouvements internes de la molécule et se communiquant sans altération à l’éther. Sans entrer dans les considérations plus spéciales relatives à la constitufion des molécules que supposerait cette hypothèse, nous ferons seulement remarquer avec lui qu’il est bien étonnant que l’aspect du spectre d’un même gaz pur change si peu, que l’ordre d’opposition et les intensités relatives des différentes raies soient toujours les mêmes si chacune de ces périodes correspond à un mouvement que la constitution de la molécule laisse indépendant et dont l’amplitude n’est déterminée que par l’état initial.
- Pour passer à des conceptions plus simples, on peut considérer la molécule comme formée d’un petit nombre d’élétnents distincts dont la distance relative est définie par un très petit nombrede paramètres; les équations du mouvement ne seraient plus linéaires. Le nombre des variables nécessaires pour définir la forme des molécules n’est plus égal à celui des raies, mais à celui des groupes distincts.
- Enfin on peut admettre une simplicité encore plus grande de la molécule, qui pourrait se réduire à un seul atome indéformable. La lumière émise résulterait des vibrations excitées dans l’éther par la translation rapide des molécules gazeuses. Dans les gaz, la molécule serait comparable à une baguette que l’on déplace à travers l’air; dans les solides, à une lame vibrante. Les périodes des ondes envoyées dans l’éther devraient alors satisfaire aux conditions suivantes : ne pas dépendre de la vitesse de translation de la molécule, mais seulement de sa forme et de ses dimensions; dépendre des propriétés de l’éther lorsque la déformation devient trop grande pour que les équations de son mouvement restent linéaires. On expliquerait ainsi facilement pourquoi un grand nombre de vapeurs métalliqués présentent les mêmes groupes. Le nombre de groupes de raies correspondrait au nombre d’atomes qui composent le molécule.
- Relativement à ces vibrations propres de l’éther, M. Brillouin a récemment émis une autre
- (') Comptas rendus, t. CXVII, p. 94.
- hypothèse très intéressante. Il a montré que la forme et les dimensions d’une masse vibrant au sein ce l’air définissent la hauteur et l’amortissement des sons qu’il produit; il y a donc tout lieu de croire que les raies d’émission des vapeurs métalliques correspondent pour la plupart aux vibrations propres de l’éther extérieur à l’édifice moléculaire.
- Ces ingénieuses considérations serviront-elles de base à une théorie satisfaisante de l’émission et de l’absorption ? Cette théorie pourra-t-elle être traduite dans le langage électromagnétique ? Les difficultés qu'a rencontrées M. Poincaré dans le calcul de la période d'un excitateur, difficultés qui l’ont contraint à se borner au cas où l’appareil est placé à l’intérieur d’une enveloppe conductrice et ne donne naissance qu’à des ondes stationnaires, laissent craindrejque la réponse à cette question ne soit longtemps négative. Nous devrons donc conclure de cette étude que, malgré les vues originales de M. Helm-holtz et la forme si satisfaisante qu’il a su donner à sa théorie, il n’est pas certain que nous connaissions encore la base véritable de la théorie électromagnétique de la dispersion et que le développement des nouvelles hypothèses qu’on pourra introduire malgré la simplicité de leur énoncé, sera peut-être entravé par des difficultés analytiques considérables.
- G. Raveau.
- CHRONIQUE ET REVUE
- DE LA PRESSE INDUSTRIELLE
- Le fer pour transformateurs, par J. A. Ewing (*)i
- Dans le choix du fer pour le noyau d’un transformateur, la première considération est la petitesse de la perte par hystérésis; la question d’une grande perméabilité ne vient qu’en second lieu. Ces deux qualités ne sont pas toujours co-existantes; la courbe du cycle B-H peut affecter la forme d’une boucle assez prononcée, et n’entourer qu’une surface relativement petite.
- (‘) Communication faite au Congrès d’électricité de Chicago.
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- Dans une série d’essais, l’auteur a remarqué que l’ordre de mérite des divers échantillons n’est pas toujours le même quand on les range par ordre de perméabilité que lorsqu’on prend pour critérium la petitesse de la perte par hystérésis.
- Malgré l’importance évidente et bien reconnue des pertes par hystérésis dans le fer des transformateurs, le métal que l’on emploie en réalité est souvent de mauvaise qualité à ce point de vue. L’auteur a été surtout frappé de ce fait au cours d’une récente enquête expérimentale dans laquelle dix ou douze échantillons de fer ont été examinés, dont la plupart étaient fournis comme fer pour transformateur ou comme fer particulièrement pur préparé en vue de ces essais. Dans un cas seulement les pertes par hystérésis étaient aussi faibles que dans le fil de fer que l’auteur avait essayé en 1881, au laboratoire de l’Université de Tokio, et dans la plupart des cas les pertes étaient beaucoup plus considérables.
- Dans les expériences faites au Japon avant l’emploi industriel des courants alternatifs, quand le mot hystérésis ne se trouvait encore que dans le dictionnaire grec, les fils de fer furent pris au hasard parmi ceux trouvés au laboratoire. Deux d’entre eux étaient à peu près également bons; un autre était probablement du fer natit, et un quatrième avait été envoyé au Japon à une exposition par un fabricant américain.
- Depuis lors beaucoup d’observateurs ont fait des essais, et comme ils ont obtenu des résultats nettement inférieurs, ils ont été conduits à s’exprimer avec quelque scepticisme relativement aux résultats obtenus par l’auteur. Il est donc intéressant de noter qu’un échantillon parmi ceux récemment essayés par l’auteur a donné des résultats de même ordre que ceux obtenus avec les fils japonais. Sous une aimantation énergique il n’est pas tout s fait aussi bon, mais pour une aimantation modérée ou faible il n’y a pas de différence entre les deux fers. L’échantillon en question était de la tôle mince employée pour la construction de ses transformateurs par une maison anglaise bien connue. Mais la corroboration des anciens résultats ne sert qu’à mettre en lumière le contraste entre les divers fers. D’autre fer, également employé par d’éminents constructeurs de transformateurs et également bien recuit avant l’essai, était si mauvais que l’auteur neyveut pas indiquer la prove-.
- nance de ces échantillons. Le cas était encore moins favorable avec un fer recommandé comme particulièrement doux et pur.
- Les chiffres suivants peuvent être pris pour
- exemple. Ils donnent la valeur de f~ l\d\ ou de
- la perte hystérétique par cycle complet, pour différentes valeurs de l’induction magnétique maxima B. La première colonne donne les résultats d’une des expériences japonaises, la deuxième colonne se rapporte à la bonne tôle mentionnée plus haut, la troisième colonne à un autre échantillon de métal pour transformateur. Enfin, la quatrième colonne, dans laquelle les pertes sont beaucoup plus grandes, est obtenue avec un fil fourni comme échantillon d'un fer suédois particulièrement doux.
- Tableau de pertes par hystérésis.
- Valeurs de
- H d I
- 2,000
- 1,110
- 3,ooo
- 1, i5o
- 4,700
- 2,200
- 6,38o
- 9,000
- 10,000
- 6,800
- 11,000
- 12,000
- Les nombres donnés par M. C.- P. Steinmetz dans son mémoire sur la loi de l’hystérésis montrent également combien varie cette qualité d’un échantillon à l’autre de fer nominalement doux.
- L’analyse chimique semble être un guide peu sûr dans l’estimation des qualités magnétiques, et cela se comprend jusqu’à un certain point. Du fer puddlé, par exemple, abondamment mêlé de scories, peut sembler moins pur, à l’analyse, que des saumons de fonte donnant plus de perte par hystérésis.
- Il n'est pas improbable que l’infériorité du fer en tôle et en fil que nous constatons aujourd’hui soit due à des traces d’éléments étrangers qui se sont incorporés au métal chimiquement, dans l’emploi de procédés de fabrication peu aptes à
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- Ô32
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- fournir un produit ayant de bonnes qualités magnétiques, tout en donnant du fer sans défaut au point de vue mécanique. Le manganèse, si essentiel pour donner de la ténacité à la fonte, est nuisible magnétiquement. Les constructeurs de transformateurs se plaignent de ne pouvoir trouver qu’exceptionnellement le métal dont ils ont besoin, et que les conditions nécessaires à la production de ce métal soient si peu connues qu’on ne puisse produire avec certitude deux fers identiques. Les essais magnétiques sont maintenant à la portée de tous, et l’on peut espérer que les spécifications relatives aux qualités magnétiques et particulièrement aux pertes par hystérésis deviendront plus générales qu’elles ne le sont. La question, sortie du laboratoire, est maintenant d’intérêt pratique.
- La forme et l’établissement des transformateurs ont reçu toute l’attention possible de la part des ingénieurs, mais on connaît moins bien la matière qui détermine leur bon rendement.
- L’auteur présente ces remarques au Congrès dans l’espoir qu’elles donneront lieu à une meilleure entente entre les électriciens et les métallurgistes, et invite ces derniers à examiner les conditions de production d’un fer magnétiquement doux.
- A. H.
- Aiguillage électrique Stevens et Sykes (1892).
- Les deux pointes d’une mêmç aiguille sont reliées aux glisseurs a et b (fig. i et 2), de mat nière que, si leur écartement vient à changer
- Fig. 1 et 2. — Aiguillage électrique Stevens et Sykes.
- pour une cause quelconque, comme la rupture ou le faussage d’une entretoise, les glissières a et b se déplacent l’une sur l’autre, et cessent d’occuper la position indiquée sur les figures 1 et 2.
- Cette position suppose l’aiguille faite pour èuvrir la voie droite, par exemple, d’une bifurcation : les lames isolées e et g des glissières a et b portent sur les contacts 1 et l, et, en outre, la tige q, appuyée sur un taquet de la (voie est repoussée, malgré son ressort v, de manière à
- laisser la lame w fermer son contact a;, de sorte que le circuit de la pile B est alors fermé par (•x, w, e,/, h g, l, a, o).
- Une fois l’aiguille faite, pour donner le signal de passage, on commence par presser la clin-chette du levier de manœuvre de ce signal J (fig. 3), ce qui fait, en remontant son taquet a g, repousser le ressort al sur le contact am, qui ferme ainsi le circuit de B (fig. j) sur l’èlectro ab, lequel, attirant son armature a a, déclenche én
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ËLECTRICITB
- 6s3
- ac le levier y et en permet la manœuvre. Cette manœuvre ne peut donc se faire que si l’écartement des aiguilles n’est pas faussé.
- Lorsqu’on fait l’aiguille sur l’autre voie, elle
- Fig-, 3. •— Aiguillage électrique Stevens et Sykes.
- amène les lames e et g (fig. i) sur les contacts m et n, qui fonctionnent comme nous venons de le voir pour i et l.
- G. R.
- Coupe-circuit anti-arc Elihu Thomson (1893).
- Le principe de ce coupe-circuit est fondé sur le fait que, tandis qu’une décharge disruptive peut facilement franchir une série de discontinuités dont la somme est plus grande que sa longueur d’étincelle propre, cette même décharge ne pourra pas combler ces discontinuités multiples sous forme d’arcs. Gela tient, d’après M. Thomson, à ce que la résistance au passage de l’arc se trouve concentrée presque tout entière à la surface des électrodes positives : il faut, avec un arc ordinaire, une tension d’une
- quarantaine de volts pour vaincre cette résistance, soit 400 volts pour une série de 10 petits arcs successifs d’une longueur totale bien inférieure à celle d’un arc unique à 400 volts.
- D’après cela, on conçoit parfaitement que la
- Fig. 1, 2 et 3. — Coupe-circuit anti-arc Thomson.
- rupture du circuit se fasse, dans les dispositifs représentés en figures 1 à 3, par le passage du bras s de la touche 1 à la touche 8, en suivant les touches intermédiaires isolées, sans que l’arc puisse se maintenir de 1 â 8, surtout si l’on donne aux touches une forme angulée comme en a (fig. 2).
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- Avec le dispositif figure 4, quand on tourne le bras S de gauche à droite, il met d’abord la ligne rompue en A en court circuit par les sphères 1. 2... maintenues au contact par le ressort z,
- Fig-. 4 et 5. — Coupe-circuit anti-arc Thomson.
- puis il repousse le levier D, qui, écartant brusquement toutes les billes les unes des autres par leur mécanisme de zigzag, rompt définitivement le circuit. On obtient le même résultat en
- Fig. 6. — Dispositif de rupture du circuit.
- figure 5 par une corde T, attachée au bras 3 et aux tiges élastiques des billes, ou en montant une moitié des billes sur le levier s soit directement (fig. 6), soit (fig.7) par des ressorts leur
- permettant de s’ajuster au contact des billes fixes.
- En figure 8, un ressort H rabat le bras S sur
- Fig. 7 et 8. — Variantes du dispositif de rupture.
- le levier D de la figure 4, dès la rupture du plomb fusible F.
- G. R.
- Appel polarisé de J.-W. Averdieck pour lignes à courant continu.
- L’électro-aimant de cet appel polarisé récemment breveté en Allemagne possède trois bobines b1 b2b3 (fig. 1); son armature A est polarisée par la bobine du milieu bz, car cette armature est fixée sur le noyau de cette bobine et peut tourner avec lui, ou bien elle est mobile sur ses pivots et se trouve dans le voisinage immédiat du pôle libre de la bobine. L’armature est disposée de façon que les bobines b1 et b3 la font tourner toutes deux dans le même sens.
- Les trois bobines peuvent être intercalées dans la ligne L L' suivant différentes dispositions, mais il convient de s’arranger de façon que le courant agisse différemment dans les différentes sonneries. Dans le transmetteur, il n’y a jamais que deux bobines en activité, tandis que dans l’appel récepteur les trois bobines coopèrent à l'attraction de l’armature. Le transmetteur a donc une armature à oscillations lentes que les récepteurs suivent aisément.
- Dans le montage représenté par la figure, le courant continu circulant dans la ligne LL
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
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- traverse, lorsque l’armature est attirée, la bobine b2 seulement, par le circuit L, c, /, x, b2, n, L'. Lorque l’armature revient, à la suite d’une interruption du courant, elle arrive à toucher le ressort de contact v et relie donc les bobines bt et b3, couplées entre elles en parallèle, en dérivation avec b2. À la station appelante, au contraire, où la clef l est éloignée du contact c et abaissée sur le contact i, le circuit est interrompu entre c et x, et b2 en est exclu, de sorte que l’armature A ne peut refermer le courant que sur by et b3.
- Le montage se simplifie lorsqu’on couple les trois bobines en série. On fait aboutir L à l’axe x et l’on intercale bu b2 et b3 en tension entre c et L'. v est à relier i, et A ne doit pas communi-
- Fig. i. — Appel polarisé Averdieck
- quer avec n, mais avec le fil qui joint by et b2, Dans les récepteurs les mouvements de l’armature ne modifient pas alors les circuits, le fonctionnement est celui de sonneries ordinaires à battement unique. Au poste transmetteur, au contraire, t isole bx d’une façon permanente et l’armature ne peut refermer le circuit que sur les bobines b, et b3.
- Dans un troisième montage, L aboutit de nouveau à c et à v, mais un fil prenant naissance en x rejoint b3, puis b2 et L'; entre b2 et b3 un autre fil s’embranche qui passe par by pour aboutira l’axe de l’armature A. Dans ce cas les bobines b3 et b2 en série agissent seules aux postes transmetteurs, et dans les récepteurs l’armature couple en outre la bobine by en dérivation sur b2 et b3.
- E. Z.
- REVUE DES TRAVAUX
- RÉCENTS EN ÉLECTRICITÉ
- Des conditions déterminant les réactions chimiques, par Henry E. Armstrong (*).
- Quoiqu’on ait aujourd’hui de nombreuses raisons de croire que des substances ne réagissent les unes sur les autres qu’en présence de substances étrangères, les chimistes ne semblent pas encore être arrivés à la connaissance nette des conditions qui déterminent les réactions chimiques. Chaque fois qu’un nouveau cas est signalé, nous exprimons notre surprise, et nous oublions que Faraday avait déjà, dans ses Recherches expérimentales en électricité, prévu ces conditions, et qu’il suffit d’étendre quelque peu ses généralisations pour jeter les bases d’une théorie acceptable. Le sujet est d’une si grande importance qu’il me paraît désirable de discuter la signification d’observations récentes, surtout parce qu’elles m’obligent jusqu’à un certain point à modifier les opinions que j’avais exprimées ultérieurement, et afin d’attirer sur ce sujet l’attention des physiciens, auxquels il nous faut maintenant recourir pour éclaircircette question.
- Il y a huit ans, lors de la discussion sur la communication de M. H. B. Baker, relative à la combustion dans les gaz secs, je définis l’action chimique comme l’inverse de l’électrolyse, en d’autres termes, pour que l’action chimique puisse avoir lieu, disai-je, il est essentiel que le système considéré contienne un électrolyte. J’établis que, l’hydrogène et l’oxygène n’étant pas des électrolytes, un mélange de ces deux gaz seuls ne doit pas être explosible; et, de plus, comme l’eau n’est pas un électrolyte, il n’est guère probable que l’eau pure puisse avoir une influence quelconque dans le cas d’un mélange d’hydrogène et d’oxygène.
- Ces présomptions ont été vérifiées depuis; la remarquable série d’expériences effectuées par V. Meyer en collaboration avec Krause et Aske-nasy ont clairement démontré que la formation de l’eau par la combinaison de l’hydrogène et de l’oxygène se produit irrégulièrement, et dépend de la présence de quelque chose d’autre que l’eau, une impureté constituée par un acide.
- Mais c’est là une considération qui n’a pas en-
- (*) Proceedings of the Chemical Society, n° 125.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- core reçu toute l’attention qu’elle comporte; il est donc nécessaire d’en faire ressortir l’importance en se référant à d'autres cas.
- La note récente de M. Baker sur l’influence de l’humidité dans les réactions chimiques nous offre plusieurs exemples intéressants. Ainsi, l’auteur affirme que l’acide chlorhydrique ne se combine pas avec l'ammoniaque et que l’oxygène ne réagit pas sur le bioxyde d'azote quand toute humidité est exclue. Dans le premier cas, l’addition d’eau doit suffire à déterminer la combinaison, parce que l’eau forme avec l’acide chlorhydrique un « électrolyte composite » ; mais comme ni le bioxyde d’azote, ni l’oxygène ne forment avec l’eau un électrolyte, l'eau seule ne doit pas suffire pour amener un changement chimique dans ce cas. Toutefois, si par l’introduction d’une « impureté » dans l’eau, on réalise la présence d’un électrolyte composé, quelque grande que soit sa résistance, la réaction s’amorce, et continue avec une activité croissante à mesure que la formation d’acide nitrique diminue la résistance de l’électrolyte.
- Pour cette raison, il sera extrêmement difficile de démontrer expérimentalement que l’oxygène et le bioxyde d’azote restent inactifs en présence de l’eau pure; mais il ne peut subsister aucun doute quant à la réalité de ces faits, si, toutefois, il est permis d’extrapoler les observations de Kohlrausch et d’en conclure que l’eau pure est un diélectrique.
- L’accroissement graduel dans l’activité de la réaction que l’on observe dans ces cas correspond à la période d’induction observée par Bunsen et Roscoe, dans leurs expériences sur l’interaction du chlore et de l’hydrogène. L’affirmation récente de Bodenstein et V. Meyer, d’après laquelle un mélange de chlore et d’hydrogène se comporte irrégulièrement quand on l’expose à la lumière est une confirmation précieuse des observations de Pringsheim, et l’on ne peut plus douter maintenant que le chlore et l’hydrogène purs ne réagissent pas l’un sur l’autre. Il n’est pas surprenant, que la même irrégularité ne s’observe pas quand on chauffe de l’iode dans l’hydrogène, parce que l’acide iodhydrique se forme dès le début du contact. Mais on constate ainsi une différence significative entre les deux mélanges précités, et le problème n’est pas complètement résolu.
- Finalement, il est intéressant déconsidérer la
- formation de l’anhydride sulfurique par l’action de l’oxygène sur l’acide sulfureux, formation qui s'obtient aisément sous l’influence catalytique du platine finement divisé. On ne peut supposer que la seule présence du platine peut donner l'impulsion à la réaction, et sans doute l’humidité est également nécessaire, le platine ne servant qu’a provoquer l’oxydation de l’acide sulfureux à une température considérablement inférieure à la température de dissociation de l’acide sulfurique. L’action des surfaces peut en général être de cette nature, et l’influence inverse qu’elles exercent fréquemment est probable-ment un effet du même ordre.
- A une autre occasion, j’ai examiné s’il n’y a pas de différence entre les actions produites sous l’influence de faibles et de grandes forces électromotrices, si l’eau elle-même ne serait pas un électrolyte pour les grandes forces électromotrices, dans le cas des réactions produites par les hautes températures ou par l’étincelle électrique. Une considération plus attentive du sujet m’a fait songer que cela n’est pas le cas, et que nous devons traiter les réactions à haute température, telles que celles qui ont lieu dans les explosions de gaz, comme les réactions à basse température.
- A ce point de vue, l’affirmation de M. Baker relative à la non-combinaison de l’ammoniaque avec l’acide chlorhydrique est d'une extrême importance; la formation du chlorure d’ammonium n’implique aucun échange, mais une simple association de deux substances données, chacune de beaucoup d’affinité résiduelle, et il n’y a aucune raison pour établir une distinction entre ce cas et celui de la réunion d’atomes d’oxygène et d'hydrogène ; il semblerait n’y avoir qu’une différence de degré. En fait, j’abandonne l’idée que les atomes soient capables de s’unir directement.
- Dans tous les cas, l’électrolyte semble avoir au moins pour fonction de fournir le mécanisme de la transformation de l’énergie. Si cet argument est bien fondé, sa conséquence logique est que les gaz purs doivent être, des diélectriques, c’est-à-dire que le passage d’une décharge électrique à travers un gaz comme, par exemple, à travers un mélange explosible d’oxygène et d’hydrogène ne peut avoir lieu qu’en présence d’un électrolyte.
- Jusqu’ici on s’est très peu occupé des dé-
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- charges électriques dans des gaz soigneusement purifiés. Les effets singuliers des tubes de Tesla auxquels a fait allusion M. Crookes dans la discussion du mémoire de M. Shenstone sur la formation de l’ozone, sont peut-être explicables à ce point de vue. Il peut se faire que l’atmosphère à l’intérieur des tubes ne devient conductrice qu’après que des « impuretés » en quantité suffisante ont été arrachées de leurs parois. On conçoit qu’une explication analogue puisse s’appliquer à l’observation du professeur Schuster, montrant qu’il-est possible d’envoyer un courant de faible force électromotrice à travers un gaz soumis à une force électromotrice élevée à elle seule insuffisante pour provoquer le passage de la décharge. L’hypothèse de la dissociation atomique émise pour expliquer ce phénomène me semble insuffisante.
- Enfin, on peut se demander s’il n’y a pas de démarcation à établir, s’il n’existe pas de substances pures qui soient capables de se combiner ou de réagir l’une sur l’autre, par exemple l’eau et l’anhydride sulfurique. Nous n’avons pas ici de guide sûr, mais il ne semble pas improbable que l’eau possède des propriétés spéciales qui la rendent apte à réagir directement; de plus, dans ces cas, des électrolytes composés se formeraient. Le chlorure d’ammonium, tant qu’il est solide, est évidemment un composé d’un ordre différent, et il peut très bien se faire que des composés de ce genre ne puissent jamais être obtenus directement à l’aide de leurs constituants, parce que dans les conditions où ils se forment ils ne peuvent agir comme électrolytes.
- Dans tous les cas où se forment des agrégats moléculaires, comme dans le cas des solutions, nous sommes en présence de systèmes dissociables et dissociants, et dans ce fait nous trouverons peut-être une explication du mécanisme de ces réactions.
- Actuellement, on ne sait pas si les électrolytes simples, comme le chlorure d’argent fondu, provoquent les réactions chimiques de la même manière que l’eau, si, par exemple, le chlorure d’argent peut provoquer la formation d’acide chlorhydrique par le chlore et l’hydrogène, de sorte que ces trois substances puissent constituer une pile à gaz.
- Expériences de décharges à haute fréquence par A. C. Swinton (*)•
- En se servant de l’appareil déjà décrit (a) produisant des décharges électriques de haute tension et de grande fréquence, l’auteur a obtenu divers effets curieux.
- Un plat d’étain rempli à un centimètre de hauteur d’huile de résine est relié à une des bornes de la bobine à haute fréquence, tandis qu’un fil relié à l’autre borne est amené par son extrémité a environ dix centimètres au-dessus de la surface de l’huile.
- Quand on met la bobine en fonctionnement l’huile s’agite immédiatement avec violence, la surface bouillonne et écume, pendant que la masse du liquide grimpe graduellement le long des bords inclinés du plat et finit par déborder.
- L’effet paraît dû en grande partie à la répulsion violente des particules d’air lancées par le fil dans le liquide.
- Avec du pétrole ordinaire l’effet est le même et le liquide prend feu, mais ne continue à brûler qu’autant que la décharge est maintenue.
- De l’eau distillée essayée dans les mêmes conditions n’a pas donné lieu aux phénomènes d’agitation. Mais quand on abaisse l’extrémité du fil jusqu’à l’amener au contact de l’eau, des étincelles groupées en un faisceau de quelques centimètres de diamètre se forment à la surface de l’eau; ces étincelles ne cessent pas quand on plonge le fil très profondément dans le liquide, elles continuent à se former au point d’intersection du fil avec la surface de l’eau et non à son extrémité, qui se trouve à environ dix millimètres du fond du vase.
- Ce n’est qu’en amenant l’extrémité du fil presque en contact avec le fond que la décharge traverse l’eau et que les étincelles cessent à la surface; cette décharge donne des étincelles très blanches accompagnées de faibles explosions.
- Comme exemple des puissants effets électrostatiques que produisent les décharges à haute fréquence dans les tubes raréfiés, l’expérience suivante peut être mentionnée.
- Un tube de verre de soixante centimètres de longueur et cinq centimètres de diamètre, à l’intérieur duquel on a fait le vide au même degré que dans les lampes à incandescence ordinaires, est fixé sur deux colonnes isolantes, A
- A. H.
- (*) Philosophical Magazine, septembre 1893. (s) La Lumière Electrique, t. XLVII, p. 535.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- l’extérieur du tube on enroule trois tours de fil de cuivre fin, de manière à former une spirale, dont une extrémité est reliée à un pôle de la bobine à haute fréquence, tandis que l’autre extrémité ainsi que le second pôle de la bobine restent libres.
- Par l’action de la bobine le fil devient lumineux, d’une coloration rouge pourpre sombre, pendant qu’apparaît simultanément une seconde spirale d’un bleu clair, à l’intérieur du tube et exactement équidistante de la spirale de fil. L’effet semble dû à la répulsion violente qu’éprouvent les molécules d’air résiduelles à l’intérieur du tube et au bombardement qui en résulte.
- Dans la figure 1, reproduite d’après une photographie du tube prise dans l’obscurité, la plus brillante des deux spirales est le fil qui, quoique plus pâle pour l’œil, est la partie la plus acti-nique. Les autres lignes fines de la photographie sont dues à des réflexions.
- L’auteur a déjà montré ’(1) comment on peut
- Fig. 1
- porter à l’incandescence des filaments de lampes ordinaires à l’aide de courants à haute fréquence traversant le corps de l’expérimentateur, et a donné les raisons qui font penser que ce courant doit être beaucoup moins intense que le courant continu produisant le même effet. L’expérience suivante est une démonstration de plus de ce fait.
- Un pôle de la bobine étant mis en communication avec une borne d’une lampe à incandescence de 5 bougies, 100 volts, on relie à l’autre pôle et à la seconde borne de la lampe deux fils courts dont les extrémités libres se dirigent l’une vers l’autre et s’approchent jusqu’à une distance d’environ six millimètres. Dans cet intervalle on place une lame de verre de dimensions suffisantes pour éviter que des étincelles ne la contournent; en un mot, on forme un condensateur dont les extrémités des fils constituent les armatures, et le verre le diélectrique.
- (') La Lumière Electrique, t. XLVII, p. 535.
- Quand la bobine fonctionne, des étincelles multiples jaillissent sur les deux faces du verre, et couvrent un cercle d'environ huit centimètres de diamètre, et le filament de la lampe est immédiatement porté à l’incandescence. La capacité d’un condensateur de ce modèle doit être extrêmement faible, même si nous considérons la surface active comme représentée par l’aire couverte par les étincelles. Par conséquent, quoique la fréquence soit énorme, la quantité d’électricité mise en mouvement dans le circuit ne peut être que très minime.
- En ce qui concerne les effets calorifiques de courants à haute fréquence très peu intenses, M. Charles A. Parsons suggère à l’auteur l’explication suivante.
- La quantité totale de chaleur communiquée à
- un fil est proportionnelle à la chute de potentiel moyenne entre les extrémités du fil, multipliée par la quantité totale d’électricité qui y a passé.
- Nous avons, en effet :
- Quantité de chaleur = Q E.
- Si l’on augmente le voltage, la quantité nécessaire pour développer un nombre donné de calories est diminuée proportionnellement. Si une lampe à incandescence de 100 volts et de 0,6 ampère est portée à l’incandescence par de courtes impulsions de courant ou de courtes décharges d’une tension moyenne de 10000 volts pendant chaque décharge, la quantité qui passe dans un temps donné ne sera que la centième partie de celle que dépense le courant continu pour produire le même effet.
- C’est ce que l’on peut encore exprimer autrement. .
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- En supposant la résistance constante, nous avons
- Q = f idt,
- la chaleur varie comme J' \2dl.
- Si dans la figure 2 les ordonnées représentent le courant, les abscisses le temps, alors
- l’aire des figures représente Q = J' Idt, et la
- chaleur, ou J l2dt, est donnée par le moment
- d’inertie des figures par rapport à l’axe O l. Des figures de forme allongée ont un moment beaucoup plus grand par rapport à la ligne O / que des figures ramassées de même surface.
- Les rectangles ombrés représentent des quantités égales d’électricité. Les distances des centres de gravité à la ligne O t représentent les puissances calorifiques qui sont proportionnelles au voltage moyen de chaque décharge.
- Ceci suppose que les effets de self-induction sont négligeables, comme c’est probablement le cas avec des filaments de lampes. Mais en présence de la self-induction également des effets semblables se produisent, en raison de l’accroissement de résistance dû à cette self-induction.
- La même explication s’appliquerait aux effets calorifiques des étincelles, des décharges de la foudre et d’autres décharges disruptives ne comportant qu’une quantité d’électricité relati-ment petite.
- A. II.
- que l’indice de réfraction d’une lame mince de liquide est le même que celui d’une grande quantité de ce liquide. Les auteurs donnent les raisons qui font croire que ces indices de réfraction, s’ils ne sont pas identiques, ne diffèrent que légèrement.
- Dans la méthode électrique, on suppose que la conductibilité d’un liquide ne varie pas quand on l’étire en lame mince.
- Si les résultats obtenus par les deux méthodes concordent, la conclusion est que la résistance électrique d’une lame n’est pas affectée par sa ténuité; si les résultats diffèrent beaucoup, c’est que la conductibilité spécifique du liquide varie.
- Les auteurs ont montré, en i883, que pour une solution de savon dur contenant 3 0/0 de Iv Az O3, avec ou sans addition de glycérine, l’épaisseur moyenne des lames était la même d’après les deux méthodes. Pour ces solutions, la conductibilité ne varie donc pas; elle est la même pour un grand volume et pour une lame de 12 a d’épaisseur. L’exactitude de ce résultat a été confirmée par un grand nombre d’observations faites pendant ces trois dernières années.
- I. Méthode optique.
- Les nombres ci-dessous montrent la variation de l’épaisseur d’une lame obscure due à la variation de la quantité de sel dissous.
- 1 partie depsavon dur dans 40 parties d’eau.
- Iv'Az O3 en o/o............... 3 i o,5 o
- Epaisseur moyenne de la lame en (j. 12,4 i3,5 14,5 22,1
- Sur l’épaisseur et la résistance électrique de lames liquides minces, par A.-W. Reinold et A.-W. Rücker (').
- Ce mémoire rend compte d’expériences faites dans le but de déterminer l’épaisseur de lames minces obscures d’eau de savon de]diverses compositions. Deux méthodes ont été employées : i° une méthode optique, dans laquelle l’épaisseur moyenne d’environ 5o lames planes contenues dans un tube a été déduite d’observations sur les phénomènes d’interférence, et 2* une méthode électrique, dans laquelle l’épaisseur d’une lame cylindrique est tirée de mesures de la résistance électrique.
- La méthode optique implique la supposition
- Des expériences faites avec du savon mou et avec des solutions contenant de la glycérine confirment ces résultats.
- La variation due à la proportion de savon dissous ressort des résultats ci-dessous :
- Proportion de savon dans l’eau... i/3o 1/40 1/60 i/8o Epaisseur de la lame en p.... 21,6 22,1 27,7 29,3
- Quand la solution contient 3 0/0 de KAzO3, la proportion de savon a peu d’influence sur l’épaisseur de la lame.
- II. Méthode électrique.
- Il a été dit que pour une solution de savon contenant 3 0/0 de K Az O3 l’épaisseur de la lamu
- (') Proceedings of the Royal Society, 10 août 1893.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- mesurée électriquement est la même que celle qui résulte de la mesure optique. Mais, si l’on diminue la'proportion de K Az O3, l’épaisseur (mesurée électriquement) augmente beaucoup plus vite que d’après la méthode optique. En pareil cas, la méthode électrique ne donne donc pas l’épaisseur vraie de la lame, et l’hypothèse que la conductibilité de la lame et celle du liquide en masse sont identiques est insoutenable.
- Le tableau suivant montre la variation d’épaisseur apparente due à la diminution de la quantité de sel dissous.
- Savon dur
- K Az O’en o/o.......... 3 2 1 o,5 o
- Epaisseur moyenne apparente (mesurée électriquement.................. 10,0 12,7 24,4 26,5 i?4
- La grande valeur obtenue pour l’épaisseur apparente dans le cas de la solution saponine non salée est confirmée par des expériences sur une solution de savon mou non salé, qui donnèrent une épaisseur apparente moyenne de 162 ij..
- Dans différentes lames, les épaisseurs mesurées diffèrent beaucoup entre elles, les limites étant environ 80 (j. et s3o a. Cette grande différence est due en quelques cas à un changement réel de l’épaisseur. On voit fréquemment deux espaces obscurs dans une lame; ils sont séparés par une ligne discontinue de forme irrégulière. Leur mesure est difficile; elle indique que les épaisseurs électriques des deux ombres sont entre elles comme 2:1.
- Le mémoire donne les détails de nombreuses ecpériences effectuées dans le but de déterminer la cause de la grande augmentation de la conductibilité électrique dans des lames obscures formées de solutions de savon non salées.
- Les résultats ont, montré que l’augmentation de la conductibilité spécifique en question i° est indépendante de variations modérées de la température ;
- 20 n’est pas due à l’absorption ou à l’évaporation de l’eau ;
- 3° n’est pas due à un changement dans la composition du liquide par la décomposition électrolytique produite par le courant servant à mesurer la résistance électrique ;
- 4° n’est pas affectée par une très grande variation de la quantité de C O2 dans l’air ambiant ;
- 5° est pratiquement invariable quand les lames sont formées dans une atmosphère d’oxygène.
- On a examiné ensuite si les grandes variations dans la conductibilité spécifique affectent seulement des lames obscures, ou si des phénomènes analogues peuvent être obtenus avec des lames plus épaisses.
- Les conclusions auxquelles arrivent les auteurs sont : i° que la conductibilité spécifique d’une lame augmente quand l’épaisseur diminue et 20 que cette augmentation est moindre dans le cas d’une lame contenant du sel, et nulle lorsque la proportion de sel atteint 3 0/0. Les nombres suivants sont cités à l’appui de la première de ces conclusions :
- Savon dur 1/60.
- Epaisseur optique, vraie, en |i.... 641 296 97 27,7
- Rapport de l’épaisseur électrique
- à l’épaisseur optique...... 1,66 1,98 4,47 5,8
- Dans le cas d’une solution de savon contenant 3 0/0 de KAzO3 les résultats des méthodes électrique et optique concordent pour des épaisseurs supérieures à 450 jj.. Aux épaisseurs comprises entre 450 et 200 [*, le rapport est généralement supérieur à l’unité atteignant dans quelques cas jusqu'à 1,28, mais il n’y a pas d’indice net de ce que la valeur augmente à mesure que la lame s’amincit, et quand on atteint l’épaisseur correspondant à l’obscurité le rapport est de nouveau l’unité.
- Le mémoire se termine par une discussion sur la cause de l’augmentation de la conductibilité. Les auteurs établissent qu’elle peut être attribuée soit à une modification de la constitution chimique de la lame produite par sa ténuité, ou à la formation d’une pellicule à la surface. Ils prouvent que les résultats expérimentaux ne peuvent être expliqués par la formation d’une pellicule seulement, mais qu’ils résulteraient, soit de la première cause, soit de la combinaison des deux. Pour distinguer celles-ci, il sera nécessaire d’effectuer des observations dans des gaz autres que l’air, et l’appareil imaginé dans ce but est actuellement en construction.
- A. IL
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- FAITS DIVERS
- La session de l’Association britannique a été tenue cette année à Nottingham, a partir du 14 septembre. Voici la liste complète des mémoires relatifs à l’électricité qui ont été présentés à cette session, liste que nous empruntons à YElectrician, de Londres.
- Section A. — Lord Kelvin : Sur la propriété piézoélectrique du quartz.
- Lord Kelvin : Sur une pile piézo-électrique.
- Prof. G. F. Fitzgerald : Equations pour le calcul de l’effet d’un long tube comme écran magnétique.
- Prof. G. F. Fitzgerald : Equations pour le calcul de l’effet d’une oscillation hertzienne sur des points voisins.
- Prof. G. F. Fitzgerald : Sur la période de vibration de perturbations de l’électricité terrestre.
- Prof. Oliver Lodge : Note supplémentaire sur l’éther.
- Prof. Oliver Lodge et M. F. H. Nalder . Sur un galvanomètre physiologique.
- Prof. Oliver Lodge : Sur la relation entre l’éther et la matière.
- Prof. A. W. Rücker : Note sur les effets d’écran magnétique de deux sphères creuses concentriques.
- Prof. J. Viriamu Jones : Sur des étalons de petite résistance électrique.
- F. H. Nalder : Appareil pour comparer des résistances de valeurs très voisines.
- E. H. Barton : Sur des phénomènes d’interférence électrique analogues aux anneaux de Newton, mais présentés par des ondulations dans des fils.
- G. U. Yule : Sur le passage d’ondulations électriques à travers des couches d’électrolyte.
- G. H. Bryan : Figures électromagnétiques dans des feuilles planes, sphériques et cylindriques,
- A. B. Basset : Sur la publication des mémoires scientifiques.
- Prof. J.-J. Thomson : Une nouvelle forme de pompe à air.
- G. Larmor : Action magnétique exercée sur la lumière.
- Rapport sur l’état actuel de nos connaissances sur l’é-lectrolyse et l’électrochimie.
- Rapport du comité pour la création d’un Laboratoire national de physique.
- Rapport du comité pour l’électro-optique.
- Rapport du comité pour la comparaison et la réduction des observations magnétiques.
- Rapport du comité s’occupant des travaux sur le magnétisme à l’observatoire de Falmouth.
- Rapport du comité des étalons électriques.
- Section B. — Dr M. Meslans : Démonstration de la préparation et des propriétés du fluor par la méthode de Moissan.
- D'C. A. Kohn : Application de l’électrolyse à l’analyse qualitative.
- Rapport du comité sur l’effluve électrique dans l’oxygène et dans d’autres gaz
- Section C. — W. W. Beaumont : Balance automatique à mécanisme alternatif.
- W. W. Beaumont : Nouvelle forme d’engrenage ya-riable pour moteurs électriques.
- Gisbert Kapp : Goût relatif des conducteurs dans les différents systèmes électriques de transmission de force motrice.
- A. T. Snell : Utilisation des forces hydrauliques par l’électricité.
- W. B. Sayers : Armatures auto-excitatrices et compensateurs de chute de potentiel.
- E. Payne : Système mécanique de conducteurs électriques.
- Rapport du comité sur les méthodes graphiques.
- Dans les climats très secs on observe fréquemment de curieux effets d’électricité de frottement. Nous avons déjà fait remarquer combien fréquemment on observe aux États-Unis des phénomènes d’électricité statique produits par des courroies de transmission. La Nature relate dans son dernier numéro un fait de cet ordre.
- Une servante, en frottant vigoureusement un tapis avec un chiffon imbibé de pétrole, mit le feu au chiffon, et les flammes s’étendirent au tapis entier. M. G. D. Shepard-son, professeur à l’Université de Minnesota, a donné de ce fait une explication très plausible.
- « J’ai fait, dit-il, sous le climat si froid et si sec du Minnesota, une série d’expériences qui éclairent ce problème d’un jour particulier. J’ai dans ma chambre un tapis qui est une source puissante d’électricité : quand le temps est au froid, on ne peut y poser le pied sans se sentir électrisé. En y frottant les pieds, j’ai réussi à en tirer des étincelles de 3 millimètres de,longueur et même plus dans certaines conditions favorables. »
- II paraît même que dans certaines conditions de température le phénomène devient assez fréquent pour être très gênant.
- Le Journal officiel du 12 septembre a publié un décret aux termes duquel sont organisés, sous l’autorité du ministre du commerce, les services de l’exposition universelle de 1900.
- Il est institué à ce ministère une commission supérieure consultative composée de 100 membres, au nombre desquels sont : le sous-secrétaire d’Étataux colonies; 8 sénateurs; 12 députés; le vice-président du Conseil d’État et 2 conseillers; les préfets de police et. de la Seine; le président du Conseil général; le président du Conseil municipal et 8 membres; le directeur de l’exploitation et celui des finances de l’exposition de 1889; 2 membres de l’Aca-
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- LA LUMIÈRE ELECTRIQUE
- démie des Sciences et de celle des Sciences morales et politiques; divers présidents de chambres de commerce, et les directeurs des services administratifs. Le génie civil, Tannée, les travaux publics sont également représentés.
- Par décret signé le 9 septembre, M. Alfred Picard, président de section au Conseil d’État, est nommé commissaire général de l’exposition de 1900, tout en conservant ses fonctions actuelles.
- La maison Siemens et Halske a introduit'récemment dans l’industrie un appareil destiné à enregistrer le nombre de coups de foudre dont aurait été frappé un conducteur.
- L’appareil consiste simplement en une barre de fer soumise à l’action magnétisante du courant passant dans te conducteur. Cette barre de fer, enfermée dans une boîte en fonte, fait mouvoir une aiguille extérieure. L’appareil ne fonctionne que sous l’action d’une intensité de courant d’au moins 25o ampères.
- La société des accumulateurs Tommasi, dont le capital vient d’étre porté à 400 000 francs, fait construire une importante usine à Clichy. Elle portera dorénavant le nom de Société de l'accumulateur Fulmen. Pourquoi ce changement de nom, et que vient faire la foudre dans l’invention de M. Tommasi? Nous ne le savons pas, mais bien que la raison sociale de ladite Société soit changée, l’accumulateur exploité est toujours le système multitubulaire D. Tommasi, dont nous avons entretenu nos lecteurs à différentes occasions, et qui est employé, entre autres, à l’éclairage des trains parla compagnie P.-L.-M. et essayé par la compagnie de l’Est, si nous sommes bien informés.
- La société construira elle-même, dans son usine, les accumulateurs, qui jusqu’ici avaient été fabriqués parles soins de MM. Rouart frères et C*.
- Dans la préparation mécanique des minerais, on emploie l’attraction magnétique pour séparer le fer des autres matières, et on a créé plusieurs catégories d’appareils trieurs basés sur ce principe, et dont nous avons publié de nombreuses descriptions.
- Dans une communication à la Société de l’industrie minérale, M. de Satelin a donné une classification de ; ces appareils.
- Dans les premiers, dits à attraction complète, la matière ferrugineuse attirable ou rendue telle par un grillage préalable se trouve appliquée par l’aimantation contre une pièce placée dans un champ magnétique et se déplaçant de manière à sortir de ce champ : ce sont les appareils Kessler, Humboldt, Siemens, Read, etc.
- Dans d’autres, dits à attraction incomplète ou à déviation; les minerais fins sont déversés en poussière dans un
- champ magnétique qui dévie de la verticale les parties attirables.
- Enfin dans une troisième classe, dite à champ magnétique continu, l’arrachement de la matière ferruginèuse retenue sur des segments aimantés est obtenue mécaniquement. L’appareil basé sur ce principe est le trieur Va-vin, qui ne se prête malheureusement pas à un travail en grand.
- Un nouvel appareil, la trieuse électromagnétique Hugues Daviot, se distingue à plusieurs points de vue des précédents. Tandis que ceux-ci ont pour but de rendre l’opération continue, la trieuse Daviot se propose, au contraire, de réaliser le travail par alternances sur une quantité déterminée de minerai sur laquelle on opère un succession interrompue d’attractions. Dans toutes les autres trieuses, on fait passer des quantités constantes de minerai dans le champ magnétique. La matière ferrugineuse est attirée proportionnellement à l’intensité magnétique et, avec elle, une quantité assez importante de matière non attirable se trouve mécaniquement entraînée. Il s’ensuit que la matière attirée est relativement riche en matière non magnétique et que, d’autre part, si, à un moment donné du triage, la composition du minerai change, si le grillage a été mal ou différemment fait, on continue l’opération en pure perte et sans aucun résultat. Avec la trieuse oscillante, au contraire, on peut contrôler à chacune des attractions magnétiques l’effet du contact. On peut dire que l’ouvrier trieur opère auec sa brosse magnétique sur le minerai en poussière absolument comme il le fait avec la main sur le minerai en morceaux.
- Le trieur est essentiellement constitué par un électroaimant à deux bobines parallèles recevant le courant d’une dynamo ; cet aimant est suspendu à un bâti et est équilibré par un contrepoids ; il se promène contre le fond courbe d’une table; l’ouvrier, ayant fait une succession de passes des dents qui terminent l’électro^aimant dans la matière placée sur la table courbe, laisse remonter vivement le trieur chargé; le choc qui se produit au contact avec un cornet détermine la séparation par force vive des matières non magnétiques et entraînées mécaniL ’ ment par les matières attirables. Cette disposition., simple en principe, a dtï être complétée par l’addition d’un dispositif dit trébuchet, qui permet de régler d’avance le poids ferrugineux qu’on doit extraire pour réaliser tel enrichissement de la matière qu'on veut obtenir du produit brut.
- Aux mines du Laurium, on a appliqué ce système à la transformation en blendes commerciales des produits mixtes pyriteux contenant 20 à 22 0/0 de zinc.
- Le procédé de désinfection des eaux d’égout employé par la ville de Brewster (état de New-York) dont nous avons parlé récemment, est maintenant mis en pratique par MM. Merryweather, qui se proposent de l’appliquer dans différentes villes maritimes. A cet effet; il se serviront de
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
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- locomobiles avec dynamos analogues aux voitures d’éclairage électrique décrites récemment dans ce journal.
- La mine d’or de Baker’s Créait, dans la Nouvelle-Galles du Sud, dit The Electrician, sera éclairée et actionnée par l’électricité. Une centaine de chevaux seront empruntés à cet effet aux chutes de Gyra, sises à environ 6 kilomètres de distance. On évalue à 25 ooo francs par an l’économie que l’introduction des machines électriques permettra d’obtenir.
- D’après VEngineer, l’Exposition de Chicago a coûté jusqu’au 7 août la somme de 119338760 francs pour les constructions et l’administration. Les entrées ont donné 17235185 francs et les droits payés par les exposants 6892730 francs. Les recettes journalières de toutes provenances sont d’environ 400000 francs, et les dépenses journalières en moyenne de 75000 francs, laissant un bénéfice do 325ooo francs par jour.
- En admettant que l’Exposition reste ouverte pendant 60 journées après le 7 août, le bénéfice sera de 20000000 de francs. En y ajoutant 23 000000, nous avons un produit net de 43000000 de francs. On voit qu’il faudra couvrir une différence d’environ 80000000 de francs.
- . L’Exposition de Chicago est donc tout le contraire d’un succès financier. La plupart des hôtels de Chicago ont fait faillite, dit VEngineer. Les grands caravansérails construits pour recevoir des milliers de voyageurs ont vu arriver à peine 7 à 10 0/0 du nombre prévu de visiteurs. La plupart d’entre eux viennent des états environnants.
- Aucun projet annoncé aux quatre coins du monde à grand renfort de réclame n’a eu, dit notre confrère, un insuccès aussi piteux.
- Nous avons à maintes reprises enregistré l’observation presque classique de la préférence de la foudre pour certains arbres. Pour se rendre compte des causes déterminâmes de ces différences, M. D. Jonesco a recherché comment des branches de diverses essences d’arbres se Comportent vis-à-vis de décharges électriques. Il a constaté que la conductibilité plus ou moins grande des arbres a une influence d’autant moindre que la tension est plus élevée, mais les différences se manifestent pour des tensions moindres. Il paraît, d’après ces recherches, que la teneur en eau du bois vivant ne modifie pas la conductibilité pour les décharges. Le bois frais le moins conducteur est celui qui contient la plus forte proportion d'huile ou de graisse, tandis que la présence de l’amidon donne aux diverses espèces un fort pouvoir conducteur.
- Un ingénieur des charbonnages du Nord étudie en ce moment l’application de l’aluminium à la construction des cages d’extraction, à la confection des câbles, des
- lampes de sûreté, etc. Tout en tenant compte de la différence de la résistance de ce métal par rapport au fer ou à l’acier, la réduction dans le poids des appareils construits en aluminium serait encore voisine de 5o à 60 0/0, ce qui, dans le cas que nous avons cité présente un réel avantage.
- La semaine dernière, pendant un violent orage qui s’est abattu sur Paris, la foudre est tombée en différents endroits, notamment à Belleville, sur une maison située au numéro 81 de la rue Saint-Fargeau. Elle a fortement dégradé un mur et rnis le feu à un compteur à gaz.
- A Cincinnati, récemment, un tramcar électrique s’est « emballé », s’il est permis de dire ainsi. En tout cas, le conducteur n’ayant pu tourner la manivelle du commutateur, a dû laisser courir sa voiture. Le cas semble un peu exagéré, parce qu’enfin il n’est pas si difficile de couper un circuit. D’un autre côté, il serait bon de munir ces voitures de freins puissants, qui éviteraient tout accident de ce genre, car la voiture s’arrêtant, les coupe-circuits sauteraient, et tout serait dit.
- 11 y a dix ans, peu de temps après la nomination de M. le colonel Laussedat à la direction du Conservatoire des Arts et Métiers, l’administration des bâtiments civils s’opposait à ce que l’on continuât les démonstrations populaires données chaque semaine dans l’église de l’ancienne abbaye de Saint-Martin. Les architectes prétendaient â tort ou à raison que les coups de piston donnés par la machine à vapeur mettant en mouvement les appareils exhibés ébranlait la solidité du vénérable édifice. Ges utiles démonstrations, qui étaient rapidement devenues un but favori de promenade pouf l’élite de la population laborieuse, avaient complètement [cessé.
- Grâce aux progrès que les applications de l’électricité ont faits dans toutes les parties de l’établissement, les séances ont pu recommencer.
- L’inauguration de la salle des machines, réparée et débarrassée de la vapeur, a eu lieu sans cérémonie le 24 septembre dernier, en présence d’un nombre très limité de spectateurs.
- Le courant du secteur est amené dans la salle par une canalisation spéciale et pourra par conséquent donner la vie à un nombre quelconque de mécanismes.
- Mais dans la journée du 24 septembre il n’y avait encore qu’une machine en action. C’était une rabotteuse rattachée par une courroie à un arbre de couche que faisait tourner une dynamo auto-excitatrice du système Sautter-Lemonnier et de la force de trois chevaux.
- Cette machine, qui a appartenu à la commission du mètre et a servi dans des expériences de haute précision, est d’une régularité parfaite. Les changements de vitesse
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- 634
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- étaienl produits par une modification de l’excitation du champ.
- La salle restera désormais ouverte au public, et chaque semaine, pour ainsi dire, amènera une addition jusqu’à ce que l’installation soit complète.
- La France s’est emparée de Segou-Sikovo, grande ville nègre située sur les bords du Niger, qui était la capitale de l’empire musulman fondé par l’hadji Omar, et en a fait le centre de son occupation.
- A la suite de ces événements la ville de Sansanding, importante place commerciale dépendant autrefois de Se-gou, a été érigée en royaume feudataire. On a mis à la tête de cet état un nègre oulofï nommé Mademba et né au Sénégal. Ce nègre, qui a pris ainsi le titre et les fonctions de roi, a débuté dans la carrière administrative comme employé des lignes télégraphiques. Il a fait preuve de beaucoup d’intelligence dans la construction des lignes rattachant nos divers postes. C’est ainsi qu’il s’est signalé à l’attention des commandants supérieurs du Soudan français. Ses connaissances en électricité lui ont facilement acquis une immense réputation chez ses compatriotes. On le suppose quelque peu sorcier, ce qui est loin de nuire à notre influence.
- Les chemins de fer d’Italie vont introduire d’une façon générale, à partir du rp novembre prochain, l’heure solaire moyennedu 15" degré de longitude est de Greenwich. C’est, en somme, une avance de i heure sur Greenwich, et de onze minutes sur l’heure solaire de Rome. Les services publics adopteront probablement la même mesure.
- Éclairage électrique*
- Le Conseil municipal de la ville de Cologne a décidé récemment d’étendre considérablement le réseau de conducteurs électriques de la ville. Elle a également fixé à 3,i5 centimes le prix de l’hectowatt-heure pour l’énergie électrique utilisée pour force motrice, tandis que pour l’éclairage le prix de l’hectowatt-heure est de 8,70 centimes. Ces prix sont susceptibles d’être réduits pour les gros consommateurs.
- À Lyon, la Compagnie du gaz distribue de l’énergie électrique. Mais, d’après une lettre adressée par M. H. Joly, ingénieur électricien, aux conseillers municipaux de Lyon, il paraît que nombre de commerçants et habitants de la ville se sont vu refuser le courant par la Compagnie du gaz, celle-ci voulant, toujours d’après M. Joly, donner l’éclairage électrique à qui lui plaît, et sur le parcours de ses câbles seulement, dans les rues de l’Hôtel-de-Ville et de la République.
- Depuis plus de cinq ans que la Compagnie du gaz a
- commencé la distribution de l’électricité, elle aurait pu, avec les moyens et l’outillage dont elle dispose, plus que décupler son réseau et satisfaire à un plus grand nombre de demandes. En se basant sur ces considérations, M. Joly sollicite l’autorisation d’établir dans le VIa arrondissement de Lyon une distribution d’énergie électrique, tant sur la grande que sur la petite voirie. Dans le cas où cette autorisation serait accordée, l’énergie serait vendue à 0,09 fr. l’hectowatt-heure, alors que la Compagnie du gaz la vend 0,14 fr.
- Télégraphie et Téléphonie.
- L’Electrical Review, de New-York, décrit dans un de ses derniers numéros un téléphone dont, quoi qu’en dise notre confrère, le principe n’est pas nouveau. C’est, en somme, le condensateur chantant connu depuis de longues années. M. Marshall cherche à lui donner une forme pratique.
- D’après la Revue des Postes et Télégraphes, il paraît que les habitants du village de San. Jiilia de Loria, à Andorre, où le gouvernement français a inauguré, il y a quinze jours, un bureau télégraphique, veulent démolir les poteaux et couper les fils du télégraphe, à l’instigation de quelques partisans de l’évêque d’Urgel, co-suzerain de l’Andorre.
- Ce serait la deuxième fois que la ligne télégraphique établie par la France en Andorre serait démolie. Lé vi-guier français va partir pour Andorre-la-Vieille afin d’essayer de calmer l’effervescence qui commence à se manifester.
- A l’occasion de la visite de M. Emile Zola à l’Institut des Journalistes, l'on a donné une grande soirée dans la salle de réception de l’Institut colonial.
- Le théâtrophone de Londres a été relié à l’Alhambra, au théâtre Empire et au théâtre Shaftesbury, mais il n’a pu être rattaché à l’Opéra de Paris comme on l’avait proposé. Des obstacles techniques dont nous ignorons la nature se sont présentés.
- D’après un rapport présenté à la Compagnie du téléphone Bell, le nombre des téléphones actuellement en service est de 5ie 107. La totalité des réseaux de conducteurs comporte 426 729 kilomètres. Cette longueur correspond à dix fois et demie la circonférence terrestre.
- Imprimeur-Gérant : Y. Nory.
- Imprimerie de la Lumière Électrique. — Paris. 3i, boulevard des Italiens.
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- TABLE DES MATIÈRES
- DU
- TOME QUARANTE-NEUVIÈME
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- TABLE PAR ORDRE ALPHABÉTIQUE
- A
- Accouplement Dahl.............................
- — électrique Sargent......................
- Accumulateur Boese............................
- — Hofmann.................................
- Accumulateurs (supports pour plaques d’) Drake..
- — Picard et Thame.....•...................
- — Rosenthal et Doubleday..................
- — Lehmann.................................
- Action de l’arc électrique sur les carbures d’hydrogène, obtention du diamant, par M. G. Rousseau..........................................
- Aiguillage électrique Stevens et Sykes........
- Allumage et extinction des lampes à distance (système Vialet-Chabrand).........................
- Allume-cigares Carstarphen....................
- Allumeur électrique Lane......................
- — — Russell........................
- — Wood....................................
- Alternateur sans self-induction Hutin et Leblanc.
- — F. Guilberl..........................
- Alternomoteur Stanley et Kelly................
- Aluminium (P) et son électrométallurgie.—Gustave
- Richard................................
- Amortisseur pour commutateurs Siemens.........
- Ampèremètre Hoydt.............................
- Ampèremètres à aimants permanents de la maison
- Siemens et Halske, par A. Ivœpsel......
- Amplitude (sur P) de vibration du diaphragme de téléphone, Charles Cross et A.-N. Mansfield. Analyse des courbes périodiques. — P. Boucherot. Appareil électrolyseur Craney.................
- — — à disques Tommasi........
- | P»g«
- ! Appareil pour vérifier les câbles E. W. Stevenson.. 127 Appel pour postes téléphoniques ou télégraphiques
- Wetzer.................................... j3i
- — polarisé Averdieck......................... 624
- — Varley...................................... 459
- Appels (les) omnibus de la maison Breguet pour
- télégraphes et téléphones. — G. Pellissier. 405 Applications mécaniques de l’électricité. — Gustave
- Richard...................... i3, 112, 214, 458
- Arc (Notes sur P) électrique, par Louis Duncan,
- A-J. Rowland et R.-J. Todd................ 437
- Armature de dynamo Mac Laughlin............... 164
- — — E. Thomson................. i65
- Arrêt électrique Wood........................... 219
- Auge électrolytique Craney....................... 276
- — — Elmore..................... 378
- Autoconduction (P) ou nouvelle méthode d’électrisation des êtres vivants, mesure des champs magnétiques de grande fréquence, par
- A. d’Arsonval.......................... 136
- Avertisseur d’incendie........................ 78
- — — Egan......................... 123
- B
- Balais pour dynamo Boudreaux..................... 509
- Balance automatique Driver....................... 463
- — — Gofringe................... 219
- Blanchiment électrochimique Knofler et Gebauer.. 578
- Boîte de jonction Urquhart et Small............. 525
- Bolomètre (sur le), par M. Crova................, .235
- Bouteille de Leyde (nouvelle).................... 134
- Pages
- 259
- 277
- 32
- 379
- 73
- 75
- 180
- 274
- 279
- 122
- 131
- 3l
- 223
- 223
- 466
- 5i
- 277
- 67
- i3o
- 178
- 226
- 232
- 251
- 3o
- 526
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- b38
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- G
- Pages
- Câbles sous-marins Preece........................ 378
- Canalisations (dangers des) électriques au point de
- vue des canalisations de gaz............. 482
- Casse-fils Manderfield............................ 18
- Cathodes pour la fabrication électrolytique du chlorate de potasse, par Gilles et Franchot.... 38o Champ magnétique ou électrique (sur une propriété
- du), par M. Vaschy....................... i37
- Charges (sur les) résiduelles, par M.BernardoDessau. 540 Chauffoir Schindler..................................
- — Cook....................................... 177
- Chemin de fer (projet de) électrique souterrain à
- Bruxelles. — A. Hess..................... 601
- — mixte de Lauterbrunnen à Mürren............ 327
- Chemins de fer et Tramways électriques.— Gustave
- . Richard................................... 255
- — — électriques en Amérique............ 43o
- Circuit téléphonique pour petites distances, système
- Volkers.................................. 129
- Clef de rappel télégraphique Bell................ 179
- — télégraphique Bradford..................... 579
- Collecteur pour dynamo Parshall.................. 5og
- Commutateur automatique Lucas et New............. 168
- — à mercure Ewing et Lamb.................... 119
- — de chauffage, Mac Elroy.................... 262
- — de sûreté Woodhouse et Rawson.............. 5io
- — double de l’Electrical Speciality Company.... 376 Commutateurs téléphoniques multiples de M. Ja-
- molet. — E. Zetzsche..................... 363
- Compteur d’énergie électrique. — ’J.-L. Routin.. 108
- — Ericson pour circuits à trois fils.......... 76
- — horaire Pattee............................. 179
- Conducteur tubulaire Payne....................... 276
- Connexions téléphoniques Bunnett................. 376
- Conservation de l’énergie (la). — J. Blondin..... 101
- Contribution à l’étude de la machine à courants
- alternatifs, par K. Pichelmayer........... 36
- Cornet téléphonique Annebt........................ 77
- Coupe-circuit automatique Rotten................. 275
- — automatique Cuno........................... 275
- — anti-arc Elihu Thomson..................... 623
- Coupe-verre Havaux............................... 465
- Creuset Willson................................. 68
- — Kreinsen.................................... 69
- Cryptographie (sur la)............................ 32
- D
- Décharges (Intensité lumineuse des) induites dans
- les gaz raréfiés. — J. Blondin.......i.......... 56
- Page»
- Décharges en aigrettes dans les gaz (quelques
- notes sur les), par W.-H. Harvey et F. Hird. i35 — (expériences de) à haute fréquence, par
- C. A. Swinton........................ 627
- Démonstration géométrique de la méthode des trois voltmètres et des trois ampèremètres pour la mesure de la puissance, par MM. Bedell
- et Crehore.............................. 23i
- Dérivation permanente Weston................. 180
- Détails de construction des machines dynamo. —
- Gustave Richard..................... 162, 5o8
- Détermination de l’équivalent mécanique de la
- calorie par les méthodes électriques. —
- J. Blondin................................ 201
- Diaphragme électrolytique Waite.................... 3
- Diélectriques polarisés (sur les pressions à l’intérieur des). — J. Blondin.......................... 55i
- Disjoncteur Kim bail.............................. 256
- — Peterson.................................... 257
- Dissipation (sur la) d’énergie dans un champ électrique tournant et sur l’hystérésis électrostatique, par Riccardo Arno........................... 92
- Distributeur automatique Page et Spear........... 121
- Distribution de l’énergie électrique par courants polyphasés et courants continus à Bocken-heim. — Ch. Jacquin.................... 208, 268, 3o8
- — Edgar et Munro.............................. 167
- — lvapp...................................... 167
- — Siemens et Halske.......................... 5ii
- Dynamo Stanley et Kelly.......................... 5ii
- — Heinze..................................... 5i3
- — (la grande) Castle.......................... 33
- — Willson.................................... i63
- — Spence..................................... i63
- — Rechniewski......'......................... i65
- — Perret..................................... i65
- — Dressler................................... 166
- Dynamos à courant continu sans enroulement inducteur W.-B. Sayers................... 427, 480, 529
- — à vapeur pour la marine. — A. Hess........... 64
- E
- Eclairage (1’) à arc et la lumière à incandescence
- par le gaz, par W. Wedding................ 173
- — électrique (systèmes amovibles pour 1’). —
- A. Hess................................. i54
- — (1’) électrique à Francfort-sur-Mein. — Ch.
- Jacquin.................................... 124
- — (sur 1’) électrique des phares, par André Blon-
- del............................. 333,38t. 440
- — électrique des trains.................. 475, 5i6
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-
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- JO URNAL UNI VERSEL D’ÉLEC TR IC l TÉ
- 63g
- Pages
- Electricité (1*) appliquée à la traction des trains de
- chemins de fer.............................. 83
- Electrolyse (P) de la vapeur d’eau, par J.-J. Thomson, 329
- — des chlorures alcalins (procédé Fitz-Gerald)... 80
- — des sels alcalins (procédé Castner)......... 425
- — du chlorure de sodium (procédé Ctay Bull)... 129
- — — — Craney.................. 378
- Electrométallurgie de l’or, par Molloy............. 479
- Electro-optique (P)............................... 95
- Electroscope Drake et Gorham....................... 377
- Emploi (sur P) du galvanomètre différentiel, par
- M. Lévy.........,......................... 38
- — ' du mercure (de P) dans les égaliseurs de poten-
- tiel par écoulement, par G. Gouré de Ville-
- montée...................................... 45
- Enclenchement électrique Favarger pour signaux
- de chemins de fer. — E. Zctzsche.......... 22
- Ether (P)'Iuminifère, par sir G. Stokes............ 493
- F
- Fabrication des plaques de mica (procédé Jefferson
- et Munsell)................................. 77
- — électrolytique des fils ou des bandes de cuivre
- (procédé Sanders)............................ i3o
- Faits divers :
- Absorption de la lumière par le platine......... 548
- Accident (curieux) sur un circuit d’éclairage... 497
- — de tramcar électrique........................ 633
- Accumulateurs............ 97, 247, 248, 348, 400, 632
- Action de la lumière électrique sur les plantes.* 549
- Agrégation des sciences physiques................ 400
- Alliage d’aluminium.............................. 548
- — (nouvel).................................. 299
- Appareil pour marquer la viande................... 49
- — enregistrant les coups de foudre.......... 632
- Applications de l’électricité dans les mines.... 55o
- — de l’aluminium à la construction de cages
- d’extraction.................<.............. 633
- Arbres de couche en fils d'acier................ 149
- Ascension aérostatique........................... 547
- Association britannique, session de No'ttingham. 63i Ballon captif de Chicago..................... 648
- — foudroyé................................ i5o
- — (explosion d’un)........................... 48
- Bateau sous-marin................................ 347
- Bec Auer.................................. 348, 349
- Caoutchouc....................................... 347
- Chemin de fer électrique à Naples................ 197
- Pages
- Collision de deux trains....................... 298
- Concours pour le transport par l’électricité des for-
- . ces motrices de la Reuss...................... 147
- Conférence, sur. l’électricité................... 399
- 1 Congrès d'électricité de Chicago............ 548, 597
- Conservatoire des Arts et Métiers................ 633
- Contraste des couleurs............................ 449
- Coups de foudre................... 348, 399, 549, 633
- Courroies en papier............................... 599
- Cyclone, en Amérique.............................. 498
- Décomposition, des carbures d’hydrogène par
- l’arc....................................... 549
- Désinfection des eaux d’égout............... 448, 632
- Distribution de la force motrice................... 99
- — électrique de l’heure................. 55o
- — hydro-électrique d’Anvers............. 599
- Ecole technique à Chicago......................... 249
- Effets physiologiques des machines électrostatiques.............................................. 199
- Electricité à Londres.............................. 98
- — dans les mines......................... 633
- — en Afrique............................. 634
- Electrochimie............................... 247, 547
- Electrolyse ignée.................................. 99
- Electrocution..................................... 299
- Electrophone à Londres............................ 548
- Emploi du vent comme force motrice................ 55o
- Enclenchements des appareils de la voie ferrée.. 600
- Enregistrement de la température des fours....... 400
- — des courants telluriques......... 399
- Etablissement électrométallurgique de Neuhausen 297
- Excitabilité (1’) électrique des muscles........... 49
- Expéditions polaires......................... 449 548
- Exposition de Chicago............. 199, 248, 548, 633
- — d’hygiène au Havre.................... 348
- — universelle de 1900................... 63i
- Fiacre électrique............................... 547
- Foudre (la) et les arbres......................... 633
- Four électrique................................... 149
- Galvanisation de l’aluminium...................... 347
- Gutta-percha...................................... 547
- Galvanoplastie.................................... 400
- Heure normale italienne........................... 634
- Hommage à Archereau................................ 48
- Indicateur électrique.............................. 97
- Laboratoire central d’électricité................. 447
- Laboratoire d’électricité à Londres............... 149
- Lampes à incandescence..................... 299, 3oo
- Lignes de force électriques........................ 98
- Locomotive électrique.............................. 98
- Lumière électrique (la) et les insectes............549
- Lustre du Parlement de Berlin..................... 600
- Mesure du champ magnétique........................ 198
- Mines de cuivre en Suède.......................... 448
- Monopole du gaz .................................. 5q8
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- 640
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- Pages
- Moteur de marée.................................. 449
- Moteur à poussière de charbon.................... 549
- Moulins 4 vent à l’exposition de Chicago....... 98
- Nâviga.tion aérienne............................. 998.
- Navires, télégraphiques........................ 97
- Nécrologie ; Mort de M. Colladon................. 449
- Observations magnétiques......................... 598
- Octroi (question d’)............................ 299
- Orage..........................................» 149
- Ozone............................................ 599
- Patent office américain......................... 399
- Paratonnerres................................... 499
- Phénomènes d’électricité de frottement........... 63i
- Photomètre simple................................ 600
- Potentiel de l’air............................... 348
- Prix de la Société industrielle de Mulhouse.... 47
- — mis au concours par la Société d’encouragement....................................... 499
- Procès des transformateurs....*................ 397
- Production des températures constantes........... 348
- Raffinerie électrolytique de cuivre............ 99
- Recherche de l’arsenic........................... 199
- Rendements des machines électriques.............. 49^
- Rhéostats........................................ 547
- Rhodium pour le bain galvanique.................. 299
- Roues hydrauliques Pelton......................... 98
- Serrure à avertisseur électrique................. 449
- Solubilité des sels.............................. 549
- Sorbonne......................................... 348
- Soudure électrique............................... 54S
- Station centrale de Stettin..................... 399
- — — à Falaise........................ 100
- — — de Helsingborg................. 5oo
- — — de la Haye..................... 5oo
- — — de Darmstadt................... 200
- Toile métallique électrolytique.................. 449
- Traction par accumulateurs....................... 247
- — électrique........................ 497» $46
- — par moteurs à gaz. *.................... 598,
- Tramways électriques....................... 149, 249
- — — à Dieppe.............. i5o
- — — de Brooklyn........... 200
- — — de Kieff.............. 248
- — — en Amérique........ 349, 547
- — — à Milan............... 349
- Transport de la force............................ 499
- — — en Suisse.............,...... 5g«
- Trieuse de minerai............................... 632
- Tromomètre ..................................... 347
- Tunnel sous la Néva.............................. 599
- Usine électrique de Gênes........................ 347
- Utilisation des forces hydrauliques en France
- 97» 99. 247
- — — — en Suisse......... 97
- — — de la Garonne. 197
- Pages
- Utilisation des forces hydrauliques du Niagara... 349
- — — — de la Moselle.. 248
- Vitesse des trains en Amérique................ 199
- Eclairage électrique :
- Eclairage électrique à Paris......... i5o, 199, 55
- — — à Meaux.................... 249
- — — d'Avignon................... 3oo
- — — à Montargis................ 55o
- — — à Saint-Pétersbourg......... 459
- — — à Vienne.................... 55o
- — — de Capetown.................. 49
- — de Rotterdam.................. ï56
- — — de Bruxelles.......... 200, 349
- — — à Luxembourg................ 200
- — — à Lyon...................... 634
- — — des phares.................. 499
- — — des tunnels................. 5oo
- — — d’une distillerie........... 100
- — — en France......... 248,349, 450
- — — à Cologne................... 634
- — du théâtre de Verdun.................. 248
- — — Brunn.................. 248
- Longueurs d’ondes.............................. 100
- Monopole du gaz................................ 3oo
- Télégraphie et Téléphonie :
- Câble de la Nouvelle-Calédonie........... 3oo, 55o
- — de Lisbonne aux Açores............... .. 100
- —- Marseille-Bizerte-Tunis................... 4^0
- Convention téléphonique entre la France et la
- Suisse..................................... 35o
- Electricité au Japon (!’)...................... 35o
- Emploi d’accumulateurs en télégraphie.......... 249
- Ligne téléphonique à New-York.................. 25o
- — — en Angleterre.............. 3 00
- — — de Paris au Mans............ 35o
- — — entre Paris et le Havre.... 35o
- — — de Paris-Londres............ 5o
- — télégraphique au Transvaal.............. 348
- — — des Seychelles............... 49
- — — du Kashmir................ 25o
- — — en Andorre................. 634
- Musée télégraphique............................ 200
- Mort de M. Samuel E. Phillips.................. 25o
- Orages (effets des) sur les ballons............ i5o
- Rachat des lignes téléphoniques en Angleterre... 100
- Radiphone.................................... 55o
- Statistique téléphonique....................... 634
- Statue de Claude Chappe.................... 200, 25o
- Téléphone dans les. commissariats de police... 460
- — Marshall................................... 634
- Téléphonie à Strasbourg......................... 5o
- — à Lyon................................... 3oo
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-
-
-
- 641
- JOURNAL UNIVERSEL D'ÉLECTRICITÉ
- Pages
- Téléphonie en Bolivie........................... 499
- Théâtrophone.................................... 634
- Transmission téléphonique et télégraphique simultanée....................................... 100
- Fer à souder Meitzler.............................. 414
- — — Jenkins.................................. 414
- Fer (le) pour transformateurs, par J.-A. Ewing....
- Fers à repasser Jenkins............................ 177
- Forge électrique Angell et Burton.................. 411
- Formules de Coulomb, de Laplace et d'Ampère, par
- M. E.-H. Amagat.......................... 543
- G
- Galvanomètre Ayrton et Mather................. 78
- — astatique Frœlich......................... 79
- — Hoydt.................................... 178
- — Weston................................... 275
- Gouvernail Dyer............................... 460
- Grue roulante électrique Morgan................ 117
- — hydraulique Atwood....................... 217
- fl
- Haveuse Charleton et Walker........................ 215
- — Greenwood.................................... 216
- Histoire chronologique de l’électricité, du galvanisme, du magnétisme et du télégraphe. —
- P.-F. Mottelay.................... 71, 366, 419
- Horloge électrique Wubbeler........................ 122
- — — Aron........................... 222
- — — Howland........................ 222
- I
- Illuminations (les) à l'électricité à Paris. — H\ de
- Fonvielie.................................... 224
- Imprégnation hydro-électrique des bois, par Oncken. 479 Indicateur à distance Gray et Price............. 459
- — continu Collins................................. 19
- — électrique Ayton.........................«... 219
- Page*
- Influence des déformations mécaniques sur les résistances électriques des métaux, par J.-H.
- Gray et J.-B. Henderson.................. 280
- — d'une atmosphère gazeuse sur la résistance des
- contacts, par G. Vicentini............... 281
- — des forces magnétiques et électriques sur la
- concentration des solutions, par W.von Turin. 337
- Intercommunication Kintner....................... 263
- Interférence des ondulations électriques, par MM. Sa-
- rasin et de La Rive........... 485, 533, 586
- — électrique (phénomènes d’), parEdwin H. Bar-
- ton................................ 140, 189
- L
- Laboratoire central d’électricité (sur le règlement
- intérieur du). —F. Guilbert............ 362
- Lames liquides minces (sur l'épaisseur et la résistance électrique de), par A. W. Reinold et
- A. W. Rüclter.......................... 629
- Lampe à arc de Watt............................. 314
- — — Brokie.......................... 314
- — — Hills........................... 314
- — — Kruger.......................... 3i5
- — — Einstein........................ 3i6
- — — Waterhouse...................... 317
- — — Ward............................ 3i7
- — — Sanders......................... 3i8
- — — Matson....................... 3x9
- — — Piefer.......................... 319
- — à incandescence Colby..................... 357
- — — Waring...................... 357
- — — Frei.......\............... 357
- — — Bottom.................... 358
- — — Nickerson................... 358
- — — Guy......................... 358
- — — Green..................... 35g
- — — Stern....................... 35g
- — -- Moore....................... 36o
- — — Enholm...................... 36o
- — — Gimmingham...................361
- Lampes (les) à arc. — Gustave Richard.......... 3x3
- — (les) à incandescence. — Gustave Richard.... 356
- — à incandescence (sur un rhéostat pour). —
- G. van der W allen de Fernig........... 407
- Lignes équipotentielles et lignes de force magnétiques, par E. von Lommel..................... 435
- Locomobile Henry................................ 25g
- Locomoteur Schmid.............................. a5g
- Locomotive électrique de la General Electric C°... 4.32
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-
-
-
- 642
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- M . .
- Pages
- Machine à tricoter Buxtorf........................ 18
- — à courant continu (à propos des tentatives
- faites pour réaliser des) sans collecteur. —
- Paul Boucherot............................ 26
- Manœuvre d’ascenseurs Moore....................... 119
- — de canons Grimston........................... 218
- — — Fletcher.............................. 218
- Mesure (sur la) de la résistàncé inférieure des piles
- primaires qui polarisent, par E.-C. Riming-ton......................................... 285
- — des champs magnétiques, par Alex. Russell.. i85 Méthodes (les) de mesure de la self-induction. —
- Paul Boucherot.............................. 451
- Métronome Walker et Hampshire....................... 123
- Microphone Forbes................................... 134
- — Paetzold.................................... 324
- — Mildé....................................... 324
- Mise en feu mécanique Canet..................... 21
- Monture Binswanger.................................. 5a6
- Montages électriques Dorman et Smith............... 425
- Moteur biphasé Winand et Billberg................... 166
- N
- Nécrologie :
- Mort de M. Daniel Colladon................. 142
- — M. E. -H. Marié-Davy .................. 238
- O
- Ondulations électriques (interférence des), par
- MM. Ed. Sarasin et de La Rive... 485, 533, 586 Oscillations hertziennes (sur le plan de polarisation
- des).—A. Righi.......................... 401
- Oxygène liquidé (sur les propriétés de)........ 43
- Parafoudre Turbaye................. 578
- Passe-courbes Siemens et Halslce.......'257
- Perceuse radiale de la Bickford Drill and Tool O;. i3
- Page»
- Perfectionnements aux moteurs à courants alter- ,
- natifs. — F. Guilbert...................... i5i
- — dans les machines àcourant continu. —Guil-
- bert..................................... 3oi
- Perforatrice Atkinson.............................. 14
- — Jones....................................... 14
- — Sperry....................................... . 215
- Phénomènes (sur les) d’interférence des ondes électriques traversant différentes épaisseurs d’électrolyte, par G. Udny Yule................. . 89
- — (sur les) de vibration à haute fréquence. —
- N. Testa.................. 192,239, 287, 338, 38g
- Photomètre (sur un), E.-W. Lehmann.................. 385
- — (un nouveau), par Alex. P. Trotter............ 35
- Pile dépolarisée Federman......................... 279
- — Holtzer....................................... 32
- — portative médicale Mears et Powers........... 377
- — pour éclairage domestique, M. le vicomte Le
- Noble...................................... 379
- — sèche Hellesen............................... 577
- Plombs fusibles pour hautes tensions Weber et Nis-
- beth.................................... 528
- Polissoir électrique Nellis........................ 119
- Pompe électrique Johnson et Stocker................ 461
- Pont roulant électrique Morgan.................... ii3
- Purification des liquides décolorants, procédé Her-
- mite, Patterson et Cooper................. 3i
- Presse pour couvrir de plomb les conducteurs électriques.............................................. 82
- R
- Raboteuse Sutherland.............................. 216
- Radiateur électrique Mac Elroy.................... 528
- Rayonnement de différents corps réfractaires chauffés dans le four électrique, par J. Yiolle........ 134
- Réactions chimiques (des conditions déterminant
- les), par Henry E. Armstrong.............. 625
- Recherches (nouvelles) sur l’arc à courants alternatifs. — André Blondel.................. Soi, 557, 608
- — récentes sur la polarisation rotatoire magnéti-
- que. — J. Blondin......................... 351
- — récentes sur la théorie électromagnétique de
- la lumière. — C. Raveau. 7, 169, 263, 320,
- 4i5, 466, 514, 569, 617
- Réduction Lebedeff................................. 70
- Réflexion (sur la) des rayons de force électrique,
- par M. A. Garbasso...................... 489
- Régulateur Henry................................ 5io
- — compound périodique de Parsons.......... .. 578
- Rhéostat commutateur Coyle...................... 120
- — Mosher......................-...............
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-
-
-
- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 643
- Rhéostat Thomson...............................
- Résistance électrique (la) des métaux aux températures voisines du zéro absolu, par James
- Dewar et J -A. Fleming..................
- Rotations électromagnétiques, par M. Jullig....
- S
- Self-induction (sur la mesure de la) dans les circuits à perméabilité variable. — André Blondel. Serrure Holcombe.................................
- — magnétique ICintner........................
- Servo-moteur électrique Giles....................
- Sémaphore électrique Lattig......................
- Signal d’arrêt Barton et Stanford................
- Société française de physique....................
- — internationale des électriciens............
- Sonnerie électrique Mercier......................
- Soudure électrique Coffin........................
- — — Arnold Hill..........................
- — — Howard...............................
- — — (la). — Gustave Richard..............
- Station (la) d’électricité de Çhur...............
- Stéréotypeuse Travis.............................
- Support Hamlin...................................
- T
- Tableau de distribution Rohrer Théorie électromagnétique de la lumière (recherches récentes sur la). -- G. Raveau. 7, 169, 263, 320, 415, 466, 514, 56g,
- F«ge»
- Téléphone à quatre contacts Meyer................. 77
- — domestique Anders et Kottgen............... 128
- Téléphonie (sur la) à longue distance, par Perry et
- Beeston.................................. 594
- Timbreur électrique Martindale................... 222
- Traitement électrique de la neurasthénie stomacale,
- par le D’ Boisseau du Rocher............. 82
- Transformateur-moteur Newton et Hawkins......... 5i3
- Transmission (système de) de force par courants
- alternatifs, par M. Price................ i32
- Transparence (sur la) de l’ébonite, par R. Arno.... 492 Transport (sur le) électrique de la chaleur dans les
- électrolytes, par H. Bagard.............. 387
- Tramways électriques Westinghouse................ 261
- — et chemins de fer électriques. — Gustave Ri-
- chard. .................................. 255
- Trempe électrique Procunier...................... 413
- Trieur électromagnétique Payne................... 525
- — — Sanders et Thomson.................. 424
- Trolly Adams et Thorp............................ 256
- — Hooper................................... 256
- — Tyner et Irving............................ 256
- U
- Unification (1’) métrique des filetages......... 325
- V
- Voltamètre (sur le) à cuivre, par Bertram Blount... 40
- Voltmètre Brown................'........... 180
- — Hoydt.................................. 178
- Pages
- 577
- 591
- 42
- 373
- 122
- 122
- 80
- i3o
- 579
- 181
- 85
- 460
- 421
- 412
- 4i3
- 410
- 528
- 14
- 257
- 512
- 617
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-
-
-
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-
-
-
- TABLE PAR NOMS D'AUTEURS
- A
- Pages
- Adams. — Trolly................................... 256
- Amagat (E.-H.). — Formules de Coulomb, de La-
- place et d’Ampère........................... 543
- Anders. — Téléphone domestique...................... 128
- Annebt. — Cornet téléphonique........................ 77
- Angell. — Forge électrique........................
- Armstrong (Henry E ). — Des conditions déterminant les réactions chimiques........................ 6e5
- Arno (Riccardo). — Sur la dissipation d’énergie dans un champ électrique tournant et sur l’hysté-
- résis électrostatique........................ 92
- — Sur la transparence de l’ôbonite................ 492
- Arnold. — Soudure électrique........................ 4*2
- Aron. — Horloge électrique.......................... 222
- Arsonval (A. d’). — L’autoconduction, ou nouvelle méthode d’électrisation des êtres vivants, mesure des champs magnétiques de grande
- fréquence............................... i36
- Atkinson. — Perforatrice......................... 14
- Atwood. — Grue hydraulique...................... 217
- Averdieck. — Appel polarisé..................... 624
- Ayrton. —Galvanomètre............................ 78
- Ayton. — Indicateur électrique.................. 219
- B
- Bagard (H.). — Sur le transport électrique de la
- chaleur dans les électrolytes.................... 887
- Barton. — Signal d’arrêt................................. 579
- Pages
- Barton (Edwin H.}. — Phénomènes d’interférence
- électrique............................ 140, 189
- Bedell.— Démonstration géométrique de la méthode des trois voltmètres et des trois ampèremètres
- pour la mesure de la puissance............. 23i
- Beeston. — Sur la téléphonie à longue distance.... 594
- Bell. — Clef de rappel télégraphique............... 179
- Billberg. — Moteur biphasé......................... 166
- Binswanger. — Monture.............................. 526
- Blondel (André). — Nouvelles recherches sur l’arc
- à courants alternatifs........... 557, Soi, 608
- — Sur la mesure de la self-induction dans les
- circuits à perméabilité variable............ 373
- — Sur l’éclairage électrique des phares. 333, 38i 440
- Blandin (J.). — Détermination de l’équivalent mécanique de la calorie par les méthodes électriques.........................;............ 201
- — La conservation de l’énergie................... 101
- — Intensité lumineuse des décharges induites
- dans les gaz raréfiés......................... 56
- — Sur les pressions à l’intérieur des diélectriques
- polarisés................................... 551
- — Recherches récentes sur la polarisation rota-
- toire magnétique............................. 35i
- Blount. — Sur le voltamètre à cuivre................. 40
- Boese. — Accumulateur................................. 32
- Boisseau du Rocher (Dr). — Traitement électrique
- de la neurasthénie stomacale.................. 82
- Bottom. — Lampe à incandescence...................... 358
- Boucherot (Paul). — A propos des tentatives faites pour réaliser des machines à courant continu sans collecteur....................................... 26
- — L’analyse des courbes périodiques.............. 25i
- — Les méthodes de mesure de la.self-induction.. 451
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-
-
-
- 64G
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- Pages
- Boudreaux. — Balais pour dynamo.................. 5og
- Bradford. — Clef télégraphique................... 579
- Brokie. — Lampe & arc............................ 3*4
- Brown* — Voltmètre............................. 180
- Bull (Clay). — Electrolyse du sodium............. 129
- Bunnett. — Connexions téléphoniques.............. 376
- Burton. — Forge électrique........................ 4n
- Buxtorf* — Machine à tricoter.................... 18
- c
- Canet. — Mise en feu mécanique.................... .. 21
- Car star phen. — Allume-cigare....................... 3i
- Castner. — Électrolyse des sels alcalins.......... 425
- Charleton. — Haveuse................................ 2i5
- Coffin. — Soudure électrique........................ 412
- Colby. — Lampe à incandescence...................... 357
- Collins. — Indicateur continu........................ 19
- Cook. — Chauffoir.................................. 177
- Cooper. — Purification des liquides décolorants.... 3i
- Coyle. — Rhéostat commutateur....................... 120
- Craney.— Appareil électrolyseur...................... 3o
- — Auge électrolytique........................... 276
- — Électrolyse du chlorure de sodium........... 378
- Crehore. — Démonstration géométrique de la méthode des trois voltmètres et des trois ampèremètres pour la mesure de la puissance.... 23i
- Cross (Charles). — Sur l’amplitude de vibration du
- diaphragme de téléphone................. 232
- Crova. —- Sur lé bolomètre...................... 235
- Cuno* — Coupe-circuit automatique............... 275
- D
- Dahl. — Accouplement............................. 259
- Dessau (Bernardo). — Sur les charges résiduelles. 540 Dewar (James). — La résistance électrique des métaux aux températures voisines^ du zéro
- absolu..................................... 5gi
- Dorman. — Montages électriques..................... 425
- Doubleday. — Accumulateurs ........................ 180
- Drake. — Électroscope.............................. 377
- x — Supports pour plaques d’accumulateurs........ 75
- Dressler. — Dynamo ................................ 166
- Driver. —Balance automatique *..................... 463
- Duncan (L.). —* Notes sur l’arc électrique....... 437
- -Dyer. — Gouvernail......«......................... 460
- E
- Pages
- Edgar. — Distribution............................. 167
- Einstein. — Lampe à arc........................... 3i6
- Egan. — Avertisseur d’incendie................... 123
- Elmore. — Auge électrolytique..................... 378
- Elroy (Mac). — Commutateur de chauffage.......... 262
- — Radiateur électrique........................ 528
- Enholm. — Lampe à incandescence.................. 3Co
- Ericson. — Compteur pour circuits à trois fils... 76
- Ewing. — Commutateur à mercure................... 119
- — Le fer pour transformateurs................. 620
- F
- Favarger. — Enclenchement électrique pour signaux
- de chemins de fer....................... 22
- Fernig (G. van derWallen de). — Sur un rhéostat
- pour lampes à incandescence............. 408
- Federman. — Pile dépolarisée.................... 279
- Fitz-Gerald. — Électrolyse des chlorures alcalins... 80 Fleming (J.-A.) — La résistance électrique des métaux aux températures voisines du zéro
- absolu.................................. 591
- Fletcher. — Manœuvre de canons.................. 218
- Fonvielle (W. de). — Les illuminations à l’électricité à Paris.................................... 224
- Forbes. — Microphone............................ 134
- Franchot. — Cathodes pour la fabrication électrolytique du chlorate de potasse ................... 38o
- Frei. — Lampe à incandescence................... 357
- Frœlich. — Galvanomètre astatique................ 79
- G
- Garbasso (A.). — Sur la réflexion des rayons de
- force électrique........................... 489
- Gebauer. — Blanchiment ôlectrochimique............. 578
- Gibbs (W.-T.). — Cathodes pour la fabrication
- électrolytique du chlorate de potasse....... 38o
- Giles. — Servo-moteur............................... 80
- Gilles — Cathodes pour la fabrication électrolytique
- du chlorate de potasse...................... 38o
- Gimmingham. — Lampe à incandescence................. 36i
- Gorham. — Électroscope.............................. 377
- Gorringe. — Balance automatique..................... 216
- Gouré de Villemontée (G.). — De l’emploi du mercure dans les égaliseurs de potentiel par écoulement........................................... 45
- p.646 - vue 646/650
-
-
-
- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 647
- Pages
- Gray. — Influence des déformations mécaniques
- sur la résistance électrique des métaux... 280
- — Indicateur à distance....................... 4=9
- Greenwood. — Haveuse............................... 216
- Green. —Lampe à incandescence....................... 35g
- Grimbton. — Manœuvre de canons...................... 218
- Guilbert (F.)'. — Alternateur sans self-induction.... 5i
- — Perfectionnements aux moteurs à courants
- 'alternatifs.................................. i5i
- — Perfectionnements dans les machines à cou-
- rant continu................................ 3oi
- — Sür lè règlement intérieur du Laboratoire cen-
- tral d’electricité.......................... 362
- Guy. — Lampe à incandescence........................ 358
- H
- Halske. — Ampèremètres à aimants permanents... 226
- — Passe-courbe.............................. 257
- — Distribution.............................. 5i 1
- Hamlin. — Support............................... 257
- Hampshire. — Métronome.......................... 123
- Harvey. — Quelques notes sur les décharges en
- aigrettes dans les gaz.................... i35
- Havaux. — Coupe-verre........................... 465
- Hawkins. — Transformateur-moteur................ 5x3
- Heinze. — Dynamo................................ 5i3
- Hellesen. — Pile sèche.......................... 577
- Henderson — Influence des déformations mécaniques sur la résistance électrique des métaux. 280
- Henry. — Locomobile............................. 259
- — Régulateur................................ 5io
- Hermite. — Purification des liquides décolorants.. 3i Hess (A). — Dynamos à vapeur pour la marine.... 64
- — Systèmes amovibles pour l’éclairage électrique. 154
- — Projet de chemin de fer électrique souterrain
- à Bruxelles.......................... 601
- Hill. — Soudure électrique....................... 412
- Hills. — Lampe à arc............................. 314
- Hird. — Quelques notes sur les décharges en aigrettes dans les gaz............................. i35
- Hofmann. — Accumulateur.......................... 37g
- Holcombe.— Serrure............................. 122
- Holtzer. — Pile................................... 32
- Hooper. ~ Trolly................................. 256
- Howard. — Soudure électrique..................... 4l3
- Howland. — Horloge électrique................... 222
- Hoydt. — Galvanomètre............................ 178
- — Voltmètre.................................. 178
- — Ampèremètre................................ 178
- Hutin. — Alternateur sans self-induction.......... 81
- I
- Page»
- Irving. — Trolly...................................... 256
- J
- Jacquin (Ch.). — Distribution de l’énergie électrique par courants polyphasés et courants continus à Bockenheim ............................ 208, 268, . 3o8
- — L’éclairage électrique à Francfort-sur-Mein.... 124
- Jamolet. — Commutateurs téléphoniques multiples. 363
- Jefferson. — Fabrication des plaques de mica....... 77
- Jenkins. — Fers à repasser.......................... 177
- — Fer à souder................................. 4<4
- Johnson. — Pompe électrique......................... 461
- Jones.— Perforatrice................................. 14
- Jullig. — Rotations électromagnétiques............. 42
- K
- Kapp. — Distribution............................ 167
- Kelly. — Alternomoteur.......................... 277
- — Dynamo.................................... 5ii
- Kimball. — Disjoncteur.......................... 256
- Kintner. — Intercommunication.................. 263
- — Serrure magnétique......................... 122
- Knofler — Blanchiment électrochimique.......... 578
- Kœpsel. — Ampèremètres à aimànts permanents.. 226
- Kottgen. — Téléphone domestique................ 128
- Kreinsen. — Creuset pour bronze d’aluminium.... 69
- Kruger. — Lampe à arc........................... 3i5
- L
- Lamb. — Commutateur à mercure..................... 119
- Lane. — Allumeur électrique....................... 223
- Lattig. — Sémaphore électrique.................... i3o
- Laughlin Mac. — Armature de dynamo.............. 164
- Ledebeff. — Réduction électrique du silicate d’alumine,............................................. 70
- Leblanc. — Alternateur sans self-induction......... 5i
- Lehman. — Accumulateurs........................... 274
- Lehmann (E.-W.). — Sur un photomètre.............. 385
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- Le Noble (vicomte). — Pile pour éclairage électrique'...............................................
- Lévy. — Sur l’emploi du galyanomètre différentiel. Lommel (E. v.). — Lignes équipotentielles et lignes
- de force...................................
- Lucas. — Commutateur automatique...................
- M
- Mander field. — Casse-fils........................
- Mansfleld (A.-N.). — Sur l’amplitude de vibration
- du diaphragme de téléphone................
- Martindale. — Timbreur électrique.................
- Mather. — Galvanomètre. .. ;.................
- Matson. — Lampe à arc;............................
- Mears. — Pile portative médicale.............:.....
- Meitzler. — Fer à souder..........................
- Mercier. — Sonnerie électrique...................
- Meyer. — Téléphone à quatre contacts..............
- Mildé. — Microphone...............................
- Molloy. — Electrométallurgie de l’or..............
- Moore. — Manœuvre d’ascenseurs............... ..
- — Lampe à incandescence.......................
- Morgan. — Pont roulant électrique.................
- — Grue roulante électrique....................
- Mosher. — Rhéostat................................
- Mottelay (P.*-F.). — Histoire chronologique de l’électricité, du galvanisme, du magnétisme et du télégraphe............................... 71, 366.
- Munro. — Distribution.............................
- Munsell. — Fabrication des plaques de mica........
- N
- Nellis. — Polissoir électrique..................
- New. — Commutateur automatique..................
- Newton. — Transformateur-moteur.................
- Nickerson. — Lampe à incandescence..............
- Nisbeth. — Plombs fusibles pour hautes tensions..
- O
- Oncken. — Imprégnation hydro-électrique des bois.
- P
- Page»
- Paetzold. — Microphone........................... 324
- Page. — Distributeur automatique.................. lai
- Parshall. — Collecteur pour dynamo............... 509
- Parsons. — Régulateur compound périodique........ 578
- Pattee. — Compteur horaire........................ 179
- Patterson. — Purification des liquides décolorants. 3i Payne. — Conducteur tubulaire..................... 276
- — Trieur électromagnétique.................... 525
- Pellissier (G.). — Les appels omnibus de la maison
- Breguet pour télégraphes et téléphones... 405
- Perret. — Dynamo.................................. i65
- Perry — Sur la téléphonie à longue distance...... 594
- Peterson. — Disjoncteur........................... 257
- Picard. — Accumulateurs........................... 75.
- Pichelmayer. — Contribution à l’étudedela machine
- à courants alternatifs...................... 36
- Piefer. — Lampe à arc............................ 319
- Powers. — Pile portative médicale................. 377
- Preece. — Câbles sous-marins...................... 378
- Price. — Système de transmission de force par courants alternatifs....................•........... 132
- — Indicateur à distance...................... 459
- Procunier. — Trempe électrique des fils d’acier... 413
- R
- Baveau (C.). — Recherches récentes sur la théorie électromagnétique de la lumière. 7, 169, 263,
- 320, 415, 466, 514, 569, 617
- Rawson. — Commutateur de sûreté..................... 5io
- Rechniewski. — Dynamo............................... i65
- Reinold (A.-W.). — Sur l’épaisseur et la résistance
- électrique de lames liquides minces...........629
- Richard (Gustave). — Applications mécaniques de
- l’électricité................. i3, 112, 214,. 458
- — L’aluminium et son électrométallurgie......... 67
- — Détails de construction des machines dynamo
- 162, 5o8
- — Chemins de fer et tramways électriques...... 255
- — Les lampes à arc............................ 313
- — Les lampes â incandescence.................. .356
- — La soudure électrique..................... .410
- Righi (A.). — Sur le plan de polarisation des oscillations hertziennes............................... 401
- Rimington. — Sur la mesure de ,1a résistance Intérieure de piles primaires qui polarisent..... a85
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- 379
- 38
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- JOURNAL UNIVERSEL UÉLECTRICITÉ
- 649
- Pages
- Rive (La) de. — Interférence des ondulations électriques............................ 485, 533, 586
- Rofrrer.— Tableau de distribution................. 512
- Rosenthal. — Accumulateurs......................... 180
- Rotten.—Coupe-circuit automatique.................. 275
- Rousseau (G.). — Action de l’arc électrique sur les carbures d’hydrogène, obtention du diamant............................................. 279
- Routin (J.-L.). — Nouveau compteur d’énergie électrique............................................. 108
- Rowland (A.-G.). — Notes sur l’arc électrique..... 487
- Rticker (A -W.). — Sur l’épaisseur et la résistance
- électrique de lames liquides minces........ 629
- Russell. — Mesure des champs magnétiques.......... i85
- — Allumeur électrique........................... 223
- S
- Sanders. — Fabrication électrolytique des fils ou des
- bandes de cuivre......................... i3o
- — Lampe à arc................................ 3i8
- — Trieur électromagnétique................... 424
- Sarasin. — Interférence des ondulations électriques
- 485, 533, 586
- Sargent. — Accouplement électrique............... 277
- Sayers (W.B.). — Dynamo à courant continu sans
- enroulement inducteur....... 427, 480, 529, 58i
- Sohindler. — Chauffoir........................... i3o
- Schmid. — Locomoteur............................. 259
- Siemens. — Amortisseur pour commutateurs......... 279
- — Ampèremètres à aimants permanents.......... 226
- — Passe-courbes.............................. 257
- — Distribution,.............................. 5ii
- Small. — Boîte de jonction....................... 5c5
- Smith. — Montages électriques.................. 425
- Spear. — Distributeur automatique................ 121
- Spence. — Dynamo................................. i63
- Sperry. — Perforatrice........................... 215
- Stanford. — Signal d’arrêt..................... 579
- Stanley. — Alternomoteur......................... 277
- — Dynamo...................................... 5n
- Stevens. — Aiguillage électrique................. 622
- Stevenson (E.-W-). — Appareil pour vérifier les
- câbles................................... 127
- Stem. — Lampe à incandescence.................... 35g
- Stocker. — Pompe électrique...................... 461
- Stokes (sir G.). — L’éther luminifère............ 493
- Sutherland. — Raboteuse.......................... 216
- Sykes. — Aiguillage électrique................... 622
- Swinton (A.-C«). — Expériences de décharges à
- haute fréquence..,..................... 627
- T
- Pages
- Tesla (N.). — Sur les phénomènes de vibration à
- haute fréquence....... 192, 239, 287, 338, 38g
- Thame.—Accumulateurs............................ 75
- Thomson. — Armature de dynamo................... i65
- — Coupe-circuit anti-arc.................... 623
- — Rhéostat................................ 577
- — Trieur électromagnétique................ 424
- Thomson (J.-J.). —L’électrolyse de la vapeur d’eau. 329
- Thorp. — l’rolly................................ 256
- Todd. (R.-J.). —. Notes sur l’arc électrique... 437
- Tommasi. — Appareil électrolyseur à disques...... 526
- Travis.Stéréotypeuse........................... 14
- Trotter. — Un nouveau photomètre................. 35
- Turbaye- — Parafoudre.......................... 578
- Turin (W. von) — Influence des forces magnétiques
- et électriques sur la concentration des solutions................................... 337
- Tyner. — Trolly................................. 256
- U
- Urquhart. — Boîte de jonction........... 525
- V
- Varley. — Appel................................... 459
- Vaschy. — Sur une propriété du champ magnétique
- ou électrique............................ 137
- Vialet-Chabrand. Allumage et extinction des
- lampes à distance......................... i3i
- Vicentini. — Influence d’une atmosphère gazeuse
- sur la résistance des contacts............ 281
- Violle (J.). — Rayonnement de différents corps réfractaires chauffés dans le four électrique... 134
- Volkers. — Circuits téléphoniques pour petites distances............................................ 129
- W
- Waite. — Diaphragme électrolytique............ 3o
- Walker.—Métronome............................ 123
- — Haveuse.................................. 2t5
- Ward. — Lampe à arc.......................... 317
- Waring. — Lampe à incandescence............. 357
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- 65o
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- Pages
- Waterhouse. — Lampe à arc...................... 317
- Watt. — Lampe à arc............................ 314
- Weber. — Plombs fusibles pour hautes tensions... 5a8 Wedding (W.). — L’éclairage à arc et la lumière à
- \ incandescence par le gaz.............. 173
- Westinghouse. — Tramways électriques........... 261
- Weston. — Dérivation permanente................ 180
- — Galvanomètre............................. 275
- Wetzer. — Appel pour postes téléphoniques ou télégraphiques.................................... i3i
- Willson. — Creuset.............................. 68
- — Dynamo................................... i63
- Winand.—Moteur biphasé......................... 166
- Wood. — Arrêt électrique....................... 219
- — Allumeur................................. 466
- Woodhouse. — Commutateur de sûreté............. 5io
- Wubbeler. — Horloge électrique................. 122
- Y
- Pages
- Yule üdny (G.). — Sur les phénomènes d’interférence des ondes électriques traversant différentes épaisseurs d’électrolyte...................... 89
- Z
- Zetzsche (E.). — Enclenchement électrique Favarger
- pour signaux de chemins de fer........... 22
- — Commutateurs téléphoniques multiples......... 363
- \
- Paris. — Imprimerie de la Lumière Électrique, 3i, boulevard des Italiens.
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