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 LUMIERE ÉLECTRIQUE — TÉLÉGRAPHIE ET TÉLÉPHONIE SCIENCE ÉLECTRIQUE, ETC.
- TOME CINQUANTIEME
- PARIS
- AUX BUREAUX DU JOURNAL
- 31, — BOULEVARD DES ITALIENS, —
- I 8g3
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- La Lumière Electrique
- Journal universel d’Électricité
- 31, Boulevard des Italiens. Paris
- Directeur : Dr CORNÉLIUS HERZ
- XV* ANNÉE (TOME L) SAMEDI 7 OCTOBRE 1893 N° 40
- SOMMAIRE. — Le transport d’énergie électrique de Tivoli à Rome ; P. Marcillac. — La propagation de la lumière dans les métaux; C. Raveau. — Chemins de fer et tramways électriques; Gustave Richard. — L’éclairage électrique d’Envermeu ; Henri de Graffigny. — Chronique et revue de la presse industrielle : Éclairage électrique des trains de chemins de fer en Italie, par M. Emilio Piazzoli. —Turbine à vapeur Seger. — Appel téléphonique Forbes. — Télégraphe électrochimique écrivant Denison. — Wattmètres et ampèremètres Duncan. — Téléphonie océanique, par Silvanus P. Thomson. — Revue des travaux récents en électricité : Sur la propriété piézo-électrique du quartz, par lord Kelvin. — Sur une pile piézo-électrique, par lord Kelvin. — Forces électromotrices dans les corps en mouvement, par J.-J. Thomson. — Faits divers.
- LE TRANSPORT D’ÉNERGTE ÉLECTRIQUE DE TIVOLI A ROME
- Si l’on considère les progrès accomplis en quelques années dans le domaine de la science électrique, on peut regarder comme une question déjà ancienne l’installation d'éclairage et de transport de force par l’électricité de Tivoli-Rome.
- Si l’on tient compte, au contraire, des difficultés inhérentes à tout essai, on doit la considérer comme une création hardie qui a tenu plus qu’elle ne promettait, bien que combattue dès sa naissance et critiquée non sans passion. Le regretté Géraldy s'était proposé d’analyser cette installation dans laquelle il revoyait les débuts de Gaulard à travers les noms de compilateurs brevetés. Car, pour lui, les appareils types, les inventions vraies, sur lesquelles sont venus se greffer des perfectionnements, remarquables sans doute, mais qui n’étaient pas des créations, restaient toujours dignes d’intérêt et de respect. A ses yeux, comme à ceux d’électriciens étrangers, Gaulard spolié, légalement et par brevets, des idées qui lui appartenaient, n’en restait pas moins un novateur, et son œuvre méritait mieux que le silence ou l’oubli. Nous
- retrouvons un reflet de ces impressions dans une brochure publiée précisément sur le sujet qui nous occupe, par M. le Dr Banti, de Rome. L’auteur, inspiré par le cadre très grandiose de la Campagne romaine, à travers laquelle passe la ligne de Tivoli-Rome, a traité la question en écrivain délicat, en même temps qu’en électricien minutieux Q). Aussi sommes-nous heureux de pouvoir citer parfois intégralement des passages de son travail qui indiquent de sa part un franc enthousiasme pour les grandes conceptions industrielles, ce mode d’écrire, jadis si français, qui a fait place à la sécheresse et au nihil admirari qu’affectent nombre de techniciens modernes, ne pouvant, semble-t-il, qu’accroître l'intérêt par la multiplicité des détails fournis sous une forme moins abstraite.
- En 1887, M. Ganevari et AL Gantoni, ingénieur de la Société des forces hydrauliques, sollicitaient de la Direction générale des Télégraphes italiens l’autorisation d’emprunter aux cascatelles de Tivoli 12 m3 d’eau et d’en utiliser la chute totale de 110 mètres dans plusieurs stations hydrauliques, tant pour les besoins d’industries locales que pour le transport de l’énergie électrique à Rome et enfin pour un canal d’irriga-
- (') Il trasporto di energia elettrica da Tivoli a Romaj par le Dr A. Banti.
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- tion de la Campagne romaine. La Société utilisa à ce moment une petite chute qui existait déjà, pour l’éclairage même de Tivoli. Cette tentative bien modeste fit époque dans l’histoire de l’élec-trotechnique. Elle bouleversa aussi les numismates et antiquaires du monde entier.
- Elle fut réalisée en effet, par Gaulard et Gibbs qui, les premiers, firent une installation à courants alternatifs à haut potentiel avec transformateurs de leur propre invention, origine directe des transformateurs qui ont, ultérieurement, rendu possible le transport d’énergie électrique de Tivoli à Rome. Dans sa brochure, le DrBanti dit : « Ces transformateurs disposés en série fonctionnent encore, en partie, dans les conditions où les installa leur inventeur regretté, à la mémoire duquel nous adressons, en signe de profonde admiration, un respectueux souvenir. » D’un autre côté ce fut un scandale artistique que cette irruption de la lumière électrique dans ce lieu d’élection des admirateurs d'Horace. L’auteur italien tourne la difficulté en artiste. « A travers les siècles, dit-il, Tivoli a conservé comme une empreinte de l’antique majesté de ses temples. Ses fantastiques cascades ont inspiré des poètes de génie et ses sites riants avaient engagé les patriciens et les empereurs romains à s’y construire de magnifiques villas. Aujourd’hui ces chutes écumantes se trouvaient tout indiquées comme autant de sources naturelles de force, et sur les ruines de ces villas vers lesquelles accourent en pèlerinage les antiquaires ont surgi des usines sévères, temples nouveaux et sacrés du travail. C’est la plus grande de ces dernières usines qui engendre le premier des éléments de la vie, la lumière. »
- Il est certain qu’au point de vue philosophique on ne peut se défendre à Tivoli de quelques réflexions sur le contraste, plus vif à chaque pas, qui existe entre la Tivoli moderne et l’antique Tibur. Tout dans la ville actuelle, siège des industries les plus modernes, rappelle la cité ancienne. La villa de Mécène, transformée par Lucien Bonaparte en usine pour travailler le fer, est pleine du souvenir d’Horace : le temple delà Sibylle est devenu le voisin d’une batterie de dynamos; le nom de Gaulard se mêle à ceux de PropèVce, de Catulle, de Zénobie, l’illustre reine de Palmyre qui vécut là captive et dont le nom est resté attaché aux bains des Aquæ Albulæ enrichis par elle (bagni di Regind).
- Dans la Tivoli moderne, l’ingénieur coudoie le savant, l’un captant les torrents, l’autre ressuscitant les travaux exécutés par les Romains pour faire passer la via Tiburtina au-dessous de ce que l’on croit avoir été le temple d’Hercule Tibérin.
- Mais quoi qu’il en soit, l’élan était donné et Tivoli se trouvait indiquée comme station hydroélectrique de premier ordre. Tout d’abord le projet général de MM. Ganevari et Cantoni ne reçut pas une suite complète.
- Il visait, nous l’avons dit, trois points : service des industries diverses de Tivoli même, production du courant pour l’éclairage de Rome, irrigation de la Campagne romaine. La Société des forces hydrauliques n’ayant exécuté que la première partie de ce programme, ce fut M. Pou-chain, ingénieur de la Société du gaz, qui reprit en r888, la question d’éclairage. En juillet 1892 la ligne de Tivoli à Rome était prête.
- Considérons séparément les éléments de cette importante installation :
- i° L’usine génératrice de Tivoli;
- 20 La ligne et sa maison de coupures;
- 3° La station terminus de Rome ou usine transformatrice ;
- 4° Le réseau urbain et son mode de fonctionnement.
- i° Usine.
- Service hydraulique. — Les travaux de canalisation des eaux comprennent un grand canal d’un débit de 12 mètres cubes par seconde et deux branchements, dont un seul nous intéresse. Le débit de ce dernier est de 4 mètres cubes par seconde. Gomme l’eau de ce branchement a desservi déjà une partie des usines de Tivoli lorsqu’elle devient disponible et se dirige vers l’usine électrique, on la fait passer au préalable dans un bassin de décantation de 3oo mètres carrés de surface et de 2 mètres- de profondeur. Elle en ressort pour suivre un aqueduc longeant un côté de la villa de Mécène, puis un gros tuyau en fer de 1,60 m. de diamètre qui la conduit à la papeterie Tiburline et à une autre usine, d’où elle se rend enfin, par un canal qui passe sur les arcades que l’on voit à gauche de la figure 1, à une petite tourelle. Sur cette partie extrême du canal on a placé deux vannes permettant d’enlever les eaux, une grille d’épu-.
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- ration, et un émissaire se déchargeant dans la | rivière qui coule au-dessous. Actuellement, les
- Fig. i. — Vue perspective de la station électrique de Tivoli, paux, au lieu de s’écouler au point où se trouve | la cascade sur la figure i, s échappent plus loin,
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- entre deux murailles qui ont pour but d'empêcher que les embruns ou les vapeurs de la cascade n’aillent mouiller, dans la station électrique placée plus bas, les parties des machines qui exigent un grand isolement. Dans la tourelle terminus, représentée de profil dans la figure 2, descend un gros tuyau en fer dans lequel l’eau se précipite quand l’usine fonctionne. Cette conduite, ouverte en entonnoir à sa partie supérieure, se raccorde dans le basa un second tuyau de 1,60 m. de diamètre, qui se dirige horizontalement, sur une longueur d'environ 3o mètres, vers la salle des machines, parallèlement au plus grand côté de celle-ci. Sur ce gros tube s’amorcent trois tuyaux plus petits qui pénètrent dans la salle des machines à la hauteur de la toiture. De chacun de ces trois tuyaux, qui sont soutenus par un système de poutres armées, descendent trois colonnes verticales, creuses, en fonte, amenant l’eau aux turbines. On a donc ainsi au total une batterie de neuf colonnes correspondant à autant de turbines.
- La chute complète de 110 mètres n’est pas utilisée. En réalité la station électrique se trouve placée à mi-hauteur, à 5o mètres environ de l’aqueduc, en sorte qu’il reste encore une chute de 5o à 60 mètres à utiliser dans l’avenir. La puissance disponible n’en est pas moins très considérable, puisqu’elleatteint en chiffres ronds 200000 kilogrammètres par seconde ou 2600 chevaux. Les figures 1 et 2 montrent assez nettement la position de l’usine électrique par rapport au canal d’alimentation, à la chute et à la rivière qui sert de canal de décharge, pour éviter une description.
- L’adduction de l’eau, de la conduite principale aux moteurs, se fait, disions-nous, au moyen de trois gros tuyaux desservant chacun trois prises secondaires alimentant trois turbines. Pour de multiples raisons, il peut être nécessaire de suspendre immédiatement cette admission dans la salle des machines. On a disposé dans ce but, auprès’de chaque dérivation de la conduite maîtresse, trois systèmes de fermeture représentés schématiquement par la figure 3.
- L’appareil comprend : un cylindre en fer P dans lequel se meut un piston dont la lige commande une vanne S. Deux tubes a b aboutissent d’une part à la partie supérieure et à la partie inférieure du cylindre, d’autre part aux extré- j
- mités d’un même diamètre du robinet à quatre voies R. A la voie S correspond un tube communiquant avec la tuyauterie à pression hydraulique ; à la voie d se rattache un tuyau de dégagement.
- M est une manivelle auxiliaire qui peut agir par engrenage sur la tige du piston dans le cas où, au lieu d’employer la pression hydraulique, on veut manœuvrer à la main. Un levier extérieur permet de placer le robinet, suivant ca ou suivant ad. Dans le premier cas, la pression hydraulique agit sur la tête du piston qui repousse la vanné S ; dans le second cas, elle agit sur le bas du piston qui entraîne la vanne en sens inverse; par ce simple mouvement de tiroir, la fermeture ou l’ouverture totale ou partielle de la conduite d’eau se trouve assurée. Pour parer à l’inconvénient d’un choc brusque du piston contre le cylindre, en cas de manœuvre rapide, on a pratique dans l’épaisseur du piston des trous cylindriques et implanté dans les fonds du cylindre des goupilles coniques correspondant aux trous. Quand le piston s’approche d’un des couvercles, l’eau refoulée dans les trous par les goupilles, forme matelas hydraulique et amortit le choc.
- Ces cylindres à vannes sont dus à M. Blathy, ingénieur de la maison Ganz.
- Turbines. — Les turbines, au nombre de 9, construites et installées par la maison Ganz et G" de Budapest, sont du type Girard à axe horizontal, et différentielles. Chaque groupe en comprend deux grandes accouplées avec des alternateurs, et une petite accouplée avec une excitatrice (fig. 4, plan de la salle des machines).
- Les grandes turbines ont une puissance de 35o chevaux : elles font, en marche normale, 170 tours à la minute. Le diamètre de la roue à aubes est de 2 mètres. Nous n’entrerons pas dans les détails de leur construction, la vue perspective d’une grande turbine ouverte et décomposée pour ainsi dire (fig. 5) en ses éléments constitutifs les montrant suffisamment.
- Les petites turbines, de 5o chevaux, sont à peu près semblables aux premières. Leur vitesse normale est de 375 tours par minute, le diamètre de la roue est de 0,90 m.
- Les organes remarquables de ces moteurs sont le distributeur et le régulateur, qui est représenté en perspective dans la figure 5 et sché-j matiquement dans la figure 7.
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- Le premier comprend un cylindre percé à sa | partie inférieure de six ouvertures, et muni à sa
- Fig-. 2. — Vue de la ville de Tivoli et de la canalisation hydraulique de l’usine.
- partie supérieure de 3 séries de 5 robinets. A | l’intérieur du cylindre se meut un obturateur
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- pouvant prendre des positions telles que toutes les ouvertures ou tous les robinets, ou bien une partie seulement des uns et des autres, soient découverts ou fermés, il est clair que lorsque l’obturateur masque toutes les entrées, la turbine est au repos: que, s’il ferme au contraire tous les robinets d'issue, le moteur reçoit sa charge maxima ; et qu’entin, selon le jeu de l’obturateur, la turbine fournira un travail passant par toutes les valeurs comprises entre ces limites extrêmes.
- Ce distributeur est relié directement au système de régulation.
- Celui-ci (fig. 7) comprend : un régulateur à force centrifuge A, relié par une roue d’angle à l’arbre Y de la roue à aubes de la turbine, un piston à glycérine B, un tiroir de distribution de pression C, une roue dentée R calée sur l’axe X qui commande le distributeur intérieur, et un rectangle T dont un côté est dentelé, engrenant avec cet axe X. La roue R engrène avec une crémaillère horizontale E reliée à la tige d’un piston se mouvant dans un cylindre P qui reçoit la pression hydraulique par l’intermé-diairedu tiroir C. A ce dernier aboutissent quatre tubes m n o p. Le tube p fournit la pression, m et n font communiquer le tiroir avec le cylindre P, o sert pour l’évacuation. Pour suivre le jeu de l’appareil, supposons la turbine en marche, donnant 100 chevaux et devant brusquement n’en fournir que 5o. Le régulateur à force centrifuge s’élèvera et avec lui les deux petits pistons du tiroir. Par suite (fig. 7) la pression amenée par le tube p agira par l’intermédiaire du tube m sur la tête du piston P. Celui-ci refoulera la crémaillère E, qui obligera la roue R à tourner dans le sens de la flèche. Dans ce mouvement l’axe du distributeur tournera aussi, et l’obturateur masquera ou démasquera des lumières et des robinets. 11 en résultera des variations dans l’admission de l’eau dans les turbines et par suite dans le travail de celles-ci.
- Toutefois les petits pistons du tiroir C restant soulevés après cette manœuvre, une régulation ultérieure deviendrait impossible. On obvie à cet inconvénient par l’adjonction d’un châssis T qui, engrenant sur l’axe X, ramène les pistons à leur position première pendant que la régulation de pression se fait dans le distributeur.
- Il convient de signaler une mesure pratique
- prise en vue du fonctionnement ininterrompu des régulateurs. Si l’eau arrivait dans les organes restreints des régulateurs chargée des impuretés qu’elle entraîne.il s’ensuivrait à bref délai des inconvénients faciles à concevoir. Pour éviter les engorgements on a construit un bassin de décantation auquel aboutit une petite canalisation spéciale. Ce bassin est voisin du premier réservoir d’épuration. 11 contient 1000 mètres cubes. Il est divisé en plusieurs compartiments que l’eau est forcée de parcourir et d’où elle sort dépouillée des matières qu’elle
- F;g. 3
- tenait en suspension. Elle se rend, après avoir traversé encore un système de filtres, aux régulateurs des neuf turbines. Quand ils fonctionnent tous ensemble, les régulateurs dépensent 45 litres par minute.
- Dans les vues perspectives de la salle des • machines (fig. 5 et 6), les divers appareils de régulation et d’admission se trouvant au premier plan, il est facile de se rendre compte de la disposition des organes décrits plus haut. Sur la figure 5 on voit, à gauche, la colonne d’adduction et le dôme de distribution, vers le centre une grande turbine dont l’enveloppe a été enlevée à dessein pour montrer la disposi-
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- Fig-. 5. — Grandes turbines et alternateurs.
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- tion de la roue motrice, et le régulateur automatique de cette turbine. Vers la droite, et au second plan, se trouvent un alternateur accouplé avec le premier moteur et une seconde turbine avec un deuxième alternateur. La figure 6 représente : à gauche, une colonne d’admission de grande turbine avec une vis et une manivelle qui commandent la vanne d’obturation, à droite la batterie des petites turbines actionnant les dynamos excitatrices.
- Elles sont, on i’a dit, identiques aux grandes turbines des alternateurs.
- La position du volant et de la vis, qui sont masqués dans la figure 5, mais qui apparaissent au premier plan de la figure 6, se trouve nettement indiquée sur le plan de la salle des machines (fig. 4). Nous ne parlerons donc pas de ces organes annexes. Disons seulement, au point de vue pratique, que la longue vis, qui barrerait partiellement le passage de service, ne se trouve placée comme le montre la figure 6 que lorsque les machines sont au repos. Quand les vannes sont ouvertes et que les turbines fonctionnent, elle est enfoncée dans le manchon. La librp circulation est ainsi assurée en temps opportun.
- P. Marcillac.
- (A suivre).
- LA PROPAGATION DE LA LUMIÈRE
- DANS LES MÉTAUX
- Les diverses théories de la lumière qui ont précédé la théorie électromagnétique n’expliquent pas les propriétés absorbantes des métaux, c’est-à-dire qu’elles ne les rattachent à aucune propriété connue (l). Dans les idées de Maxwell, au contraire, le pouvoir absorbant ne diffère pas de la résistance. Sans doute, il ne suffit pas d’introduire dans les formules cette quantité, mesurée par des expériences exécutées sur les courants continus, pour retrouver les propriétés quantitatives des métaux, mais les difficultés que l’on rencontre tiennent seulement à ce que la théorie ne peut pas s’appliquer directement à des vibrations extrêmement rapides, et nous n’en sommes pas moins en possession d’une base très ferme sur laquelle on doit s’efforcer d’établir une explication complète. C’est ce qui justifie l’étude des propriétés optiques dans une revue spécialement consacrée aux questions d’électricité.
- Ce travail sera divisé en deux parties ; dans l’une nous exposerons les expériences exécutées sur des prismes métalliques, qui ont servi à déterminer « l’indice » des métaux; dans la seconde nous étudierons le passage de la lumière à travers des lames parallèles, dont on a déduit, en outre, la valeur des coefficients d’absorption.
- MESURE DES INDICES PAR LE PRISME
- i. — Théorie générale.
- Nous étudierons d’abord, d’après M. H.-A. Lo-rentz (2), la réfraction à travers un prisme absorbant, sans introduire aucune hypothèse relative à la nature de la lumière.
- 1. Le mouvement le plus simple qui puisse exister dans un métal, ou dans tout autre milieu absorbant, prend naissance quand un faisceau de rayons parallèles tombe normalement sur une surface limite plane. Il se produit alors un état
- (') Sauf peut-être à la polarisation elliptique par réflexion; mais cette dépendance n’est pas démontrée d’une façon certaine.
- (2) Wiedemann’s A nnalen, t. XLVI, p. 244.
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- vibratoire dans lequel l’élongation g peut se représenter par la formule :
- g — Ae~ px cos (lit—qx + s), (1)
- t étant le temps, x la distance à la surface limite ; A, p, k, q et s des constantes.
- Nous considérons k, q etp comme positifs, les deux premières de ces quantités étant reliées à la période vibratoire T et à la vitesse de propagation par les relations
- La valeur dep détermine l’absorption.
- A une valeur donnée de k correspondent pour chaque milieu des valeurs déterminées de p et de q.
- Dans le cas considéré un plan parallèle à la surface limite constitue le lieu des points où la phase et aussi l’amplitude ont même valeur. 11 en est autrement quand le faisceau parallèle tombe obliquement. Un de ces plans est encore le lieu des points de même amplitude, mais la phase varie dans le plan d’un point à l’autre, ce qui est évident, puisque, sur la surface-limite, la umière incidente et, par suite, toutes les vibrations auxquelles elle donne naissance n’ont pas partout la même phase. Cette remarque prouve la nécessité d’étudier des mouvements plus complexes que ceux qui sont représentés par l’équation (1).
- Prenons l’axe des x normal à la surface de séparation, dirigé vers l’intérieur du métal, et l’axe des j perpendiculaire au plan d’incidence. Il est clair qu’en tous les points d’une droite parallèle à l’axe des 2, l’état vibratoire est le même et que les équations différentielles du mouvement né contiennent comme variables indépendantes que /, x et z.
- Soient/, g, h les composantes du vecteur lumineux ; considérons d’abord des vibrations perpendiculaires au plan d’incidence; on n’a qu’une seule équation différentielle, relative à la composante g. Nous admettrons que cette équation est linéaire et homogène; elle doit admettre la solution (i) et sa forme peut se déduirede la condition que le métal est isotrope. -
- D’une façon générale, voici les conditions qu’impose l’isotropie du milieu : Si l’on remplace le premier système d’axes coordonnés 0 X, o Y, o Z par un nouveau système trirectan-
- gleoX', o Y1, o Z', qu’on représente les coordonnées initiales par x, y. z et les nouvelles par x', y', z1, et les composantes du vecteur rapporté respectivement aux anciens et aux nouveaux axes par/, g, h\f, g\ h\ les équations qui déterminent /', g\ h’ en fonction de l, x',y\ z' doivent avoir la même forme que celles qui déterminent /, g, h en fonction de /, x,)', z. D’autre part l’un des systèmes d’équations doit résulter de l’autre quand on exprime/, g, h en fonction de /', g’, h’ et qu’on effectue les différentiations relatives à t, x, y, s, par rapport à t, x',y’, z'. Les équations différentielles doivent donc être telles qu’elles reprennent leur forme primitive après ces modifications.
- Le cas particulier indiqué plus haut est plus simple ; laissant invariable l’axe des y, on permutera o X et o Z avec o X' et 0 Z'. La condition à satisfaire est que g soit défini par une équation qui ne change pas quand on introduit x' et z' comme variables au lieu de x et 2.
- Soit 0 l’angle dont les axes o X et o Z doivent tourner pour arriver à coïncider avec les axes o X' et o Z', le sens positif étant tellement choisi que, pour 0 = go°, o X' vienne sur o Z. Si <p esc une fonction quelconque de x et de z, ou de x' et z', on a
- 3<o
- dx
- cos 0
- 3 <p dx
- — sin 0
- 3jp 3 2
- 3 <p 3z
- = sin 0
- 3 <p dx'
- + cos 0
- a*
- 32'
- (2)
- Il en résulte que le changement de variables dans une dérivée telle que
- + C g,
- dtadxbds
- ne fournira que des termes de la forme
- g a + b' +«' g'
- dfdx'b' 32'
- dans lequel
- b' + c' = b + c.
- Considérons donc un groupe de termes de l’équation en g définis parla valeur de a et celle de la somme b -j- c = m. Le groupe est de la forme
- H»
- 1 3 x"‘
- + Cts
- y g
- dXm,di
- + C<S
- 3”' g
- 3xm-*d
- (a
- (3)
- a,, cx2, a3 étant des constantes ; l’équation présen-
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
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- terâ la propriété indiquée si, dans le changement de variables, la quantité
- y S
- 3x'“
- 4 at
- dxm
- 4- «3
- T g
- dx'“35-
- (4)
- devient
- 3 x"“
- 'dx"“~l3z
- 4- a3
- dx‘
- (5)
- et s’il en est de même de tous les groupes analogues qu’on peut séparer dans l’équation Pour simplifier nous remarquons que les relations
- x = x’ cos 0 — 5' sin 0 Z — x1 sin 0 + 5' cos 0
- sont de la forme des relations (2), en supposant <p = i (*'2 a'2) et que la quantité.
- a, X’m + «s X”'—1 q + a3 x’“~î 52 + ...
- Telle est la forme qui résulte de l’isotropie et qui est suffisante pour le but que nous cherchons à atteindre.
- Naturellement, il peut y avoir des termes pour lesquels a ou r s’annule et qui deviennent
- a
- (3±
- \3vi
- ou
- a
- 3’g
- 3ta‘
- L’équation (6) doit être remplie quand on remplace g par la valeur (1). On a :
- ^r-g^Ac-p^pï—q2) cos [ht—g-.v-j-.?) — ipq siirf/i/— gvr+s) I
- cA- ( )
- = (P._„Î+HJS§ (7)
- et l’opération figurée par le symbole
- W* +
- (8)
- doit devenir
- Oc, Xm + oc. X”‘ -5 + 0(3 -v”1 - 52 +....
- Une courbe dont l’équation est
- a, X’“ — a. X’"—' 5 + 0C3 52 +....
- doit donc, rapportée aux nouveaux axes, être représentée par une équation dont les coefficients sont les mêmes. La seule courbe qui satis-fasse à cette condition est un cercle ayant son centre à l’origine, condition qui n’est satisfaite que si m est un nombre pair, soit 2 r, et les coefficients tels que le premier membre se réduise à
- a {x- + zî)r.
- On trouve alors pour la fonction (4) la forme
- a
- (
- 32
- dx-
- +
- gf
- l’exposant r représentant symboliquement la répétition, effectuée r fois, de l’opération repré-
- a2 , a2
- sentée par 1 expression -f-
- Le premier terme de l’équation différentielle, en ramenant le second nombre à o, se décomposera en diverses parties de la forme
- sr /_£2 “ sr \3x
- +
- g
- et l’équation elle-même peut s’écrire
- Î1(1L + JL
- sr U*2 3z
- )
- g~
- (G)
- est l’équivalente à l’opération
- (p2 — <72)
- zpq 3_ ^ k 3 f
- (0)
- Les deux termes du second nombre de (7) se réunissant en un seul dans lequel a;et t figurent exactement de la même manière que dans (1), il est facile de voir que l’application à (7) des opérations (8) ou (9) est équivalente. En procédant ainsi on conclut que l’introduction de (1) dans (6) conduit finalement à l’équation :
- 4
- +•
- apq 9T k 3t\ H
- (10)
- Cette équation ne contient que des dérivées par rapport à t affectées de cofficients constants; l’expression (1) étant une solution, toute fonction de la forme
- D cos (A/+ Ë), (11)
- dans laquelle D et Ë sont indépendants de /, y satisfera également.
- Ces remarques ouvrent la voie pour découvrir de nouvelles formes de mouvement. Si on peut trouver pour D et E des fonctions de x et 5, telles que l’application des opérations (8) et (9) a l’expression (11), répétée un nombre quelconque de fois, reproduise cette expression, l’équation différentielle (6) pourra se ramener à la formule (10) quand on substituera pour g l’expression (11), qui satisfait comme on l’a vu à l’équation (6).
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
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- Il s’agit maintenant d’étudier la fonction - p,x—p*_z
- g— Ae . cos (kt — q,x — q. z + i), (iaj
- dans laquelle pupz, <h et q2 sont des constantes. La condition requise est satisfaite dès qu’on a
- pd - qr+Pr - qd^pî- q2 )
- i £ (i3
- Ptqt+P‘.q*=pq- )
- ce qu’on peut obtenir pour des valeurs très différentes des quatre constantes. Quand il s’agit
- d’une lumière de période vibratoire déterminée, il faut considérer p et q comme donnés.
- Dans le mouvement représenté par l’équation (12) les lieux géométriques des points de même phase et de môme amplitude ne coïncident plus. L’amplitude est la même en tous les points d’un plan
- Pt x + p. z = constante, et les phases sont les mêmes sur le plan q{ x -f 9. s = constante.
- Nous désignerons par W et W' ceux de ces deux familles de plans qui passent par l’origine. Posons
- p, =Pcos'p, p3 = Psinfî, . q, = Q cos f>\ q° = Q sin (/’ x cos p -f z sin p = /, x cos p' + z sin p' = V,
- il vient
- g = Ae—<H cos (kl — Q l' + s) avec les conditions
- P2—Q*— pi - q*
- VQ = pq sec. (p —p').
- U faut encore remarquer que l et V sont les distances du point x,z aux plans W et W'; p — p' est l’angle de ces deux plans. S’il ne s’agit que de déterminer un mouvement possible, on peut donner aux deux plans une direction quelconque ; les dernières formules déterminent P et Q.
- Considérons maintenant la réfraction de la lumière par un prisme. Plaçons en O Y l’arête réfringente et l’axe O Z sur la surface antérieure ; soit Y O Z' la surface postérieure (fig. 1).
- Soit L O la direction de la lumière incidente et y l’angle d’incidence, l’angle LOX est .égal à go° — tp. Si v0 est la vitesse de propagation dans le milieu qui précède le prisme, on a pour la lumière incidente :
- ce qui donne, en posant x — o, pour la vibration incidente à la surface antérieure :
- g --'a, cos (jit + h + s,y
- En un point déterminé de cette surface les vibrations dans le métal diffèrent par la phase des vibrations incidentes; mais comme les conditions sont les mêmes tout le long du planQ), le rapport des amplitudes ainsi que la différence de phase auront la même valeur. Les vibrations à l’intérieur du métal au voisinage immédiat de la surface antérieure peuvent donc être représentées par l’équation
- g- = A2cos [^/it H--—- +s,j. (14)
- La détermination des constantes A2 et s2 ap-
- Fig. 1
- partient à une théorie proprement dite, basée sur des hypothèses relatives à la surface de séparation.
- Un mouvement représenté par l’équation (12) peut devenir le mouvement. (14) pour x = o. Il faut pour cela que
- l’équation (i3) donne alors :
- » « „ „ . ft3sin2 o ...
- Pt2-qt-—p--qi+—--------- j p,q,=pq. (16)
- ^0
- p1 et g, sont déterminés sans ambiguité, si on se souvient que p et q sont positifs et que pt doit être également positif, puisque l’amplitude doit décroître à mesure qu’on s’éloigne de la surface.
- Pour étudier la lumière sortant du prisme, déterminons d’abord l’équation du mouvement qui atteint la surface postérieure. Traçons sur
- g= A, cos
- X COS tp *
- +
- 4
- (*) Nous reviendrons plus loin sur la discussion de cetle proposition.
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- 20
- LA LUMIÈRE ELECTRIQUE
- la figure deux nouveaux axes OX' et OZ' ét soit Y l’angle Z O Z' du prisme. Il faut substituer dans (14) :
- x — x' cos y + z’ sin y, Z — x' sin y 4- z' COSy,
- et ensuite poser x’ = o. On aura alors à la surface postérieure, dans le métal :
- — (p, sin y -f cos y) z'
- g— Ase
- X cos hit — (q, sin y + g. cos y) z' + S. j
- et dans le milieu transparent ambiant
- — [p, sin y + Pi cos y) z'
- g— A3 e
- X cos — (q, sin y + q, cos y) ?' + i-3|, (17)
- A3 ets3 étant de nouvelles constantes.
- Observons maintenant le mouvement sortant au moyen d’une lunette réglée à l’infini. Ce que l’on observe est la distribution de la lumière dans le plan focal de l’objectif, et le calcul de cette distribution est un problème de diffraction. Appliquons le principe d’IIuygens en considérant des rayons de lumière parallèles partant des divers points de la surface postérieure O Z' dans la direction arbitraire O L'. Si P3 P2 est un plan perpendiculaire à cette direction, les différences de phase avec lesquelles ces rayons interfèrent dans le plan focal sont la somme des différences qui existent déjà entre les points K3 Ko de OZ' et les différences qui sont introduites par la différence des longueurs K3 P3 et K2 P2. Si l’on arrive à trouver pour OL' une direction telle que les phases en tous les points Px P2... soient les mêmes, ce sera la direction dans laquelle on devra placer l’axe de la lunette pour obtenir précisément au foyer principal de l’objectif le maximum d’intensité, c’est-à-dire la direction de ce qu’on appelle le rayon émergent.
- Si cette direction fait avec la normale O X' un angle X' OL' — <p et qu’on admette que des deux côtés du prisme s’étende le même milieu, la différence de phase, exprimée en unités de temps, qui provient de la différence de longueur de Kj Px et de K2 P2 est
- • ; sin +
- ----1. k, k,.
- l’o
- D’autre part, d’après la formule (17), il existe entre les points Kj K2 la différence de phase
- 2iÜ£X+*£2iJ. k,K..
- Les deux expressions indiquent de combien le rayon K2 P2 est retardé par rapport à Kj P,, et la condition cherchée est ainsi :
- sin 4 = — ~ (q, sin y + <72 cos y^
- ou, en tenant compte de ( 15),
- sin 4 = sin 9 cos y-~~ sin y.
- Nous considérons l’angle du prisme comme assez petit pour qu’on puisse négliger les quantités de l’ordre de v2. Il vient alors :
- , • v0 g,
- sin 41 = sin 9-z-2- y ;
- sin']/—sin (p est ainsi de l’ordre de y et peut s’écrire :
- . ('i — 9)
- 2 sin —------- cos
- 2
- <p 4- «1<
- . 2
- d’où enfin
- ou (4 — 9) cos p;
- Va g k cos 9
- et la déviation, comptée positivement quand elle se produit dans le même sens que pour un prisme de verre,
- £ = 9 — '{/ — y = y
- Vo g,
- li cos 9
- 0
- (18)
- e — v | — 1 4- tang 9 y £-
- (p* — c?3) V 2 k- sin2 9
- (pM-gyy »
- sin‘ 9
- <P* — <72) Vq
- /e2 sin2 <p
- +
- os
- (19)
- et il faudra prendre les radicaux avec le signe -J-. Si on pose :
- k . k
- p =2 — a sin x q = — o- cos t,
- Vq Vq
- a et f sont les deux constantes introduites par Eisenlohr. On écrit ainsi :
- 1 + tan g 9
- Vf’
- cos 2 t
- 2 sin2 9
- +
- IJI-E____
- 2 ysin19
- CT2COS 2 sin2 9
- + OS-
- (20)
- On peut aussi introduire les quantités qui figurent dans la théorie de M. Drude. Le rapport
- -, étant la vitesse de propagation du mouve-
- (*) Une formule qui se réduit à celle-ci sous les mêmes hypothèses a été donnée par M. Mascart pour le cas de l’incidénce normale. (Traité d’Optique, t. II, p. 56o).
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 21
- ment lumineux à l’intérieur du métal, on peut appeler la quantité h
- k
- V*:-,
- que nous désignerons par n, l’indice de réfraction du métal. En outre, on appellera dans le
- 2 TT
- mouvement (i) la quantité — longueur d’onde ;
- l’amplitude varie donc quand on se déplace dans la direction de propagation d’une longueur d’onde dans le rapport de i à
- La fraction qui s’introduit ici est ce que M. Drude appelle le coefficient d'absorption {absorptions index); si on la remplace par x, la formule qui donne la déviation devient :
- | — i + tang-
- (x* + i Y n'
- . t /r_ —r)n*
- Y V L a sin5 9
- sirrcp
- (21)
- Pour déterminer l'indice de réfraction d'un métal, il faudra donc mesurer une déviation et un coefficient d'absorption.
- Pour les métaux pour lesquels (.v3-f- i) n2 est très grand par rapport à l’unité, on peut encore simplifier ce résultat. On peut remplacer le dernier radical par
- Ap-n-Ott* y _AfiL\
- V (\ sin5 <P ^ J sin5 ? )
- _ (,va+i )n-sin5 ç
- + i-
- (.x3 + i) 11- + sin3 9'
- En supprimant dans le second dénominateur le terme sin2 <p, le radical restant devient
- i /r 1 . i ((x*+ i)n“- 2 VI
- VL 2sina" 2 2 \ sin* ç (v5 + i) ~v' /J’
- OU
- j/ n-__________i___ \ _ _n__ /_______sin2 9 \
- V \sina 9 {x- + i)/ sin 9 \ 2m5 (-v“+ 1)/
- et par suite
- \ , 11 ( sin5 9 \)
- E —Y j 1 ^ cos o \ 2n1 (.v5 + i)/j* - ^2^
- formule identique à celle de M. Drude et qui peut souvent s’écrire :
- := r fl +
- \ eos -J
- 23)
- Cette dernière formule se déduit d’ailleurs de l’équation (18) en remplaçant simplement sous le second radical le numérateur {x2— i)n2 par
- l
- (.x2 -j- 1) n3, c’est-à-dire en ajoutant CO, .
- 2. Jusqu’ici, nous avons regardé la vibration comme perpendiculaire au plan d’incidence. On peut montrer que les formules obtenues sont encore vraies quand les vibrations sont parallèles à ce plan. Des trois composantes/, g, h, la seconde s’annule; la première et la troisième sont déterminées en fonction de /, x et z par deux équations différentielles.
- Dans toute théorie de la lumière, on a pour les vibrations transversales :
- U , dg , dfi 0.r+3r
- O,
- et, dans le cas actuel :
- d_J , d_h
- d X d Z
- (24)
- cette relation permet de déduire de l’équation citée plus haut une autre qui ne contienne qu’une seule variable indépendante, pour laquelle on peut choisir soit fi soit h, soit une combinaison quelconque des dérivées de/ et de h. M. Lorentz choisit la quantité jj. définie par l’équation
- dji d /_
- dx
- d’où l’on tire
- dji _ _ dfil d*h d Z ~ d Z* + dx d Z*
- ou, d’après l’équation (22), -
- 9ja
- dz
- et de même
- g
- M-
- dx
- a5
- V? -V
- Zi +
- a
- T:
- d*_ d Z
- *)J.
- ¥
- Si donc on applique aux équations qui définissent les quantités f et h l’opération repré-
- sentée par le symbole I -f- j et qu’on rem-
- place le résultat par — et on obtiendra
- une équation qui ne contiendra plus que jj. comme variable indépendante.
- Cette quantité présente l’avantage de pouvoir
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- 22
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- être représentée, lorsqu’on choisit de nouveaux axes O X' et O Z' et qu’on introduit les composantes correspondantes /'• et h', aussi bien par 2 h df dh' df'
- Wx dz que Par 2~x’ ŸzE
- En effet, on a, d’après les formules (2),
- dj _cir
- 3
- LL
- dx'
- f
- et comme
- J=f' cos0 — h' sin 0, h — f sin 0 + h' cos 0,
- = sin cosO— ~L sin0^ (-cos0(^|4cos0—sinO^
- OU
- (IL _ , cos* 3 îf _ sin* 0 IL
- \d x' a z'j+ 3 a c' üdx”
- Lf- — sin 0 cos
- CHEMINS DE FER ET TRAMWAYS
- ÉLECTRIQUES (1).
- La transmission du locomoteur Warfield est caractérisée (fig. 1 à 3) par l’emploi d’un croisillon à la Cardan D' D transmettant à l’essieu B B le mouvement du pignon F, en prise avec le pignon I de la dynamo K, et solidaire d’une boîte E, dans laquelle sont engagés deux
- on trouvera de même
- sin 0 cos 0
- ajA
- a =7
- sin2 0
- LL
- a
- f
- COS20
- a h'
- d x'
- et par suite
- d_f_ a h _ a /v a m
- dz dz~dz' dxr
- La quantité \j. est donc définie par le mouvement, indépendamment du choix des axes OX et O Z, et elle doit satisfaire aussi bien que g à une équation dont la forme ne change pas, quand on passe de x et z à x' et z'. Les considérations développées plus haut s’appliquent donc encore quand on remplace partout g par g. et la déviation, conclut M. Lorentz, doit être indépendante de l’état de polarisation de la lumière incidente. Elle aura donc la valeur trouvée également pour la lumière naturelle..
- Cette conclusion paraît contestable. Il est certain que la quantité [/. doit satisfaire à une équation différentielle de la môme forme que celle qui définit le vecteur g; mais rien ne prouve que les coefficients de cette équation aient la même valeur. Il n’est pas évident que la vitesse de propagation et l’amortissement soient les mêmes pour une vibration parallèle à l’intersection du plan d’onde et de la surface réfringente et ppur une vibration perpendiculaire.
- C. Raveau.
- (A suivre.)
- Fig, 1 à 3. — Transmission articulée Warfield (1893). . Ensemble et détail du joint universel.
- des tourillons du joint. Cette boîte tourne sur des pivots creux assez larges pour laisser à l’eé-sieu B un jeu suffisant, mais qui présentent l’inconvénient d’ajouter leurs frottements à celui des fusées de l’essieu.
- Afin d’éviter au public tout danger par contact, lord A.-S. Churchill a récemment proposé de transmettre le courant des fils cc (fig. 4 et 5j au locomoteur au moyen de longues brosses métalliques EE'frottant sur des contacts A A’ écartés de 3 à 3,5o m. Ces contacts sont formés de plaques de fer de 0,60 X o,3o m. posées sur des blocs de bois à tête garnie de poterie et pourvues de tiges traversant ces blocs et les reliant aux conducteurs C C.
- Les brosses, de 7 à 8 mètres de long, ont leurs lamelles de e5o à 3oo millimètres de long disposées de manière que les contacts A les plient
- C) l a Lumière Electrique, 12 août 1893, p, 255.
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- Fig. 4 et 5. — Contact à brossé Churchill (1802).
- Fig. G. — Tramway à boîte de contact Diatto (1898).
- Fig. 7 et 8; — Diatto. Détail d’une boîte.
- Fig. 14. — Henry. (1893). Trains électriques. Détail du transformateur-moteur.
- Telphérage Van Depoële (1891-1893). Ensem ble de la voie.
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-
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- Fig. 9 à i3. — Henry. Ensemble d’un train et détail d’un coupe-circuit.
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- Fig. 16 et 17. — Van Depoële. Détail d’un wagon.
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-
-
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 25
- sur une hauteur de ioo à i5o millimètres afin d’assurer un contact suffisant. Il semble que les brosses s'useraient assez vite et que les contacts A seraient bientôt brisés ou détériorés par la circulation des voitures.
- Les boîtes de contact de M. A. Diaüo sont, au contraire (fig. 6 à 8), à fleur de la voie. Le courant, dérivé de B par le plomb fusible v, passe du godet à mercure au godet r2 par la fil isolé o, enroulé sur l’aimant permanent m, m,, pivoté en lu et dont il entretient le magnétisme. Quand le locomoteur arrive sur une boîte, comme en At (fig. 6), son électro d’a-
- Fig. 18. — Van Depocle. Vue par bout d’un wagon.
- vant Mj repousse l’aimant mt m2, de manière à rompre le circuit en i\ r2, puis sa lame de fer élastique b2, passant sur le contact bt de cette boîte, attire l’aimant mx mz de manière à fermer ce contact pendant toute la durée du passage du locomoteur; après ce passage, l’électro d’arrière M2 repousse de nouveau l’aimant m2 et rompt le circuit jusqu’à l’arrivée d’un autre véhicule.
- Le locomoteur est ainsi toujours desservi par au moins une boîte — (A2 dans la position figure 6) — et lés ruptures des contacts 1\ r2 se font après le passage de la lame b2, c’est à-dire après la rupture de la dérivation sur le locomoteur, et sans étincelles en rt r2.
- Le train électrique de J.-C. Henry consiste (fig. r.) à i3) en un transformateur-moteur 3
- installé dans le wagon de tête et envoyant, par le câble 2, son courant dans des dynamos 1, une par véhicule, reliées entre elles en série.
- L’armature motrice 11 (fig. 14) du transformateur-moteur, qui reçoit le courant du trolley 7, et l’armature génératrice 12 sont excitées par un inducteur commun i3 en dérivation sur 11 la manière que leur vitesse reste 'sensiblement constante malgré les variations de leur charge. Des manettes i5 permettent dérégler, en déplaçant ses balais, l’intensité et le voltage du courant transformé.
- Fig. 19 à 21. — Telphérage Case (1892-1893). Ensemble d’un locomoteur; vue par bout ; détail d’une roue g,.
- Chacune des dynamos i’est pourvue d’un coupe-circuit automatique qui la met en court circuit aussitôt qu’il s’y produit une perte quelconque d’électricité. Ces coupe-circuits sont constitués chacun par un disque 31, à corps isolant 3i (fig. 12 et 13), pourvu de deux contacts métalliques 31, 3a d’inégales largeurs, et calé sur un axe 28 ordinairement immobilisé dans la position figure 10 par l’enclenchement du verrou 19 dans l’encoche 24 du plateau 23. Dans cette position, le courant passe des câbles 2, 2 à la dynamo 1 par 3i et 3a, comme l’indique clairement la figure 12.
- Dès, au contraire, qu’il se produit une terre quelconque à la dynamo 1, les électros 16 et 17, branchés sur chacun de ses pôles, cessent d’at-
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- 26
- tirer également et en sens contraire le verrou 19, qui, appelé sur 17 ou sur 16, déclenche le plateau 23. Ce plateau, entraîné par son ressort
- Fig. 22. — Case. Ensemble d’un magnéto-moteur.
- à spirale 25, passé alors de la position figure 12 à celle figure i3, où il reste immobilisé par la butée de son taquet 26 sur 27, et où il coupe la
- Fig. 23. — Détail de l’enclenchement.
- dynamo du circuit par l’isolant 28, tout en maintenant, par le contact 32, la continuité du circuit 22. Le transformateur-moteur tourne à
- Fig. 24. — Porte-dépêches Bryson (1892).
- Détail d’un locomoteur.
- une très grande vitesse, de manière à être le plus énergique possible, ainsi que les dynamos 1, et M. Henry espère ainsi pouvoir réduire le
- poids des trains à moins de la moitié de ce qu’il serait avec un locomoteur unique. C’est au moins douteux, et la multiplicité des dynamos ne se présente pas comme une simplification bien évidente.
- Les wagons du telphérage Van Depoële, représentés par les figures i5 à 18, roulent entre
- Fig. 25. — Schéma d’un branchement.
- quatre rails formant à la fois conducteurs et supports : deux positifs C D (fig. i5) et deux négatifs C' D', maintenus par des anneaux B'. Les caisses E sont supportées sur leurs châssis H par des ressorts b, et pourvues de tampons de choc c. Le courant arrive par les galets e et les balais f aux dynamos à mécanisme intérieur M,
- Fig. 26. — Vue par bout.
- et en sort par leurs jantes motrice K et les galets-guides h.
- Chacun des locomoteurs c du telphérage de L. W. Case est pourvu (fig. 19 à 23) de deux moteurs électromagnétiques d à aimants permanents c, et dont les collecteurs sont constL tués par les roues motrices mêmes rou-
- lant sur les rails positif et négatif (fig. 20).
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- r*r r"U1^' JL.*'.-•' 1 " 1 --"-Iw-i"-"?yi
- L’arbre g est creux pour le passage des fils de l’armature/ en h h aux plaques à des roues collectives, comme l’indique la figure 23.
- Les locomoteurs du porte-dépéches Bryson sont (fig. 24 à 26) guidés dans leur tube A par les galets K K ; leur dynamo F, suspendue en I, attaque directement les roues motrices H et reçoit son courant du conducteur central L et du balai M. Les locomoteurs sont, en outre, pourvus de guides G, qui s’y accrochent, par des trous c, à différents niveaux correspondant à autant de guides D du tube, qui amènent ainsi automatiquement les locomoteurs aux diverses bifurcations D correspondantes (fig. 25) avec ou sans interruption du courant comme en n.
- Gustave -Richard.
- L’ÉCLAIRAGE ÉLECTRIQUE D'ENVERMEU
- - La petite ville d’Envermeu (i,5oo habitants), chef-lieu de canton de la Seine-Inférieure, est un centre agricole placé sur le chemin de fer de Dieppe au Trép’ort, sur la rive droite de l’Eaulne, au milieu d’une contrée fertile; ses marchés amènent un mouvement commercial important, de nombreuses industries locales prouvent l’esprit actif des habitants.
- Sur l’initiative du maire d’Envermeu et de plusieurs habitants, une société locale s’est créée en septembre 1892, et le 3o novembre une station électrique fonctionnait, éclairantles rues et fournissant la lumière aux cafés, hôtels, négociants et particuliers de la ville.
- Pour obtenir cet intéressant résultat, il a suffi de réunir le concours de quelques personnes de bonne volonté et amies du progrès, faisant l’avance des capitaux nécessaires à l’installation des appareils électriques.
- M. Verdier, ingénieur à Paris, qui avait déjà installé l’éclairage au gaz ou à l’électricité dans plusieurs petites villes, fut chargé de présenter un projet dont l’économie, tout en répondant aux exigences des services pour la municipalité et les particuliers, pût permettre de rémunérer les capitaux engagés dans cette entreprise.
- Le projet proposé par M. Verdier ayant été adopté, l’installation électrique à Envermeu a
- été de suite décidée et elle a été réalisée avec un plein succès.
- Le résultat obtenu mérite d’être étudié au point de vue des moyens employés. Nous exar minerons donc ici chacun des éléments de cette affaire, pensant que beaucoup de petites.villes pourraient profiter de l’expérience acquise par une année entière de fonctionnement parfait.
- Production de l’énergie.— La force motrice, au moyen de laquelle l’énergie électrique est produite, est empruntée à un moulin hydraulique possédant une puissance utilisable de 18 chevaux environ, au moyen d’une roue hydraulique qui, pendant le jour, fait mouvoir une scierie et les tours d'un atelier de polissage, et même, pendant la moisson, une machine à battre; la nuit, le moulin moud le blé pour les cultivateurs des environs; mais du coucher du soleil à onze heures, la roue produit de l’énergie électrique qui sert à éclairer les rues d'Envermeu et les habitants de la ville.
- Station. — Auprès du moulin, la société locale pour l’éclairage électrique d'Envermeu a fait construire un petit pavillon de 5 mètres sur 7 mètres qui constitue la station. La force motrice est transmise simplement au moyen d’un arbre de couche qui relie les deux bâtiments.
- Dans le pavillon ont été placés, d’un côté une dynamo actionnée par poulie et courroie montée sur l’arbre, avec le tableau de distribution derrière la dynamo ; d’autre part une double batterie de i3o accumulateurs Verdier.
- La dynamo est du système Gramme, type supérieur, en dérivation; elle débite 20 ampères sous 3oo volts à la vitesse de 1,020 tours par minute.
- Le tableau de distribution, qui comprend rhéostat d’excitation, disjoncteur automatique, coupe-circuit, ampèremètres, voltmètres, interrupteurs, permet : i° d’envoyer le courant de la dynamo sur le réseau d’éclairage; 20 de charger les accumulateurs seulement; 3° d’envoyer le courant dans la canalisation en ayant les accumulateurs en dérivation ; 40 d’alimenter le réseau au moyen des accumulateurs seuls.
- Les accumulateurs du système Verdier, série B, type cuvette, pèsent chacun i5 kilos de plaques pour une capacité commerciale de 10 ampères-heure par kiio de plaques.
- Canalisation principale. — De la station une „ ligne aérienne à 3 fils amène le courant élec-
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-
- 28
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- trique au centre d’Envermeu, soit à environ 1,200 mètres de distance.
- Cette canalisation forme alors une boucle fermée, de laquelle partent une série de circuits indépendants et rayonnant dans toutes directions. Ces circuits de branchement viennent se fermer sur le circuit principal partout où cela est possible.
- La ligne, posée sur des poteaux ou potelets par l’intermédiaire d’isolateurs à double cloche, est en cuivre de haute conductibilité; le diamètre des fils principaux est 6.3 mm., et 4 mm. pour le fil intermédiaire.
- Canalisation municipale. — Un fil supplémentaire venant se brancher sur les lignes d’abonnés a permis d’alimenter les lampes municipales, au nombre de 36, de telle façon que du centre de la ville, et au moyen de 6 interrupteurs installés autour de la place de lTIôtel-de-Ville, on procède à l’allumage ou à l’extinction des lampes municipales.
- Cette disposition très simple a permis de supprimer le service des allumeurs pour lanternes publiques.
- Ces lampes sont placées pour la plupart sur les candélabres et les consoles existant auparavant pour supporter les lampes à pétrole qui éclairaient la ville.
- Chaque lampe électrique a un pouvoir éclairant de 16 bougies ; elle est placée sous un réflecteur en tôle vernie qui la préserve de la pluie et permet une meilleure utilisation de la lumière; un coupe-circuit met chacune d’elles à l’abri des excès de variation de courant qui pourraient se produire accidentellement.
- Abonnés. — Toutes les lampes sont des lampes à incandescence ayant un pouvoir éclairant de 10 ou de 16 bougies.
- Les abonnés, au nombre de 3i à l’origine, paient la lumière à un prix établi à forfait de 35 francs par lampe de 10 bougies et par an, ou de 52 francs par lampe de 16 bougies. Le nombre des heures d’éclairage n’est pas limité. Chaque installation comporte un interrupteur général et un coupe-circuit montés sur une planchette d’un modèle uniforme scellée dans le mur; chaque lampe est munie d'un interrupteur particulièr ou, dans certains cas, d’un commutateur pour les lampes à commutation.
- Les 3i abonnés représentent à la mise en marche, avec les lampes municipales, un éclai-
- rage de i5o lampes de 10 bougies. La station est établie pour fournir i,5oo bougies et disposée de telle sorte qu’en ajoutant une dynamo et des plaques aux accumulateurs montés dans des vases de dimensions prévues en raison de cette augmentation, la puissance pourra atteindre 3,ooo bougies, la canalisation établie à l’origine ayant une section suffisante pour satisfaire à toutes les probabilités de développement.
- Dépenses de premier établissement. — Tous les travaux d’installation, dans les conditions de fonctionnement énumérées ci-dessus, n’ont pas atteint le premier capital prévu de 20,000 francs pour leur établissement.
- Ces dépenses comprenaient la construction du pavillon constituant la station ; la partie mécanique permettant de relier le mécanisme du moulin à la poulie de commande de la dynamo; la dynamo génératrice posée sur son socle en maçonnerie ; le tableau de distribution, la canalisation principale et municipale ; la canalisation secondaire; les branchements principaux et l’installation des lampes municipales. Les abonnés ayant seulement à leur charge leurs branchements particuliers et l’installation de leurs lampes, établies au prix moyen de 25 francs l’une.
- Au point de vue des résultats financiers de l’exploitation, une telle entreprise est intéressante à signaler. En outre de ce qui est déjà acquis, on est fondé à compter sur un développement certain des recettès; car les premiers abonnés n’ont souscrit qu’à un minimum de lampes, et nul doute qu’en raison du succès on ne trouve ici de nouveaux clients, là une augmentation de fourniture.
- £•. Le courant est fourni aux lampes municipales pour £u'n prix établi à forfait de 25 francs par lampe et par an ; le remplacement des lampes est à la charge de la ville.
- Le budget de l’entreprise s’établit ainsi pour la durée d’éclairage d’une année :
- Recettes.
- Soit donc, pour les lampes municipales,
- une recette de .................. 9°o fr.
- Pour l’éclairage privé : go lampes 10 bougies ou leur équivalent en lampes 1G bougies prévues à 35 fr. par an............................. 3. i5o
- Recettes...... q.oSo
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- Dépenses.
- Location de force motrice et surveillance, traitées a forfait par an à.. 400 fr.
- Dépenses diverses pour huile, graisse, renouvellement de balais de dynamo 120 Entretien des accumulateurs à forfait. 480 Faux frais et imprévus de toute nature. 55o
- Dépenses..... 1 55o
- La différence de 2.5oo francs représente d’abord la rémunération du
- capital engagé à 4 ojo, soit......... 800
- Plus un boni de...................... 1.700
- qui non-seulement permettra de constituer un fonds de réserve important, mais encore des bénéfices qui viendront largement récompenser les initiateurs de cette entreprise.
- En résumé les résultats obtenus, inespérés par les promoteurs, auront doté la petite ville d’Envermeu d’un éclairage public perfectionné, etleshabitants,dela lumière électrique, avec tous ses avantages connus. Mais au prix vraiment minime de o fr. 10 par jour et par lampe, combien de Parisiens seraient heureux d’avoir de la lumière électrique dans leurs appartements!
- H. de Graffigny.
- CHRONIQUE ET REVUE
- DE LA PRESSE INDUSTRIELLE
- Eclairage électrique des trains de chemins de fer en Italie, par M. Emilio Piazzoli.
- A propos de l’article sur l’éclairage électrique des trains que ce journal a publié le mois dernier (9, nous recevons une étude de M. E. Piazzoli sur le même sujet, étude à laquelle nous empruntons les descriptions suivantes.
- On expérimente depuis environ deux ans sur le chemin de fer de la Méditerranée, l’éclairage électrique de deux voitures qui vont de Milan et de Turin à Rome, et pour lesquelles il a été établi une station de charge à Turin. Le système adopté est imité d’assez près de celui du Jura-Simplon.
- Les renseignements sur lesquels a été rédigée cette note ont été obligeamment fournis par M. l’ingénieur A. Tarditi, qui a dirigé l’installation, et par le « Tecnomasio » de Milan, qui a construit les appareils électriques de la station de charge et des voitures.
- Accumulateurs. — Chaque batterie se compose de trois récipients identiques à ceux du Jura-Simplon, et divisés individuellement en trois compartiments formant autant d’accumulateurs de i5 plaques chacun.
- Les trois récipients sont fixés par de petites traverses en bois et. des boulons à un châssis en bois qui sert à transporter la batterie et dont les dimensions extérieurs sont de 1,80 m. de longueur, sur 0,20 m. de largeur et o,8i5 m. de hauteur.
- Le châssis est pourvu de deux poignées par le moyen desquelles on place la batterie, dont le poids total est de 110 kilogrammes, sur un char-riot pour la transporter auprès des wagons. Un couvercle de bois placé dessus la préserve de tout dégât durant le transport. Au-dessous du châssis, et dans lejsens de la longueur, sont fixés deux morceaux de fer angulaires qui ont le.dou-ble objet de consolider le système et de servir de guide pour l'introduction de cette sorte de tiroir dans un coulisseau armé de fer en U qui règne sous le wagon.
- A l’un des bouts du tiroir sont fixés deux contacts auxquels sont attachés les rhéophores de la batterie, formant une amorce à ressort dans laquelle on introduit un levier bipolaire placé de façon à mettre la batterie en communication avec les conducteurs de la.voiture.
- Chaque voiture porte deux coulisseaux destinés à recevoir des caisses d’accumulateurs. Chacun d’eux est solidement fixé par des boulons à la charpente inférieure du wagon et muni d’une petite porte fermant à clef.
- A sa face intérieure cette porte est pourvue de deux ressorts qui, lorsqu’elle est close, appuient sur deux morceaux de bois fixés à la tête de la caisse d’accumulateurs, de chaque côté des contacts. Ces ressorts atténuent les secousses, et les tasseaux par leur saillie protègent les liaisons des conducteurs et les empêchent de toucher des corps étrangers.
- Les accumulateurs sont du système Huber et ont été construits par la maison Hensemberger, de Monza. Ils sont à plaques perforées et repré-
- (*> La Lumière Électrique du 9 septembre, p. 475.
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- sentent relativement peu de volume et peu de poids. Les plaques consistent en de simples treillages de plomb à alvéoles carrées.
- La matière active qui s’y trouve retenue est perforée à son tour de trous de 0,002 m., de façon à augmenter la superficie de contact avec l’acide, à favoriser la circulation de celui-ci, ainsi qu’à permettre la dilatation des plaques.
- Le poids des plaques d’une batterie complète est de 72 kilogrammes. Ces lames sont larges de 0,140, hautes deo,i55 m. et épaisses de 0,04 m.
- La maison Hensemberger conseille actuellement de substituer aux plaques positives Huber celles de Ilagen, construites aussi par elle concurremment avec les « Kœlner Accumulatoren-Werke » qui, étant plus rigides, offrent l’avantage de mieux résister aux trépidations du train et diminuent les chances de contact de plaque à plaque pendant la marche.
- Les plaques Hagen sont formées en effetd’un double treillage de plomb que Ton peut si l’on veut remplacer par un métal inoxydable. Les deux treillages sont rendues solidaires par des nervures qui les relient l’un à l’autre aux endroits de croisement des barres.
- La section des barres du treillis est triangulaire, de sorte que l’ouverture externe des carrés formés par le cloisonnement est plus étroite que l’interne; de cette façon la matière active qui remplit l’intervalle des deux treillis est solidement maintenue, et en même temps ses dilatations sont favorisées par ce fait qu’elles forment une masse unique. Cette disposition offre encore l’avantage de réduire au minimum la résistance électrique. Le poids total des plaques pour une batterie de 9 accumulateurs est d’environ 90 kilogrammes.
- La capacité de cette batterie serait 66 ampères-heures, avec un régime de 22 amp. pour 3 heures 89,6 — — 12,8 — 7 —
- 100 — — 10 —10 —
- et son poids, compris caisses et accessoires, d’environ i3o kilogrammes.
- Les conducteurs, formés de fils de cuivre recouverts de plusieurs couches d’un bon isolant, sont à partir de leur point de jonction avec l’amorce de la batterie, insérés dans des tubes en fer qui courent d’abord horizontalement, puis se dressent verticalement sur les deux bouts et finalement se replient sur le ciel de la voiture.
- Du conducteur principal se détachent, tou-
- jours renfermés dans des tubes en fer, les conducteurs secondaires qui se dirigent vers chaque lampe.
- Les conducteurs principaux ont o,oo3 m. de diamètre, et les dérivations pour chaque lampe 0,001, Avec cette dimension, plus que suffisante pour éviter réchauffement, la résistance dans les conducteurs devient négligeable.
- Immédiatement au sortir de la caisse contenant la batterie est intercalé dans un des conducteurs un compteur de temps système Aubert, modifié comme dans lès voitures du Jura-Sim-plon. Et comme sur un des panneaux de chaque caisse est indiquée la durée de la décharge de la batterie, par rapport à la capacité et à la consommation des lampes qu’elle alimente, il est ainsi facile de voir quand cette batterie a besoin d’être changée.
- Sur le parcours des conducteurs, et en position commode, existe un solide interrupteur manœuvré, par une clef spéciale dont un tour suffit pour allumer ou pour éteindre les lampes de la voiture.
- Lampes. —- Elles sont placées dans les anciennes lanternes à gaz, qu’on a trouvé ainsi le moyen d’utiliser. Dans l'intérieur du tambour de la lanterne on a fixé des contacts à ressorts bipolaires, mis en communication avec les réo-phores du courant et dans lesquels viennent s’encastrer des contacts rigides bipolaires fixés au porte-lampe. Il est ainsi facile, en cas de besoin, de substituer rapidement au porte-lampe, un appareil d’éclairage à huile.
- Le porte-lampe consiste en un disque de bois muni à sa partie supérieure d’une attache à bayonnette pour la lampe et d’un réflecteur en fer émaillé. Au-dessus est disposé un appareil de sûreté bipolaire, une petite boîte contenant des plombs fusibles de rechange et un commutateur automatique pour les lampes de réserve. Celui-ci consiste en un électro-aimant parcouru par le courant qui alimente la lampe normale. Quand celle-ci s’éteint ou se brise par une cause quelconque, l’ancre de l'électro-aimant cède à un ressort antagoniste et vient fermer le circuit de la lampe de réserve, qui s’allume aussitôt.
- Le porte-lampe, avec ses accessoires, est pn> tégé en dessus par une petite cuirasse, munie d’une poignée par le moyen de laquelle on peut enlever ou remettre en place instantanément la tout*
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- La coupe de verre qui complète par en bas la lanterne se replie à charnière de façon à être ouverte facilement pour changer la lampe. Un assortiment de lampes est toujours prêt dans un tiroir de la voiture.
- La lampe de réserve est disposée à côté de la lampe principale et protégée inférieurement par une coupe de verre; elle est de 5 bougies, munie d’un globe opalin et fonctionne aussi comme veilleuse. En tirant un petit rideau placé sous la coupe de la lanterne, on fait agir un interrupteur qui éteint la lampe normale et en même temps fait entrer en jeu le commutateur auto-
- matique qui allume la petite lampe de réserve.
- Dans les corridors où les lampes normales sont simplement de 5 bougies, celles de réserve sont pareilles et placées aussi dans des lanternes. Ces lampes sont de Cruto ou de Khotinsky.
- (A suivre).
- Turbine à vapeur Seger (1893).
- Cette turbine est constituée par deux roues a et b (fig. i), conjuguées par des pignons de manière à tourner avec des vitesses égales et contraires,
- Fig. i. — Turbine à vapeur Seger.
- enfermées dans une chambre où la vapeur s’échappe après avoir passé, de c en a et /?, au travers des aubes des parties de ces deux roues qui se recouvrent. Ainsi qu’on le voit, cette turbine n’a pas d’aubes directrices fixes, ce qui donne, d’après l’inventeur, une certaine économie de vapeur ; mais, en revanche, la machine est plus encombrante que celles où la vapeur agit sur toute la couronne des aubes, ce qui ne saurait se faire avec le type Seger sans une certaine complication d’engrenages.
- . C. R.
- Appel téléphonique Forbes (1892).
- Le fonctionnement de cet appel est le suivant :
- Pour appeler, on pousse le bouton ii, de manière à fermer par I2-i3 le courant de la pile B sur le circuit primaire 7 de la bobine d’induc-
- tion s, dont le noyau 3, ainsi aimanté, attire son armature 17, et rompt ce circuit : l’armature 17 revient alors à sa position primitive en rétablissant en 16 le circuit, et fonctionne comme un trembleur tant que l'on pousse le bouton 11. Ces interruptions induisent dans le circuit secondaire 5 des courants qui produisent dans la ligne à laquelle sont reliés les téléphones T un bruissement caractéristique d’appel. La bobine d’induction sert aussi pour le service téléphonique au moyen de microphones M, reliés d’une part, en jp, au contact à crochet 20 du téléphone T, et de l’autre, par iv'", au primaire 7. Quand on enlève le téléphone T, le ressort 18 ferme en 20 le circuit de la pile sur le microphone et le circuit primaire, de façon que l’on peut parler au moyen du courant microphonique induit comme d’ordinaire dans le secondaire s. Le courant magnétise le noyau 3, mais le ressort 6 le main-
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- tient trop éloigné de 17 pour qu’il puisse attirer cette armature.
- Le primaire 7 est constitué par 5 ou 6 tours
- Fig. 1. — Appel téléphonique Forbes,
- de fil n° 24 B. W. G. (o.56 mm.) et le secondaire .v doit avoir une résistance égale à 5oo fois environ celle du primaire.
- Télégraphe électroohimique éorivant Denison (1892).
- Pour envoyer une dépêche, on commence par l’écrire sur un papier F (fig. 4) avec un style suffisamment dur et en appuyant assez pour imprimer profondément la dépêche dans le papier, puis on engrène ce papier entre les rouleaux entraîneurs R et?-de l’appareil transmetteur (fig. 1) mus par un mécanisme d’horlogerie.
- Ceci fait, voici comment fonctionne l’appareil au moyen du commutateur P animé d’un mouvement de rotation rapide, renversant périodiquement le sens du courant de la pile B^fig. 10) transmis par la ligne Lj aux relais polarisés G Cj du transmetteur T et du récepteur R, de sorte que 4e bras du transmetteur se met à vibrer sychroniquement à celui Aj du récepteur, par les armatures de G et de Gj.
- A mesure qtae les creux du papier transmetteur F passent sous la pointe mousse g du bras
- A, le poinçon7 s’y enfonce poussé pas son ressort, et ferme en eex le circuit de L sur la pointe Sx (fig. 6) du bras récepteur At.
- Lorsque A oscille, par exemple, de droite à gauche (fig. 10) son contact p (fig. 3) ferme le contact o du levier F2 (fig. 5), de sorte que le courant de la pile B envoie une impulsion par
- Fig. 1 à 5. — Télégraphe èlectrochimique écrivant Denison.
- F2 o i)?! d (fig. 4) e etk L au récepteur R, puis, par S, Fx N jy2 Ej, au papier transmetteur T déroulé à la même vitesse que F, imbibé d’une solution chimique décomposable par le courant et sa plaque métallique Fj.
- A la fin de son oscillation de droite à gauche A rompt son contact avec o, revient de gauche à droite, et sa pointe p ramène F2 en arrière, par sa poussée sur le contact isolé Oj, de sorte que
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- le circuit n’est fermé que pendant la moitié seu-lemfent de l’oscillation de droite à gauche; cette condition est, paraît-il, nécessaire pour obtenir des tracés parfaitement nets. Il faut aussi que la pointe reproductrice t (fig. 9) soit en acier très
- dur, et que le frottement du bras F2 soit parfaitement réglé par la pression de son ressort p3 (fig. 5) sur la rondelle de drap/.
- G. R.
- Wattmètres et ampèremètres Duncan (189o).
- Lewattmètre pour courantsalternatifs de Duncan consiste essentiellement (fig. 1 et 2) en un cylindre de cuivre C tournant à l’intérieur d’une bobine à gros fil A A, en série par M3 M4 (fig. 4) sur le courant à mesurer, et autour d’une bobine D, à fil fin, en dérivation sur ce courant par M'M3 et la résistance V, enroulée sur un noyau non métallique et fixée à l’intérieur de G par un écrou F, qui permet de lui donner l’orientation voulue. Le cylindre G actionne d’une part le mécanisme de compteur R, et, de l’autre, une roue à palettes E, dont la résistance augmente à peu près proportionnellement aux carrés des vitesses de rotation. De chaque côté du cylindre C, sont disposées des gardes en fer doux B, dont on peut fégler la position par des vis k, et qui ont pour objet de concentrer les lignes de force du champ A A vers la périphérie de C.
- L’ampèremètre est semblable au wattmètre,
- sauf en ce que la bobine D y est (fig. 5) remplacée par un barreau en fer doux.
- Fig. 1 à 3. — Wattmètre Duncan. Elévation ; coupe horizontale par l’axe de la bobine A A et détail des gardes B B.
- Dans la disposition figures 6 et 7, le flux de force traverse le cylindre G suivant un plan dia-
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- métrai B B, dont on peut changer l’orientation par rapport à D, et le cylindre G est disposé de manière que le champ de A tende à le soulever, et à diminuer ainsi le frottement de son pivot, qui peut être, d’ailleurs, compensé par des enroulements auxiliaires en d2d3.
- Fig. 4 et 5. — Montages du wattmètre et de l’ampèremètre.
- Il est évident que l’on peut, comme l’indique la figure 8, remplacer le cylindre C par un disque.
- Pour les courants polyphasés, triphasés, par exemple, l’ampèremètre se compose de trois,bo-
- Fig, 6, 7 et 8. — Variantes.
- bines A, B, C (fig. g), reliées respectivement aux trois fils du courant et disposées à iao" autour du cylrndre de cuivre D, et pourvues, à l’intérieur, de gardes lamellaires en fer doux a bc, que l’on peut orienter par rapport à D et aux trois bras en fer E fixés à l'intérieur de D.
- Dans le wattmètre, ces bras sont (fig. io) em
- Fig. g et io. — Ampèremètre et wattmètre à courants triphasés.
- roulés chacun d’un fil fin en dérivation sur le courant correspondant.
- Téléphonie océanique, par Silvanus P. Thomson (').
- I. Introduction. — Il est contraire à l’esprit scientifique du progrès d'admettre qu’un art quelconque ou une application de la science I puisse s’arrêter ou que son développement atteigne jamais une limite définitive. La traversée de l’océan par le télégraphe électrique est déjà un résultat merveilleux. Parler à travers un fil est une merveille. Accélérer la transmission télégraphique par des dispositifs automatiques jusqu’à obtenir une vitesse de cinq cents mots par minute est également une très belle conquête. Mais ces trois formidables progrès ne nous ont pas encore conduits au but final. Le câble sous-marin de nos jours est pratiquement identique au câble d’il y a trente ans. Il ne transmet que les signaux encore lents du galvanomètre à miroir ou du siphon recorder. Six ou huit mots par minute lentement épelés sont les limites du travail d’un câble transatlantique. Le mot téléphonique parlé et le message télégraphique automatique rapide sont pour lui trop agiles. Pour des signaux aussi rapides il est muet.
- C) Communication faite au Congrès d’électricité de Chicago.
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- Faraday avait prédit qu’un câble sous-marin revêtu de son enveloppe de gutta-percha retarderait la vitesse de transmission des signaux. Nombreux ont été les dispositifs imaginés pour accroître la vitesse de transmission par l’emploi de condensateurs et d’appareils analogues. C’étaient toujours des dispositifs à appliquer soit à l’extrémité transmettrice, soit à l’extrémité réceptrice du câble, ou encore aux deux à la fois. Des arrangements de condensateurs et de résistances combinées de façon à agir comme un câble artificiel, imitant la retardation dans un câble réel, sont considérés comme des adjuvants indispensables pour équilibrer les propriétés du câble afin de permettre la transmission en duplex.
- Varley proposa, il y a longtemps7 déjà, un autre dispositif, consistant à introduire à chaque extrémité du câble un shunt inductif; c’est-à-dire de monter en shunt un fil possédant à la fois de la résistance et de la self-induction. Mais en
- Fig. 1
- dépit de l’emploi de condensateurs, de câbles artificiels et de shunts inductifs, la retardation dans un long câble sous-marin a été jusqu’ici insurmontable, excepté pour les signaux très lents. Pendant la transmission de chaque signal, l’enveloppe de gutta-percha se charge, et cette charge doit être éliminée avant que le signal suivant puisse être envoyé. La retardation vainc le téléphone et le télégraphe automatique rapide.
- Et pourtant, aucun électricien raisonnable ne peut douter que la téléphonie océanique sera réalisée, et que les ressources de la science sont à la hauteur des difficultés du problème. C’est parce que l’auteur croit être sur la voie de la solution cherchée qu’il présente les idées et les raisonnements qui l'y ont mené.
- Si la solution à laquelle il s’est arrêté semble étrange à l’électricien télégraphiste ordinaire, c’est parce qu’elle a pour origine un domaine de la science différent du sien, celui de l’étude des phénomènes que produisent les courants alternatifs. Et si la solution proposée semble impraticable à l’ingénieur accoutumé au type de câble employé depuis trente ans, l'auteur répond que c’est le rôle de l’ingénieur de la rendre pratique.
- Si les besoins de l’industrie exigent un nouveau type de câble, ce type trouvera son constructeur, et cela d’autant plus facilement que la perspective d’accélérer au décuple la vitesse de transmission est un puissant encouragement.
- II. Dispositifs neutralisant les effets retardateurs de la capacité dans les câbles sous-marins. — La retardation des signaux dans les câbles sous-marins est due à la capacité uniformément distribuée le long du câble. Par suite de cette circonstance, tous les efforts tentés pour annuler ou compenser ses effets à l’aide de dispositifs placés aux extrémités du câble n’ont eu qu’un succès très limité. Tandis que la vitesse ordinaire de transmission sur un câble transatlantique est d’environ huit mots par minute, il serait possible d’envoyer 400 mots par minute à travers une ligne de la même résistance, mais dépourvue de capacité.
- Le seul moyen efficace d’annuler les effets re-
- Ai q. f Ag
- i^j ' fjïj rjjj fïjj
- B, l> il b2
- Fig. 2
- tardateurs de la capacité distribuée est d’appliquer des dispositifs également distribués le long du câble, soit à intervalles, soit uniformément.
- On sait que les effets de l’induction électromagnétique sont, dans un certain sens, réciproques de ceux de la capacité. L’exemple le plus familier est celui des actions opposées de la self-induction et de la capacité sur la phase d’un courant alternatif. Il est évident que si l’on peut employer la capacité électrostatique pour corriger les effets de l'induction électromagnétique, on peut également se servir de celle-ci pour combattre les effets retardateurs de la première.
- Il y a deux modes principaux d’action de l’induction électromagnétique, ! induction mutuelle, de fil à fil, et la self-induction, entre parties d’un même courant. Les deux effets sont dus aux champs magnétiques créés par les courants.
- Théoriquement, il existe un très grand nombre de moyens de compensation de la capacité distribuée par l’induction électromagnétique. Il suffira de considérer deux cas simples, et pour plus de simplicité nous supposerons qu’il s’agisse
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- d’un câble contenant, deux fils isolés, l’un pour l’aller, l’autre pour le retour. La figure i représente ce cas; AA est la ligne d’aller, et BB le fil de retour. Dans les figures suivantes l’enveloppe des câbles ne sera pas indiquée.
- Premier cas. Emploi de dispositifs à self-induc-lion. — Dans ce cas, une série de bobines de self-induction de haute résistance sont placées à intervalles entre le conducteur A et le conducteur B. Afin de mieux saisir les actions en jeu, on pourra recourir à la figure 2, qui schématise la capacité répartie le long du câble.
- Supposons que les signaux soient envoyés de
- subsiste après que la force électromotrice qui le produit a commencé à diminuer. Les actions des condensateurs et des bobines de self-induction ont donc des effets opposés. Varley a employé un shunt inductif à une extrémité du câble, mais ce shunt ne compense la capacité que sur une vingtaine de milles du câble. Il est donc nécessaire de distribuer les bobines de self-induction sur toute la longueur du câble.
- L’auteur a appliqué ses calculs à un exemple pratique. Il prend le cas d’un câble â double fil ayant une capacité d’un, tiers de microfarad et une résistance de 10 ohms par mille; il place
- JT
- d
- FiC-
- Ag
- Fig. 5
- gauche à droite et qu’un courant soit lancé dans le circuit en Aj par un transmetteur relié à Ai B,. Lorsque le potentiel s’élève en A„ le potentiel d’un autre point a de ligne ne croît pas simultanément, par suite de la capacité du conducteur intermédiaire. Le potentiel en a ne peut atteindre sa valeur finale avant que le condensateur entre A1 et a n’ait reçu sa charge. De même le potentiel en c ne croît pas en même temps que le potentiel en a, l’action de la capacité entre a et c s’y opposant. En un mot, une partie du courant tend toujours à charger les conden-
- Ai a c c Ag
- j j j | f
- "â & <* f §7
- Fie. l>
- satéurs et l’autre partie seulement est transmise. Si rien ne s’oppose à cette action les condensateurs absorbent et renvoient le courant, dont une fraction insignifiante seulement atteint l’extrémité A».
- iMaintenant, supposons que des bobines de self-induction soient placées entre les deux brins du câble, à intervalles réguliers, comme dans la figure 3. L’action de ces bobines est de compenser les effets de la capacité; voici comment :
- Lorsque le potentiel s’élève en a, le courant commence à traverser la bobine a b, et, par suite de la self-induction de celle-ci, ce courant
- ses bobines compensatrices de dix en dix milles: si ces bobines ont un coefficient de self-induction de ioohenryset une résistance de 3,000 ohms chacune (la constante de temps étant alors d’environ 3/ioo de seconde), les variations de courants de l'ordre des courants téléphoniques seront pratiquement instantanées, et la valeur du courant ne dépendra plus que des résistances des bobines en shunt. On sait que l’on peut shunter considérablement les courants téléphoniques sans les rendre imperceptibles. Il y a donc lieu de croire que cette méthode, qui se sert
- B, Ba
- Fig. 5
- des parties dérivées du courant pour neutraliser la retardation, peut donner de bons résultats.
- Le câble ainsi construit avec deux fils réunis par des dispositifs compensateurs placés à intervalles de 10, 20 ou jusqu’à 5oo milles, est représenté par le diagramme figure 4. II reste donc â résoudre le problème de trouver des compensateurs ayant une constante de temps suffisamment grande, sans être trop volumineux. L’auteur a essayé divers dispositifs : de longues bobines à noyau de fil de fer fin, à circuit magnétique ouvert ou fermé; d’autres formées seulement de fil de fer. La self-induction d’un fil de fer d’un mil-
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- limètre enroulé d’une couche épaisse de trois millimètres de fil de fer est d’environ 0,1 henry par kilomètre, et sa résistance de 144 ohms. Cette disposition n’offre pas d'inconvénient au point de vue de sa situation entre deux points éloignés du câble, car les bobines compensatrices peuvent être disposées comme l’indique la figure 5. Cette construction, qui se recommande spécialement pour les câbles de longueur modérée revient, en somme, à un câble à trois fils, dont l’un possède de la résistance et de la self-induction et se trouve relié par intervalles aux deux autres fils du câble, comme dans la figure 6.
- A. H.
- (.A suivre.)
- REVUE DES TRAVAUX
- RÉCENTS EN ÉLECTRICITÉ
- Sur la propriété piézo-électrique du quartz, par lord Kelvin (*).
- 1. Dans la présente communication nous ne nous occuperons pas de la pyramide hexaèdre, ni de plans parallèles aux faces de cette pyramide qui termine le cristal de quartz. Il ne s’agit pas non plus des couches transversales dont on voit généralement la trace sur les faces du prisme. Nous ne considérerons qu’un prisme hexagonal parfait, et par suite sans stratification. Les côtés du prisme peuvent être et sont généralement de nature inégale, mais les angles sont tous exactement de 120°. Pour plus de simplicité et pour nous référer à la forme cristalline naturelle, je supposerai le prisme équilatéral, forme qu’il peut affecter dans la nature, en même temps qu’équiangulaire. Nous avons ainsi trois autres plans de symétrie que j’appellerai brièvement plans diagonaux, c’est-à-dire plans contenant des arêtes opposées du prisme. Nous avons encore trois autres plans de symétrie, que j’appellerai brièvement plans normaux, c’est-à-dire plans perpendiculaires aux paires de faces parallèles.
- 2. Dans le bel instrument des frères J. et P. Curie,' démontrant leur découverte de la pro-
- (') Communication faite à la session de Nottingham de l’Association britannique, le in sep'embre iS'jS. 1
- priété piézo-électrique du quartz, une lame mince de cristal d’environ un demi-millimètre d’épaisseur, je crois, est coupée de telle sorte que ses faces soient parallèles à l’un quelconque des trois plans de symétrie normaux; que sa longueur soit perpendiculaire aux faces du prisme, et que sa largeur soit parallèle aux arêtes. Les faces de cette lame sont argentées par le procédé chimique sur presque toute leur longueur afin de les rendre conductrices, et se trouvent mises en communication métallique avec deux paires de quadrants de mon électromètre à quadrants. Je trouve que l’effet peut également bien être démontré à l'aide de mon électromètre portatif, quand les deux faces de la lame de quartz sont reliées respectivement à la boîte extérieure et à l’électrode isolée de cet électromètre. Dans un instrument qui a été construit pour moi sous la direction de M. Curie, la partie argentée de la lame a 7 centimètres de longueur et 1,8 de largeur. Un poids de 1 kilogramme suspendu à la lame placée verticalement dans le sens de sa longueur rend une des faces électrisée positivement, l’autre négativement.
- 3. Une lame parallèle à l’un quelconque des trois plans de symétrie normaux doit présenter les mêmes effets d’électro-polarisation transversale; mais une lame coupée parallèlement à l’un des trois plans diagonaux ne donnera aucun résultat dans l’expérience décrite au deuxième alinéa. Mais avec ses faces non argentées elle donnerait, dans des conditions convenables, une électrification positive à une extrémité et de l'électrification négative à l’autre sous l’action d’une tension longitudinale, comme nous allons le voir par l’hypothèse et les considérations théoriques que je vais développer.
- 4. Rien autre ne peut produire les phénomènes observés qu’une éolotropie électrique de la molécule. Le genre le plus simple d’éolotropie électrique que je puisse imaginer est le suivant : Pour être bref, je l’expliquerai en la rattachant à la constitution chimique qui, d’après la doctrine actuelle, comporte un atome de silicium et deux atomes d’oxygène. La molécule chimique peut simplement être représentée par Si O2 pour la silice en solution, ou elle peut être formée de plusieurs molécules composées de ce genre, groupées ensemble; mais il semble certain que dans la silice cristallisée (afin que le
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- cristal puisse avoir la propriété piézo-électrique hexagonale éolotropique) la molécule cristalline doit consister en trois molécules Si O2 agglomérées, ou qu’elle doit être formée par quelque groupement de trois atomes de silicium et trois atomes doubles d’oxygène placés à égale distance de 6o° et en ordre alternatif sur la circonférence d’un cercle.
- Le diagramme figure i montre une molécule cristalline de ce genre, entourée des six molécules voisines dans un plan perpendiculaire à l’axe du cristal de quartz. Chaque atome de silicium est représenté par -j- et chaque atome double oxygène par —. Les constituants de chaque agglomération doivent être considérés maintenus en équilibre stable en vertu de leurs
- / \ / \
- ’ >
- Fig.
- affinités chimiques. On doit supposer que les différentes molécules cristallines sont relativement mobiles avant de prendre leurs positions dans la formation du cristal. Mais nous devons supposer que les forces d’attraction mutuelle (ou affinité chimique) déterminent l’orientation de chaque molécule cristalline, et modifient les positions relatives des atomes de chaque molécule, lorsque le cristal est soumis à une tension exercée par une force extérieure.
- 5. Imaginons maintenant que chaque double atome d’oxygène soit une petite particule électrisée négativement, et que chaque atome de silicium soit une particule électrisée par une quantité égale d’électricité positive. Supposons maintenant que l’on soumette la surface d’une portion de cristal à des pressions positives et négatives telles que les produirait un simple
- allongement dans le sens perpendiculaire à l’une des trois séries de rangées. Cet état de tension est indiqué par les flèches dans la figure i, et se trouve réalisé, mais exagérément, dans la figure 2.
- Ce second diagramme montre tous les atomes et les centres des molécules cristallines dans les positions que l’effort de tension leur fait occuper. Dans les deux diagrammes on suppose que la rligidité de la configuration relative des atomes de chaque molécule est assez modérée pour permettre aux attractions mutuelles entre les atomes positifs et les atomes négatifs de molécules voisines de maintenir ceux-ci sur les lignes travers sant les centres des molécules comme le montrent la figure 1 pour l’état normal du système et la figure 2 pour le système soumis à un allon-
- V©-0/ V©7 \ / \ / \ / ©S^ y©-©N /©-©N
- / \jA \
- Fig.
- gement. Par conséquent, deux diamètres sur trois dans chaque molécule cristalline changent de direction, sous l’influence de l’allongement, tandis que le diamètre joignant la troisième paire d’atomes ne varie pas de direction.
- 6. Remarquons d’abord que les rangées d’atomes, en lignes traversant les centres des molécules cristallines perpendiculaires à la direction de l’effort, sont déplacées parallèlement, sans que les distances entre leurs atomes varient. Donc, les atomes dans ces rangées ne contribuent pas à la production de l’effet électrique. Mais parallèlement à ces rangées, de chaque côté du centre des molécules, nous trouvons des paires d’atomes dont l'écartement se trouve diminué.
- 7. Il se produit ainsi un effet électrique qui, pour de grandes distances par rapport à la molécule, se calcule par la même formule que l’effet
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ .
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- magnétique d’un aimant droit élémentaire dont le moment magnétique serait numériquement égal au produit de la quantité d’électricité d’un atome simple par la somme des diminutions des deux distances entre les atomes des deux paires considérées. Par suite, en désignant par N le nombre de molécules cristallines par unité de volume du cristal; par b le rayon de la circonférence de chaque molécule; par q la quantité d’électricité de chacun des six atomes ou doubles atomes, positifs ou négatifs; par 3 le changement de direction de chacun des deux diamètres traversant des atomes qui changent de place; et par u le moment électrique (*) déve-
- /. a a
- ' 4
- c
- c
- c
- c,
- c
- c
- A A
- A
- Fig. 3
- loppé par unité de volume du cristal par l’effort exercé, nous avons
- u == N <7 • 4 b 3 cos 3o° = N. 2 b <7 3 3 (1)
- 11 est naturellement entendu que ? est une faible fraction de radian..
- 8. Pour examiner la valeur de notre théorie, considérons d’abord des quantités d’électricité dont la présence est probable, nous pourrions presque dire certaine, dans les atomes naturels.
- Substituons aux atomes de silicium marqués -f- dans le diagramme des sphères de zinc poli; et aux atomes doubles d’oxygène marqués —, de petites sphères de cuivre bien oxydé (du cuivre poli chauffé à l’air jusqu’à ce que sa surface prenne une coloration ardoise foncée). Supposons que les six atomes de chaque composé mo-
- C) Je ne sais si celte désignation a été employée. Je l’introduis avec précisément la môme signification relativement à l’électricité, que l’on donne au « moment magnétique » en magnétisme.
- léculaire soient reliés métalliquement, et que les molécules soient isolées les unes des autres. Nous n’avons pas à nous occuper d’un passage de l’électricité à travers le cristal par conductance; et nous devons supposer que la quantité d’électricité totale de.chaque molécule cristalline est nulle. Supposons, en outre, que le cercle de chaque molécule du diagramme soit un anneau réel excessivement mince de métal, et que chacun des six atomes soit un grain (petite sphère perforée) en zinc ou en cuivre se mouvant sans frottement sur ce cercle. Nous avons ainsi un modèle d’une molécule cristalline électriquement éolotropique.
- 9. J’ai trouvé par l’expérience Q que la différence de potentiel dans l’air, près d’une surface polie de zinc et d’une surface oxydée de cuivre, est d’environ 0,004 unité C. G. S. électrostatique, si le zinc et le cuivre sont reliés métalliquement. Par suite, si a est le rayon de chaque sphère, nous avons approximativement q = 0,002 x a, parce que nous supposerons pour plus de simplicité qu’à l’exception de l’anneau infiniment mince sur lequel se meut chaque sphère il n’y pas de métal à une distance inférieure à deux ou trois fois son diamètre. Soit maintenant N == io21 par centimètre cube; et b égal au quart de
- N”^3, c’est-à-dire b — — X io~7 centimètre.
- 4
- Enfin, pour prendre un exemple bien défini, soit a = 0,2 b. L’équation (1) devient
- u — 866 3 (2)
- 10. Dans les admirables résultats de mesures de MM. Curie reproduits dans VAppendum au présent mémoire je trouvequ’une traction de 1 kilogramme par centimètre carré produit, dans leur expérience décrite au paragraphe 2, un moment électrique de o,o63 unité C. G. S. électrostatique par centimètre cube du cristal. Ainsi, une traction de 5 kilogrammes par centimètre carré produit un moment électrique d’environ i/3 d’unité C.G.S. par centimètre cube. D’après l’équation (2) ceci exige que 3 soit de 1/2598, ce qui est un changement de direction de l’ordre de grandeur que l’on peut aisément admettre pour les atomes d’un cristal soumis à des forces ne dépassant pas les limites de résistance. Une
- C) a Electrostatique et magnétisme » paragraphe 400, et expériences inédites, faites d’après une autre méthode.
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- LÀ LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- démonstration mécanique de la théorie des atomes électriques pour expliquer les propriétés piézoélectriques de cristaux est présentée dans un modèle de pile piézoélectrique soumis dans une note séparée (*) à la section A de la présente réunion de l’Association britannique.
- n. Je terminerai en démontrant, sans recourir à aucune hypothèse, l’affirmation faite plus haut à lafindu paragraphe3. Considéronsd’abord un allongement perpendiculaire à l’une des trois paires de côtés parallèles de l’hexagone, comme l’indiquent les flèches A, A, A... dans la figure 3. Superposons maintenant à ce système deux allongements négatifs égaux, l’un dans la direction de l’allongement initial, l’autre dans une direction perpendiculaire à celle-ci. Ces allon-
- gements négatifs indiqués par les pointes de flèches C, C, C... constituent une condensation égale dans toutes les directions, qui ne produit pas de modification de l’effet électrique du premier allongement simple. Mais elle donne comme résultante dans la direction perpendiculaire à celle de l’allongement primitif, un allongement négatif simple qui produit donc, seul, le même effet que produisait l’allongement initial seul.
- Nous voyons ainsi que si des allongements perpendiculaires aux trois paires de côtés parallèles produisent des électro-polarisations dont les axes électriques sont normaux aux allongements, des-allongements égaux dans le sens des diagonales produisent des polarisations électriques égales, mais dont les axes coïncident avec les lignes d’allongement.
- (') Voir plus loin, p. 41.
- 12. Considérons maintenant deux allongements simples dans la direction qu’indiquent les flèches dans la figure 4. Ces deux allongements produisent des électropolarisations dont les axes et les signes sont indiqués par a a et b b. La résultante de nos deux allongements est un allongement dans la direction de la ligne K'O K bissectrice de l’angle qu’ils font entre eux et de grandeur égal à \j3 fois celle de chacun d’eux, comme on le démontre aisément par la géométrie élémentaire des forces. Un allongement dans la direction K' O K n’est donc pas sans produire d’effet électrique. En réalité, il n’y pas d’axes sans piézo-électricité (« Axen fehlender Piezo-eiectricitæt »). Les trois axes ainsi dénommés par Roentgen (*) sont les lignes d’allongement dans l’expérience de Curie. On aurait pu, à première vue, s’imaginer que les six lignes correspondant à K' O K (fig. 4) soient des axes sans piézo-électricité. Au contraire, l’allongement dans la direction K' O K produit une électropolarisation qui est la résultante des polarisations égales indiquées par a a et b b, résultante bissectrice de l’angle b O a et par suite à 45° par rapport à K' O K, ligne d’allongement. En fait, un allongement dans une direction quelconque perpendiculaire à l’axe principal d’un cristal de quartz produit une polarisation électrique ; et ce n’est que lorsque deux lignes d’allongement coïncident ou sont perpendiculaires que la résultante de leurs électropolarisations peut être nulle.
- 13. Une contribution des plus importantes à notre connaissance des propriétés électriques des cristaux a été apportée par Rœntgen (2) et par Friedel et J. Curie (3), dans des investigations indépendantes prouvant que les électrifications irrégulières des arêtes de cristaux de quartz qui ont été observées par beaucoup d’expérimentateurs comme effets d’élévations de température et de refroidissements sont entièrement dues aux tensions mécaniques développées par des inégalités de température dans différentes parties du cristal. Ces phénomènes sont donc bien piézo-èlcclriques, et pas du tout « pvro-élec-
- C) Wiedemann’s Annalen, i883, t. XVIII, p. 215.
- (2) Ber. der Oberh Ges. f. Natur-und Ilcilhundc, t. XXIII.
- (’) Bulletin de la Société minéralogique de France, t. V, p. 282, décembre 1S82. Comptes rendus de l’Académie des sciences, 3o avril et 14 mai 1888.
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- triques » comme la propriété électrique de la tourmaline qui se manifeste lors du passage du cristal entier d’une température à une autre. La très importante et intéressante découverte ainsi faite par Rœntgen et par Friedel et Curie permet, comme ils l’ont établi, d’expliquer les affirmations en apparence paradoxales relatives à l’électrification d’arêtes et de facettes hémiédriques aux extrémités opposées des quatre diagonales longues des cristaux du système cubique, et des cubes de boracite, affirmations dues à des observateurs plus anciens et qui n’ont pas disparu des traités élémentaires de minéralogie, d’électricité et de physique générale.
- APPENDUM (').
- Quartz -piézoélectrique de MM. J. et P. Curie.
- Cet instrument se compose essentiellement d’une lame de quartz, sur laquelle on exerce des tractions à l’aide de poids placés dans un plateau. Cette action mécanique provoque un dégagement d’électricité sur les faces de la lame.
- La lame de quartz abc (fig. 5) est montée solidement à ses extrémités dans deux garnitures métalliques H et B. Elle est suspendue, en H, à la partie supérieure; elle soutient, à son tour, en B, à la partie inférieure le plateau et les poids, par l'intermédiaire d’une tige munie de crochets.
- L’axe optique du quartz est dirigé horizontalement, suivant la largeur a b de la lame. Les faces sont normales à un des axes binaires (ou axes électriques) du cristal. On exerce les tractions dans le sens vertical, c’est-à-dire dans une direction à la fois normale à l’axe optique et à l’axe électrique.
- Les deux faces de la lame sont argentées.
- On a tracé dans l’argenture de chaque face deux traits fins, mn,m'n, qui isolent des montures la plus grande partie de la surface. On re-
- (*) Extrait d’une brochure publiée par la Société centrale de produits chimiques.
- Voir aussi à ce sujet I.a Lumière Électrique, t. XXII, p. 57 et t. XXIX, p. 62.
- cueille l’électricité, sur ces portions isolées, à l’aide de deux lames de cuivre faisant ressort (r r, rr), qui viennent s’appuyer sur les deux faces et communiquent avec les bornes de l’appareil.
- Lorsque l’on place des poids dans le plateau, on provoque le dégagement de quantités d’électricité égales et de signes contraires sur les deux faces de la lame.
- Lorsque l’on retire des poids, le dégagement se fait encore, mais avec inversion des signes de l’électricité dégagée sur chaque face.
- La quantité d’électricité dégagée sur une face est rigoureusement proportionnelle à la variation de traction F. On a :
- . q rr o,ob3 - F.
- ' e
- L est la longueur mm’ de la partie argentée ; e est l’épaisseur de la lame.
- F est exprimé en kilogrammes et q est donné en unités C. G. S. électrostatiques.
- On a donc avantage, lorsque l'on veut avoir des effets très sensibles, à prendre une lame longue dans le sens de la traction et peu épaisse dans le sens de l’axe électrique. La dimension parallèle à l’axe optique n’a pas d’influence sur la quantité d’électricité dégagée.
- La lame de quartz est placée dans une enceinte métallique desséchée. Cette cage métallique, toutes les pièces métalliques de l’instrument et les montures de la lame de quartz sont mises en communication permanente avec la terre.
- A. II.
- Sur une pile piézo-èlectrique, par lord Kelvin (•).
- L’application de la pression aux piles voltaïques, humides ou sèches, a été suggérée comme une démonstration des propriétés piézoélectriques de cristaux, mais n’a pas donné jusqu’ici de résultats bien satisfaisants, soit par l’expérience, soit par les considérations théoriques. Tous les effets de pression observés dépendaient d’actions complexes sur les substances humides entre les métaux et les conductances électrolytiques ou demi-électrolytiques des substances. En éliminant toutes les substances, excepté l’air, d’entre les surfaces métalliques opposées de nature différente, j’ai fait la pile piézo-
- (*) Communication faite à la session de l’Association britannique, à Nottingham, le i5 septembre 1893.
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- LA L U MI ÈRE ÉLEC TRIQ UE
- 4 a
- \
- électrique qui accompagne cette communication.
- Cette pile consiste en vingt-quatre doubles plaques, chacune de 8 centimètres sur 8, formées de zinc et de cuivre soudés ensemble. Un demi-centimètre carré environ est enlevé aux quatre coins du zinc. Chaque plaque présente donc d’un côté une surface de cuivre continue, et de l’autre côté une surface de zinc laissant apercevoir les quatre coins non recouverts du cuivre. Ces plaques sont empilées en les séparant par des cales en caoutchouc placées sur les quatre cornes du cuivre. L’intervalie d’air entre les surfaces opposées de zinc et de cuivre peut avoir une épaisseur quelconque, d’un demi-millimètre à 3 ou 4 millimètres. Il faut éviter l’interposition entre les deux surfaces de petites fibres ou de poussières. A ce point de vue un intervalle d’air d’un demi-millimètre donne des ennuis que l’on n’a pas avec 3 ou 4 millimètres.
- La première et la dernière plaqüe sont reliées par des fils fins aux deux paires de quadrants de mon électromètre à quadrants, et il convient généralement de poser la plaque inférieure non isolée sur une table et de la relier métallique-mentavec la boîte extérieure de l'électromètre.
- Pour faire une expérience, il faut :
- 1° Réunir métalliquement les deux fils fins et laisser l’aiguille de l’électromètre occuper son zéro ;
- 2" Rompre la relation entre les deux fils fins et laisser tomber sur la plaque supérieure de la pile, d’une hauteur de quelques millimètres, un poids de quelques hectogrammes Ç1) ou kilogrammes. On produit une déviation étonnam? ment grande de l’électromètre. L’isolement des cales en caoutchouc doit être assez bon pour que l’aiguille ait le temps de s’arrêter avant qu’il ne se soit produit une perle appréciable. Si, par exemple, les plaques tournent vers le haut leurs surfaces de zinc, l’application du poids fait dégager de l’électricité positive sur la face inférieure de la plaque du dessus de la pile, et fait déposer cette électricité à la surface supérieure de la plaque et sur l’électrode et la paire de quadrants en communication avec elle.
- A. H.
- Ç) Nos confrères anglais impriment « décigrammes »; c’est évidemment de décagrammes ou d’hectogrammes qu’il s’agit ici.
- Forces électromotrices dans les corps en mouVement, par J.-J. Thomson (*). \
- Dans un prochain article sur une /lypolhdke de Maxwell, il sera montré que les équations données par Maxwell pour le calcul des composantes de la force électromotrice en un poin.t doivent être complétées, lorsqu’on considère les corps en mouvement, par l’addition, aux seconds membres des dérivées partielles d’une fonction par rapport aux coordonnés. Dans le cas où le régime permanent est atteint cette fonction a pour expression '
- Fît + Gr + H u1,
- u, v, w désignant les composantes suivant les axes de la vitesse du milieu ; et les composantes X, Y, Z de la force électromotrice sont alors données par les équations
- v 1 et F ci ,r _ TT ci 3
- X = c v - b w - ^ (F u + G r 4 I111’) - £
- y = aw-cu-^--È-(Fu + Gv + Uw)-^{ 0
- 7,== bu— av — — È- (Fzi + Gr + IIir) — ^ \
- a, b, c étant les composantes de l’induction magnétique et cf le potentiel électrostatique,
- Al. Thomson considère ces équations comme une simple transformation de celles de Maxwell, ce qui est incorrect. Mais cette manière de voir n’a aucune influence sur les applications qui peuvent être faites de ces équations- Aussi croyons-nous intéressant de rapporter ici les applications qu’en fait M, Thomson au cas d’une sphère, conductrice ou isolante, tournant dans un champ magnétique uniforme
- Prenons, dit l’auteur, le cas d’une sphère solide tournant avec une vitesse angulaire constante !» autour de l’axe des z dans un champ magnétique uniforme où l’induction magnétique est parallèle à l’axe des z et a pour valeur c. Nous pouvons supposer que l’induction magnétique est produite par un grand solénoïde ayant pour axe celui des 2. Dans ce cas
- F — —-cy, G = - exj II = o. a 2 7
- {) Recent Researches in Electricity and A/agnetism, p. 534-557.
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- JOURNAL UNIVERSEL D'ÉLECTRICITÉ
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- Dans la sphère tournante u = — (i)y, v = « x,
- Si le système est dans un état permanent, d F dG dH d l ’ dl ’ d t Ainsi, dans la sphère
- s’évanouissent.
- 1 d I 2 dx \ cu> (a*2 +y^) 1 _ d p j dx
- 1 d I [c w (.vs + ,rs)J d
- 2 dÿ ~ d~z’
- d p
- ~ dz‘
- Z = c ir a: —
- Y = c iry —
- Z =
- Ces équations se réduisent à
- X =
- Y =
- Z —
- et nous avons aussi
- dp
- dx*
- dp
- dy'
- d <p
- cTc’
- Quand r — R, on au — — wy, v = o> .v, Par suite :
- A
- — R5' + D —0>
- Donc
- _ (o R»R,J R,'1—R’-
- Substituant ces valeurs de u, v, dans les équations (i), nous trouvons que quand R < r < R,,
- x
- ca(.v-u*) ~
- i
- dx r*
- dp
- d x’
- Y = Z =
- l cA(.v2 + r2)
- A (.v5 f ys)
- d _t_ da)
- dy r* dy ’
- d i dp
- dz r'1 dz’
- Puisqu’il n’y a pas d’électricité libre,
- dX dY dZ_ dx + dy ’’’ dz~°'
- et nous aurons encore
- A p — o.
- Dans l’espace entourant la sphère le milieu ne doit pas se mouvoir comme un corps rigide. Le procédé par lequel sont obtenues les équations (i) ne permet pas, sans de plus amples recherches, de les appliquer au ças où la vitesse est discontinue, car dans ce procédé (voir Maxwell, § 5g8) il est supposé que les variations hx, 8/, %z sont continues et ces variations sont proportionnelles aux composantes dé la vitesse. Pour éviter toute discontinuité de la vitesse à la surface de la sphère nous supposerons que le milieu en contact se meut comme la sphère, mais que, lorsque nous nous éloignons de la surface de cette sphère, la vitesse diminue de la même manière qu’elle le ferait dans un fluide visqueux. Ainsi nous supposeronsque la sphère tournante, dont le rayon est R, est entourée par une sphère fixe de rayon R! et qu’entre les deux sphères les composantes de la vitesse sont données par
- “ = - (A é- F+ Br) ’ V = (A ée 7- + B *)' w =0
- où r est la distance au centre de la sphère tournante.
- Quand r — R,, on a u — o. v = o. Par suite
- A p — o.
- Quand r > R, le milieu est en repos et nous avons
- d d dx
- d v
- dy d <ç> d z
- et
- A 9 = Q,
- Les conditions limites satisfaites par et ses dérivées dépendent de la nature conductrice ou isolante de la sphère. Nous considérerons d’abord le cas où elle est conductrice et isolée. Dans ce cas, quand le système est dans l’état permanent, les courants radiaux dans la sphère doivent être nuis car autrement les conditions électriques à la surface de la sphère ne resteraient pas constantes
- Ainsi, en un point de la surface de la sphère, xX +sZ = o;
- ceci est équivalent à
- z = -
- A
- Rd
- + B = o
- d r,
- dv
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- où <pt est la valeur de <p à l’intérieur de la sphère tournante; par suite nous avons
- <r1 =.K)
- K étant une constante.
- Si <p2 est la valeur de <p dans la région comprise entre la sphère mobile et la sphère fixe, et <p3 la valeur de tp dans la sphère fixe, nous pouvons poser
- ce cas nous avons approximativement quand K, n’est pas infini
- P =
- I cmR",
- i c ti> R
- i5 8 ’
- M= -
- i CmR1 3 ~~T~’
- T ICWR’ y — l
- L= 3 8 ’ K = -3C“R*’
- Par suite, dans la sphère fixe intérieure, les composantes de la force électromotrice sont égales aux dérivées par rapport àx,y, z, de la fonction
- où L, M, N et P sont des constantes de Q2, l'harmonique zonale de seconde espèce ayant z pour axe.
- La continuité de © donne
- K = L +
- M R ’
- o— L -f-
- R. ’
- „_N(R/- —R») R8
- Si Kt est la capacité inductive spécifique du milieu entre les deux sphères, K2 celle du milieu au-delà de la sphère extérieure, alors, puisque la composante normale de la polarisation électrique doit être continue quand r= Rl5 nous avons
- IKP^-kIcA Q*~ 1 + _NO /îBî . 3R. V
- 3K, p r,4 K, ^ t A R(S + Ri> NQ8^R»+R,iJ5
- Résolvant ces équations nous trouvons
- cAIv, R,8 (R.“ — R"}
- 3 K, (R,» — R») + K, (2 R.H3R») CAR, R8 R,8
- 3 K, (R,5 — R") -f K, (2 R," + 3R»)
- . T c A c A(R, — R)
- M = c A, L=-r-, Iv = rr]
- P = N =
- OU
- A= —
- oi R* R,8 R,4 — R* '
- (0
- La densité superficielle de l’électricité sur la sphère mobile est
- K, c A t K, (2R,»-r3RS — 5R‘R,8; 4-3 K, (R,n—R)” 1 4* R2 i 3 K, (R,5 - R») + K, (2 R» + 3 R\ '
- Les formules précédentes sont générales, nous considérons maintenant quelques cas particuliers.
- Le premier que nous prendrons est celui où Rj —R = B est petit par i apporta R ou R,. Dans
- Par conséquent la force électromotrice ra- diale près de la surface de la sphère tournante . est
- CwRQj,
- tandis que la composante tangentielle est
- ; — cto R sin 0 cos 0.
- i
- i Ces résultats montrent que les effets produits . par des sphères non chargées tournant dans un : champ magnétique intense doivent être suffi-; samment grands pour pouvoir être mesurés. Ainsi, si la sphère se meut de telle sorte que la vitesse d’un point de son équateur soit 3XI01 unités C.G. S. et si c — io'', l’intensité maxima de la composante radiale de la force électromotrice est d’environ i/33 de volt par centi-• mèti'e et l’intensité maximum de la composante tangentielle à peu près la moitié de la précédente. Ces quantités sont tout à fait mesurables , et s’il était nécessaire on pourrait facilement les accroître, car on peut donner à c et à u des valeurs beaucoup plus grandes que celles qui viennent d’être adoptées.
- La densité superficielle de l’électricité sur la
- sphère tournante est, toujours quand - - ^— est petit,
- ----K.co>RQ9.
- 4n
- Si la sphère fixe extérieure est conductrice la force électromotrice doit devenir nulle quand r> Rj; par suite, P = o, N = o tandis que M, L, K ont les mêmes valeurs que précédemment. Dans ce cas la densité superficielle de l’électricité sur la surface de la sphère tournante est
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
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- et quand R* — R est petit,
- K,
- 1 2 7T Ô
- c (o R2 Q2.
- sont l, m, «, et si K est la capacité inductive spécifique,
- 47t<7 =: [IC(/X + m Y + «Z)],2,
- Puisque cette expression est proportionnelle à
- |, la densité superficielle doit s’accroître quand
- on diminue la distance entre la sphère fixe et la sphère tournante.
- Dans le cas général où Rj — R n’est pas petit, la densité superficielle sur la sphère tournante est
- celle de l’électricité sur la sphère fixe
- K,
- 4 71 R,2
- C AQ,.
- où le second nombre est l’excès de la valeur de K (/X+?«Y + «Z) dans le milieu extérieur sur sa valeur dans le milieu intérieur. Mais si est le potentiel électrostatique,
- 471 o- :
- :-K'
- rf a?, , d <b. , d
- d+’" 5F': ” ch
- De ces conditions et des équations (1) nous tirons
- A (?„.+ Fm f Gr+I-Iii>)=^- {cv-bw)+É~ {aw—cu)
- + JiVu-av), et
- Le potentiel électrostatique dû à cette distribution de l’électricité en un point situé à une distance r du centre des sphères est, quand
- r> Ri,
- C A
- YT
- 1 R,3 —R,
- A Qe } r3 ’
- tandis que quand r < R, il est
- Les valeurs de 9 dans ces régions sont respectivement o et une constante. Par suite cet exemple est suffisant pour nous montrer que 9 n’est pas égal au potentiel électrostatique dû à l’électricité libre à la surface des conducteurs.
- Nous pouvons regarde^ (quoiqu’il ne semble pas y avoir avantage à le faire) comme la somme de deux fonctions dont l’une, 9,., est le potentiel électrostatique dû à la distribution de l’électricité libre sur les surfaces séparant les différents milieux, et dont l’autre 9,,, peut être considérée comme due particulièrement à l’induction électromagnétique.
- Considérons le cas d’un corps se mouvant d’une manière quelconque. Alors nous devons avoir, puisqu’il n’y a pas de distribution d’électricité dans l’espace,
- A <pÉ rz: o.
- Si cr est la densité superficielle de l'électricité sur une surface de séparation en un point où les cosinus directeurs de la normale extérieure
- [K(* é + m é + d 4) (P,+FuI Gr + IIn.)]i
- = j^K (cv — bw) -j- m (aw — eu) -f n {bu — av)Q .
- Par ces équations 9,,, est parfaitement déterminé, car nous voyons que
- <?„, + Fu + Gv + llw
- est le potentiel dû à une distribution d’électricité dont la densité en volume est
- ~ T* \È{cv~bw) + ïï? <*«'-«') + Tz{bu ~ av)î
- ajoutée à une distribution ayant pour densité superficielle
- — — j/(cv — bw) + m{an> — cu)+ n {bu — .
- Ayant ainsi déterminé 9,,, et déduisant 9 par le procédé indiqué dans les précédents exemples, nous pouvons déterminer ye.
- La question de savoir si, oui ou non, les équations (1) sont vraies pour les isolants en mouvement aussi bien que pour les conducteurs mobiles, u, v, w étant les composantes de la vitesse de l’isolant, est une des plus importantes. L’exactitude de ces équations pour les conducteurs a été pleinement établie par l’expérience, mais nous n’en avons, du moins à ma connaissance, aucune vérification expérimentale pour les isolants.
- Les considérations suivantes suggéreront, je crois, qu’une étude plus approfondie est néces-
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- saire pour que nous puissions être assurés de leur validité dans le cas des isolants. Nous pouvons regarder un champ magnétique permanent comme un champ dans lequel les tubes de Faraday se meuvent, les positifs dans une direction, les négatifs dans la direction opposée, de telle sorte qu’un nombre égal de tubes positifs et de tubes négatifs passent dans le même temps à travers une certaine surface. Quand un conducteur se meut dans un tel champ, il modifie le mouvement des tubes; dans certaines portions du champ, les tubes positifs ne sont plus en même nombre que les négatifs et une force électromotrice est produite dans ces régions. Admettre l’exactitude des équations (i) quelle que soit la nature du corps mobile revient donc à admettre que son effet sur ces tubes est le même que le corps soit conducteur ou un isolant de grande ou petite capacité inductive.
- Or il est présumable que si un conducteur ou un diélectrique de grande capacité inductive peut, par son mouvement, produire un trouble considérable dans les tubes de Faraday qui traversent l’éther intérieur à ce corps et celui qui l’entoure, un effet très petit ou même nul doit être produit par le mouvement d’un corps de faible capacité inductive, comme un gaz. Par suite, il est probable que la force électromotrice due au mouvement d’un conducteur dans un champ magnétique sera beaucoup plus grande que celle due au mouvement d’un gaz animé d’une vitesse égale.
- Gomme l’un des meilleurs moyens de savoir si oui ou non les équations (i) sont vraies pour les diélectriques est de chercher l’effet d’une sphère diélectrique tournant dans un champ magnétique, nous donnons la solution d’un cas ne différant de celui qui a été étudié plus haut qu’en ce que la sphère conductrice est remplacée par une sphère diélectrique de pouvoir inducteur spécifique K0. Employant les mêmes notations, nous avons alors
- ^3K,
- ' R,1 T
- 2 R," (3 K, + 2 K„) K, - 6 K, (K, — K0) R5
- 2 (K, - K„) R° + (3 K, + 2 K„) R,5 j j
- _CK A$J_________________5 R‘ R| IC,_______)
- ~ ““ (R,3 2 (K( — K0) R" + (3 K, + 2 K0) R,c)
- Quand Ri — R est petit, cette égalité devient
- 2 K„
- P — •
- 3 3 K. + 2 K0
- Cw R».
- Dans ce cas, les composantes de la force électromotrice dans la région en repos sont donc égales aux dérivées par rapport à x,y,z de la fonction
- i 2K0 c»R‘ ft
- 3 3 Kj + 2K0 r3 y3‘
- Si on compare ce résultat à celui qu’on a trouvé pour une sphère conductrice, on voit que la force électromotrice dans le premier cas et celle dans le second sont dans le rapport de 2 K0 à 3 K2 -f 2 K0.
- Ainsi, si les équations (î) sont vraies pour les isolants, une sphère tournante diélectrique doit produire un champ électrique comparable à celui qui est dû à une sphère métallique tournante de même grandeur.
- La difficulté la plus grande des expériences avec une sphère diélectrique est qu’elle serait sans doute électrisée par le frottement, mais à moins que cette électrisation ne produise un effet beaucoup plus grand que la rotation, nous pouvons distinguer ces deux effets, puisque celui de la rotation est renversé quand on change le sens de cette rotation, ainsi que quand on renverse le champ magnétique.
- En établissant les équations (a), nous supposions que les équations (i) restent vraies pour le milieu compris entre la sphère mobile et la sphère fixe; les équations générales seront donc vraies seulement dans cette hypothèse. Cependant dans le cas particulier où la couche de ce milieu est excessivement mince, les x'ésultats seront les mêmes que le milieu soit conducteur ou non. Par conséquent, les résultats obtenus dans ce cas particulier n’apporteront aucune lumière sur la question de savoir si les équations (i) s’appliquent ou ne s’appliquent pas à un diélectrique en mouvement.
- Dans les exemples qui précèdent, le champ magnétique est symétrique par rapport à l’axe de rotation. Quand la symétrie disparaît, les difficultés augmentent. L’auteur traite le cas d’une sphère tournant dans un champ non symétrique par rapport à l’axe de rotation, mais comme huit pages suffisent à peine aux calculs qui sont nécessaires, nous ne ferons que le signaler.
- J. B.
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- FAITS DIVERS
- Il est arrivé récemment sur une ligne de tramways de Budapest, place Marie-Thérèse, un accident assez rare. Une grande tourie de benzine était tombée d’un camion et s’était brisée sur le pavé. Peu de temps après vint à passer une voiture du tramway électrique dont la prise de courant se fait, comme on sait, sur un conducteur souterrain. Une étincelle ayant jailli mit le feu à la benzine qui remplissait toutes les cavités du sol, et en peu d’instants d’immenses flammes s’élevèrent, communiquant le feu à la voiture qui s’était arrêtée et jetant la panique parmi les voyageurs. Un moment on eut des craintes pour les maisons voisines, mais le feu cessa au bout de dix minutes, faute d’aliments
- Un procédé dû à M. E. Bazin a pour but de durcir l’aluminium en lui donnant une résistance aussi grande que celle de l’acier chromé, par exemple, sans en augmenter la densité.
- Le chrome combiné à l’acier fournit un alliage d’une dureté exceptionnelle Suivant le Moniteur industriel, M. Bazin a le premier songé à ce métal pour donner à l’aluminium une résistance très grande. Toutefois, en raison de la différence des points de fusion de ces métaux, il faut prendre certaines précautions pour les réunir.
- Si l’on procède par électrolyse, on peut employer une des méthodes connues et traiter directement l’alumine ou ses sels, la cryolithe, etc., avec une quantité déterminée de chrome granulé ou avec un oxyde de chrome; on obtient nn lingot d’aluminium chromé qu’on traite et qu’on transforme par les moyens connus.
- Si l'on procède par alliage direct du chrome et de l’aluminium, on amène le plus souvent les deux métaux à la fusion dans des creusets différents, puis on les mélange dans des proportions convenables.
- La lampe à arc et à incandescence vient de faire sa réapparition. Au congrès de Chicago, M. L.-B Marks a présenté une nouvelle forme de cette lampe, qui avait d’ailleurs été essayée déjà sous une forme un peu différente. Dans la lampe Marks, les pointes des crayons entre lesquelles se forme l'arc sont placées à l'intérieur d’un manchon en verre très réfractaire. Ce manchon est hermétiquement fermé en bas, mais présente en haut un bouchon laissant passer avec un petit jeu le crayon supérieur et une petite soupape d’échappement des gaz dilatés.
- La combustion du charbon absorbe au bout d’un temps assez court l’oxygène contenu dans le manchon qui se
- remplit d'acide carbonique et d’oxyde de carbone, gaz qui, en s’échauffant, soulèvent la soupape de sûreté et s’échappent au dehors. Les rentrées d’air par le jeu laissé autour du charbon supérieur sont insignifiantes.
- Il paraît que dans ces conditions l’usure des charbons est excessivement lente, et se réduit à leur désagrégation moléculaire. L’arc n’est plus visible dès que le contenu du manchon atteint une certaine température, et l’incandescence des charbons forme alors la principale source de lumière; mais il faut que le charbon soit d'une très grande pureté.
- Avec des crayons de 12,5 mm. de diamètre et un courant de 9,5 ampères, on a constaté que l’usure du charbon positif n'excédait pas 1 centimètre par 6 heures, et que l’usure du charbon négatif est encore dix fois moindre. La dépense spécifique serait un peu supérieure à 1 watt par bougie.
- On peut objecter à cette disposition que les parois dii verre doivent se recouvrir d’un dépôt de charbon plus épais môme que dans les lampes à incandescence et que s’il en était ainsi le rendement lumineux baisserait vite. L’auteur prétend que cet inconvénient n’est pas à craindre. La pratique dira ce que vaut le nouveau système.
- Rappelons que M. Jamin avait étudié des dispositions analogues et qu’il a même indiqué l’emploi de la soupape dont se sert aujourd’hui M. Marks.
- M. Moissan a présenté dans une récente séance de l'Académie, de la part de M. Meslans, un appareil permettant suivant lui de mesurer très exactement les variations de la densité des gaz. 11 consiste dans deux sphères attachées au fléau d’une balance et plongeant l’une dans l’air, l’autre dans le gaz dont il s’agit d’apprécier les variations. M. Moissan, dont on connaît l’habileté d'expérimentateur, s’est porté garant des résultats obtenus avec cet appareil. M. Moissan dit que l’auteur a pris une série de précautions pour se tenir en garde contre les erreurs provenant des variations de pression et des changements de température. L’appareil aurait suivant lui une foule d'usages: il serait assez sensible pour mettre en évidence les changements de densité produits par le mouvement d'une colonne de gaz.
- M. Brush a trouvé un imitateur de son installation électrique actionnée par un moulin à vent; c’est M. de Rufz, dont la villa, à Saint-Lunaire, est pourvue d’une installation de ce genre.
- D’après Sciences et Commerce, elle se compose d’un moteur à vent, genre « Eclipse », de 3,40 m. de diamètre, placé sur une tour carrée en maçonnerie, à une hauteur de 10 mètres au-dessus du sol. Sa vitesse est de 25 tours à la minute par un vent de 6 mètres à la seconde. La transmission a lieu par engrenage et courroie à la dynamo, qui donne 25 volts et 20 ampères à 35o tours . envirorl.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- Un régulateur à force centrifuge actionne un conjoncteur-disjoncteur, qui ferme le courant sur 3, 6, 9 ou 12 accumulateurs, suivant la vitesse communiquée au moulin par le vent,
- La batterie d’accumulateurs est disposée par groupes de 3, et un commutateur spécial permet d’intervertir ces groupes de façon qu’ils se chargent tous également.
- Une pompe, mue par un moteur électrique, monte l’eau à un réservoir situé au sommet de la maison, d’où elle se distribue dans les appartements.
- L’éclairage comprend environ 25 lampes.
- Une station centrale d’électricité, qui est destinée à fournir du courant à plusieurs localités de la vallée de Gruyère, dans le canton de Fribourg (Suisse), vient d’être établie dans les environs de Bulle, ville de 2800 habitants. L’usine a été installée par la maison Alioth et G°, de Bâle, pour une société dont la commune de Bulle est actionnaire.
- D’après VElektrotechnische Zeitschrift la force motrice est empruntée à la rivière la Jogne, qui passe à 10 kilomètres de Bulle. Au moyen d*un barrage de 450 mètres de longueur, on a réuni un certain nombre de chutes d’eau et obtenu ainsi une chute utile de 35 à 36 mètres fournissant environ 600 litres par seconde et développant donc 200 chevaux.
- Une turbine horizontale de la maison Faesch et Pic-card, de Genève, est couplée directement avec deux alternateurs de 75 kilowatts, tournant à 420 tours par minute. La fréquence est de 49 périodes par seconde.
- La canalisation primaire part de la station pour tra verser, à 9 kilomètres de distance, le village Tour de Trême, où se trouve un transformateur. Puis la ligne se divise en deux branches dont l’une, d’un kilomètre de longueur, se rend directement à Bulle, tandis que l’autre conduit au village de Montbarry, à 2,5 kil., où se distribuent 20 kilowatts. Une prolongation de la ligne va de Bulle à Marsens, à 4,5 kil., et y transmet 35 à 40 kilowatts. Enfin, une ligne assez courte relie directement le village de Charmey à la station centrale.
- Toutes ces lignes sont constituées par des fils de cuivre nus sur poteaux. La tension primaire est de 3ooo volts, avec une perte de 10 0/0 entre la station et Bulle, et de 5 0/0 entre-Bulle et Marsens.
- Le réseau secondaire à Bulle, qui est également aérien, est calculé pour 35 kilowatts. La tension est réduite à 120 volts par des transformateurs qui alimentent une cinquantaine de lampes de 25 bougies pour l’éclairage public, de plus l’éclairage privé et quelques moteurs. Ceux-ci sont des moteurs diphasés â champ tournant.
- \
- La Société générale d’électricité de Berlin, a, paraît-il, des intérêts dans la nouvelle Compagnie qui vient d’être formée à Berlin, au capital de 7 5oo 000 francs, à l’effet
- d’introduire la traction électrique sur les lignes de tramways de Madrid.
- M. Henri Moissan a employé l’arc électrique pour l’étude de la cristallisation du bore et des composés carbonés du bore et du silicium. Il a rappelé, dans une récente séance de l’Académie, que si l’on soumet le diamant à l’action de l’arc électrique, cette substance se transforme en graphite après foisonnement. Il a pratiqué cette expérience sur un diamant pesant plus d’un gramme. Mais dans le four électrique, où la température est plus élevée, le diamant se brise, ou plutôt se clive, et chaque parcelle foisonne; le résultat est de la poudre de graphite, qui, traitée par^ l’acide azotique et le chlorate de potasse, se transforme en oxyde graphitique. Au-dessous de 2000° le diamant n’est pas modifié. Le bore, au contraire, ne fond pas; il se volatilise dans l’arc et fournit des corpuscules noirs, arrondis, brillants, constitués aux dépens des électrodes par du borure de carbone.
- M. Moissan étudie particulièrement aujourd’hui le sili-ciure de carbone. Il rappelle que ce corps a été obtenu pour la première fois par MM. Schützenberger et Colson. En plaçant dans le creuset du four électrique du silicium cristallisé et du carbone pur, M. Moissan a préparé des cristaux de siliciure de carbone. En présence du fer, le silicium et le bore se dissolvent et se combinent à la température de l’arc électrique; puis en traitant le culot par les acides on extrait le siliciure de carbone, qui, dans cet état, est impur et se présente en cristaux colorés ; mais en faisant réagir la vapeur de silicium sur la vapeur de carbone, on obtient des cristaux transparents en forme d’aiguilles. Si quelquefois ce corps apparaît sous l’aspect de cristaux colorés en vert ou en bleu, cela tient à la présence du bore, dont il est très difficile de débarrasser les électrodes constituées par du charbon aggloméré à l’acide borique. C’est un composé très stable dont la densité est 3,i. Sa dureté est extrême, il raie le fer chromé, le rubis, le diamant; il est inattaquable parles acides. M. Moissan expliquepar la formation facile du siliciure de carbone, dont la propriété est de rayer le rubis, l’illusion des expérimentateurs qui ont cru avoir préparé le diamant par volatilisation du carbone. Le caractère véritable du diamant artificiel doit être de brûler dans l’oxygène en donnant quatre fois son poids d’acide carbonique. Tant que cette preuve n’a pas été donnée, on ne peut rien conclure.
- Industries and Iran apprend que la General Electric Company vient d’acheter la fabrique de lampes à incandescence de la Compagnie Brush, â Ilammersmith, et qu’elle y installe un matériel suffisant pour produire un million de lampes par an.
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- A.
- La Société générale d’électricité de Berlin a acquis le matériel de la Compagnie de tramways de Dantzig, et va remplacer la traction par chevaux par la traction électrique.
- Cette môme Société va fournir aux tramways de Halle le matériel nécessaire pour équiper toutes leurs voitures électriquement.
- M. Rob. Weber publie dans les Archives des sciences physiques et naturelles une étude expérimentale sur la capacité inductive spécifique de divers corps. La méthode employée consiste à comparer les charges d’un môme condensateur d’abord rempli d’air, puis du corps à étudier avec celle d’un petit condensateur auxiliaire formé d’un tube à réactif argenté.
- M. Weber obtient des nombres assez différents de ceux publiés jusqu’ici sur le pouvoir inducteur de l’eau et d’autres liquides, il trouve aussi que dans quelques cas la capacité varie avec la différence de potentiel employée.
- Signalons comme causes d’erreur l’emploi du condensateur auxiliaire en verre donnant des charges résiduelles et la faible différence de potentiel employée, 5 à 6 volts. D’autres observateurs se sont servis de ioo à 3ooo volts.
- Dans une réunion qui a eu lieu en juillet dernier à San Francisco, il a été décidé que sous le titre d’Exposition hivernale et internationale de Californie une exposition universelle serait ouverte à San Francisco entre le ierjan-janvier et le 3o juin 1894. A cette exposition sont spécialement conviés les industriels qui se trouvent actuellement groupés à Chicago,
- Les organisateurs vantent le climat particulièrement doux de la Californie; ils énumèrent les attractions qui seront offertes aux visiteurs. Notons que la Chine, repré-tée en Californie par 40000 de ses sujets, a souscrit 400000 francs pour la création d’un village chinois avec pagodes et temples, marchés publics, industriels de tous genres, théâtres, en un mot, d’un village donnant une fidèle représentation de la vie chinoise.
- Il va sans dire que l’électricité jouera, comme dans toutes les expositions actuelles, un rôle prépondérant.
- Il est question de l’établissement d’un tramway électrique entre la ville de Porto et la Villa Nova de Saya, où se trouvent presque toutes les grandes maisons exportatrices de vins en Angleterre. Une première ligne ayant
- 10 voitures en service serait mise en service d’ici peu ; sur cette ligne se trouvent des rampes allant jusqu’à
- 11 0/0. Le matériel comprendrait des chaudières Collet, des machines à vapeur Farcot et des dynamos génératrices Thomson-Houston.
- Un projet s’élabore pour la construction entre Nancy et Dombasle d’un tramway électrique à ligne aérienne comme celui de Marseille.
- Eclairage électrique.
- Il est question, très sérieusement paraît-il, d’éclairer à la lumière électrique tout Constantinople et tout le Bosphore, depuis Cavak jusqu’au village de San Stefano sur la mer de Marmara. Le projet en a été conçu par un ingénieur grec qui a étudié en Amérique. Il consisterait à utiliser en trois points différents le rapide courant du détroit pour faire mouvoir de puissantes turbines qui actionneraient des dynamos. Les points choisis §ont Arnaout-Keïn, Candilly et la pointe du Sérail.
- Le projet a paru très réalisable en bon lieu, car les fonds auraient été faits par une société de financiers, et une demande de concession adressée à la Porte, qui sans perte de temps a nommé une commission chargée de lui faire un rapport détaillé. L’intention du gouvernement turc est, à ce qu’on assure, de mener très promptement cette affaire.
- La vieille et endormie Stamboul donnant à l’Europe occidentale le spectacle d’un tel brio à s’élancer dans la carrière du progrès, n’est-ce pas tout ce qu’il y a au monde de plus inattendu > Mais n’oublions pas que le vrai peut quelquefois paraître invraisemblable.
- La construction de l’usine d’électricité de Nice est poussée activement, et l’on pense que les machines pourront être installées au jour fixé.
- Pour la première année, dit la Cote des valeurs, on ne placera, paraît-il, que quarante-huit lampes, les finances de la ville ne permettant pas une dépense plus forte : chaque lampe coûte, en effet, plus de mille francs. Ces becs seront ainsi disposés : vingt-huit sur l’avenue de la Gare ; treize sur la place Masséna et sept dans la première portion des jardins, sur le Paillon.
- Chaque lampadaire portera une lampe à arc électrique et deux becs de gaz, car la nouvelle lumière s’éteindra à une heure du matin. Si ce premier essai donne de bons résultats, la municipalité remplacera peu à peu, selon ses ressources, la lumière du gaz par l’électricité dans toutes les rues comprises sur le parcours inscrit au cahier des charges de la concession de la lumière électrique.
- Les eaux de la Garonne subissent en ce moment une baisse qui occasionne le chômage d’un certain nombre d’usines riveraines du fleuve. Le fait, pour n’êlre pas sans précédent, est néanmoins fort rare dans les annales de Toulouse, puisque de mémoire d’homme il se serait produit une seule fois.
- Cet événement imprévu cause une véritable émotion
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- dans la population ouvrière. Plusieurs de nos confrères annoncent que le maire de Toulouse, après une conférence avec les ingénieurs et administrateurs de la Société d’électricité du Bazacle, qui lui ont exposé que sur quatre turbines qui sont habituellement en mouvement, une seule pouvait être actionnée en ce moment, et encore d’une façon intermittente, a résolu de renoncer momentanément à l’éclairage électrique des voies publiques. La Société d’électricité a de son côté informé ceux de ses abonnés auxquels elle fournit la force motrice et l'éclairage, qu’elle cesserait de les leur fournir à partir de 4 heures du matin jusqu’à 6 heures du soir. Elle compte, avec ces dispositions, pouvoir éclairer ses abonnés et assurer l’éclairage d’une partie des voies publiques. Pour l’éclairage des autres voies on aura recours au gaz Dans le cas où la mesure prise par la municipalité paraîtrait insuffisante, elle serait étendue à tout le réseau électrique jusqu’au moment où la recrudescence du fleuve permettrait de recourir de nouveau à l’usage de l’éclairage électrique.
- The Eleclrician apprend qu’un très important projet de distribution d’énergie électrique a été soumis au Conseil municipal de la ville de Lausanne,
- On se propose d’emprunter d’abord 1200 chevaux à la rivière La Grande-Eau, près d’Aigle, à 40 kilomètres de Lausanne. Cette puissance servirait à alimenter environ 5ooo lampes de 16 bougies, et, pendant le jour, à pomper de l’eau pour la distribution de la ville. Le surplus de force motrice disponible serait employé à actionner des moteurs de tramcars et des moteurs d’ateliers.
- La Compagnie aragonaise d’électricité est en formation pour éclairer la ville de Saragosse, sous la direction de M. Nicolas Palacios et avec le concours de la Société générale d’électricité de Berlin. Il est, dit-on, question d’utiliser une force motrice hydraulique de 700 chevaux, située à trois kilomètres de la ville et d'employer les courants alternatifs polyphasés sous une tension de 2000 volts.
- la prétention de la South African de vouloir établir ses lignes, ses stations et son personnel sur le territoire portugais.
- Le service télégraphique aux grandes manœuvres de corps d’armée a fonctionné activement depuis le premier jour. Il se compose, d’après la Revue des Postes et Télégraphes, de trois sections: l’une attachée à l’état-major général, commandée par M. Géraud, et les autres à l’état-major respectif de chaque corps d’armée et dirigées par MM. Lheureux et Guire. Ces trois sections sont placées sous l’autorité de M. Montillot, directeur de télégraphie militaire; elles sont reliées entre elles par des lignes provisoires posées le long des routes.
- Le point d’attache de ces diverses sections avec le réseau général est le bureau de l’état-major le plus rapproché, ou la voiture télégraphique, qui est ellç-mème reliée au réseau général. Dans aucun cas la télégraphie militaire ne doit couper un fil international, et l’Administration veille à l’exécution de ses instructions prises d’accord avec le ministère de la guerre.
- Chaque section de télégraphie militaire comprend environ soixante hommes, dont vingt manipulants, commandés par un chef de section, un sous-chef de section et un chef de poste.
- Les ouvriers télégraphistes, mobilisés pour la circonstance, touchent une indemnité de route de 2,5o fr. par jour. C’est peu, dit notre confrère, si l’on considère qu’ils doivent vivre avec cela sur le pays et dans un moment où tout est à un prix élevé.
- Un de nos confrères qui a vu ces ouvriers à l’œuvre dit à propos des manœuvres des 2" et 3" corps d’armée :
- « On n’imagine pas avec quelle habileté, quelle ingéniosité ils arrivent à tendre leurs fils à travers tous les obstacles, et à tisser, autour du quartier général pour centre, une trame légère et presque invisible, destinée à porter les ordres du commandant supérieur jusqu’aux extrémités de l’armée en marche. C’est tout simplement merveilleux ».
- Télégraphie et Téléphonie.
- On écrit de Lisbonne que le contrat de concession des télégraphes de l’Afrique orientale est définitivement signé; c’est la Compagnie du Zambèze qui est l’adjudicataire.
- La Compagnie s’oblige à construire un câble sous-marin depuis Quilimane jusqu’à Mozambique, et une ligne terrestre de Tête au Zumbo avec un branchement vers le Nyassa Elle s’oblige aussi, en traversant le territoire portugais, à raccorder avec son réseau les lignes existantes ou qui viendraient à être construites sur le territoire anglais, et qui aboutiront à la frontière portugaise, au Nord ou au Sud; Cette dernière clause détruit
- Le gouvernement russe projette l’établissement d’une ligne téléphonique entre les deux Villes finlandaises d’Abo et de Wiborg, dont la distance à vol d’oiseau est de 460 kilomètres. Cette ligne, qui aura une grande importance au point de vue stratégique, suivrait le bord de la baie de Finlande; elle serait construite pour le compte du gouvernement. Les frais de construction sont évalués à 100,000 francs.
- Imprimeur-Gérant : V. Nory.
- Imprimerie de la Lumière Électrique. — Paris. 3», boulevard des Italiens.
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- La Lumière Electrique
- r JL
- Journal universel d’Électricité
- 31, Boulevard des italiens. Paris
- Directeur : Dr CORNÉLIUS HERZ
- XV ANNÉE (TOME L) SAMEDI 14 OCTOBRE 1893 N° 41
- SOMMAIRE. — Sur le plan de polarisation des oscillations hertziennes; A. Righi. — Redresseur de courants alternatifs pour la charge des accumulateurs (système Pollak) ; Ch. Jacquin. — La propagation de la lumière dans les métaux; C. Raveau. — Applications mécaniques de l’électricité; Gustave Richard. — Chronique et revue de la presse industrielle: — Commutateur téléphonique Clark. — Phasemètre de la Société générale d’électricité. — Lampe de mine Vorster. — Pile au nitrate Schrewsbury et Dobell. — Mode d’appui des plaques d’accumulateurs. — Commutateur Linders. — Télégraphe multiple Wicks. — Procédé pour augmenter la facilité de transmission par les câbles sous-marins de grande longueur, par MM. Siemens et Halske. — Ampèremètre Weston. — Eclairage électrique des trains de chemins de fer en Italie, par M. Emilio Piazzoli. — Téléphonie océanique, par Silvanus P. Thompson. — Revue des travaux récents en électricité : Sur le pouvoir inducteur spécifique des corps et sur leurs indices de réfraction, par Stefano Pagliani. — Sur les oscillations de la foudre et des aurores boréales, par John Trowbridge. — Sur la rotation magnéto-optique, par Andrew Gray. — Variétés : Les théories de la lumière, par M. R.-T. Glazebrook. — Faits divers.
- SUR LE PLAN DE POLARISATION
- DES OSCILLATIONS HERTZIENNES
- Mon but est de compléter dans cet article les résultats que j’ai publiés récemment et que j’ai pu vérifier de nouveau.
- J’ai repris tout d’abord les expériences de réflexion avec l’appareil de la figure i de mon premier article sur ce sujet (1).
- Laissant de côté le soufre, qui ne m’avait donné que des résultats incertains, j’ai employé comme réflecteur le cuivre, en donnant au miroir des dimensions beaucoup plus grandes que dans les premières expériences. Les dimensions de ce miroir sont de 120 centimètres sur 40 centimètres et il est placé de façon que la plus grande dimension soit parallèle au plan de réflexion. On peut ainsi utiliser dans toute sa section le faisceau de radiations qui émane du réflecteur parabolique de l’oscillateur, même lorsque l’incidence est très grande.
- Après avoir donné à l’angle d’incidence la valeur constante de 720 environ, on tourne alternativement de 90° le miroir et le résonateur, de façon à ce que la vibration électrique incidente devienne tour à tour parallèle ou perpendiculaire
- (') La Lumière Electrique n" 35, t. XL1X, page 400
- au plan d’incidence. Les étincelles du résonateur sont toujours plus vives dans le premier cas que dans le second. C’est précisément là le résultat que j’avais obtenu dans les premières expériences, résultat qui conduirait à admettre que la radiation émise par l’oscillateur se comporte comme un rayon lumineux dont le plan de polarisation est parallèle à la direction de la force électrique ou perpendiculaire à celle de la force magnétique.
- Dans la théorie électromagnétique de la lumière, en admettant certaines hypothèses très vraisemblables, pour les- conditions relatives aux surfaces de séparation de deux corps différents, on trouve que si une radiation électromagnétique se réfléchit ou se réfracte, elle doit se comporter comme un rayon lumineux dont le plan de polarisation est perpendiculaire à la direction des perturbations électriques. Les résultats obtenus dans mes expériences sur la réflexion métallique seraient donc en contradiction avec la théorie.
- Pour cette raison j’ai cru nécessaire d’étudier aussi quelques diélectriques.
- J’ai employé de préférence, pour pouvoir obtenir facilement des formes très différentes, une paraffine de qualité inférieure, parfaitement blanche, homogène et très transparente ; son point de fusion est 5o°,5.
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- J’ai déterminé tout d’abord l’indice de réfraction de cette paraffine pour les oscillations électriques données par mes appareils et dont la longueur d’onde est de 7,5 centimètres. Dans ce but j’ai fait avec elle un prisme équilatéral de 20 centimètres de hauteur et dont les bases triangulaires ont environ 37 centimètres de côté, puis j’ai mesuré la déviation produite sur les vibrations électriques.
- Pour faire cette mesure on place le prisme sur un disque horizontal pouvant tourner dans son plan sur le bord duquel on avait fait une graduation pour la mesure de l’angle d’incidence.
- °0
- Fig. 1
- Le résonateur était porté par un bras mobile ayant une deuxième graduation, destinée à mesurer l’angle de déviation; on le déplaçait jusqu’à ce que les étincelles atteignissent le maximum d’intensité.
- L’opération était facilitée en donnant au résonateur une position oblique, en le tournant autour de son axe (parallèle à la direction des radiations qui lui arrivaient (') jusqu’à ce que les étincelles fussent sur le point de disparaître. On ne voyait ainsi que quelques faibles étincelles lorsque le résonateur était placé de manière à recevoir en plein la radiation réfractée par le prisme. Enfin une grande lame métallique ayant une ouverture rectangulaire de 18 centimètres
- (*) l.a Lumière Électrique, rr 26, t. XLVtll. p. GoX
- sur 3o centimètres, était placée contre la face d’émergence du prisme.
- J’ai obtenu comme moyenne de plusieurs mesures n = 1,4 pour l’indice de réfraction de la paraffine pour des radiations de 7,5 centimètres de longueur d’onde; l’angle de polarisation est donc de 54° 27' 44".
- Il résulte de ces valeurs qu’il n’est pas possible d’obtenir un rayon polarisé circulairement (1) avec deux réflexions dans un prisme de paraffine analogue au parallélipipède de Fresnel, mais qu’il faut au moins trois réflexions.
- J’ai réalisé cette expérience avec un grand prisme de paraffine pesant environ 22 kilos, haut de 20 centimètres et ayant pour base un trapèze isocèle dont les dimensions ont été calculées de la même façon que celle d’un parallélipipède de Fresnel destiné à polariser circulairement la lumière par réflexion totale (2).
- (*) J’ai montré précédemment (Lum. èlect. p. 405) comment on peut obtenir un rayon de force électrique à vibrations circulaires ; il ne sera pas inutile d’expliquer ici quelle est sa nature. Supposons que deux ondes électromagnétiques planes se propagent en même temps dans une même direction à l’intérieur d’un diélectrique et que pour chaque onde la force électrique ait une direction constante etune intensité variant suivant la loi sinusoïdale. Ces deux ondes représenteront deux ondes lumineuses polarisées de lumière simple. Supposons de plus que les deux ondes ne diffèrent l’une de l’autre que pour être les directions des forces électrique et magnétique sur l’une respectivement perpendiculaires aux forces correspondantes sur l’autre, et qu’il existe entre les deux ondes
- TT
- une différence de phase de — > c’est-à-dire que lorsque sur l’une des ondes la force électrique est maximaelle est nulle sur l’autre. L’onde résultante sera à vibrations circulaires. Or,, il est facile de démontrer, par exemple en partant des équations de Hertz, que sur l’onde résultante la force électrique et la force magnétique ont des intensités constantes et que leurs directions, tout en restant toujours perpendiculaires entre elles, tournent uniformément autour de la direction de propagation. La durée d’un tour est égale à la période des oscillations composantes. Un rayon à vibrations circulaires est donc un champ tournant, en même temps électrique et magnétique qui se propage avec la vitesse V de la lumière.
- Si pour un instant donné et en chaque point d’une droite parallèle à la direction de la propagation on imagine de représenter en grandeur et direction les forces électriques qui y existent, les extrémités de toutes ces droites formeront une hélice dont le pas est égal à la longueur d’onde. De même pour la force magnétique. Pour avoir la représentation analoguedes forces après un intervalle de temps t il suffit de supposer les hélices déplacées d’une quantité / V dans le sens de la propagation.
- (8) Bu.i.kt, Optique physique* t. Il, p. 112.
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- Les bases du trapèze ont 83 centimètres et 49 centimètres de longueur; sa hauteur est de 19,5 centimètres et les côtés non parallèles font avec la grande base des angles de 48° 33'.
- Les radiations émises par l’oscillateur (placé très près du prisme) entrent par une des faces inclinées sous l’influence normale, se réfléchissent sur la face correspondant à la grande base, puis sur celle correspondant à la petite base, puis encore sur la grande, et sortent enfin normalement par la deuxième face oblique.
- Si le prisme est disposé de manière à ce que les vibrations électriques qui lui arrivent soient inclinées de 45° sur le plan de réflexion, le résonateur placé devant la face d’émergence du prisme, donne des étincelles qui ont une fréquence et une intensité sensiblement constantes quelle que soit l'orientation du résonateur; or c’est précisément ce qu’on doit observer si, par suite des trois réflexions totales, le rayon émergent est devenu un rayon à vibrations circulaires.
- J’ai ensuite fait faire une plaque de paraffine en remplissant de cette substance une boîte en bois de 5o, 3o, et 6,6 centimètres de dimensions et destinée à être employée comme réflecteur en place de la lame SS de la figure 1. On donnait à l’angle d’incidence une valeur de 54° environ. Par suite de son épaisseur, la lame de paraffine fut évidemment montée d’une façon un peu différente de celle indiquée sur ladite figure.
- Bien que l’intensité des radiations électriques réfléchies soit beaucoup plus petite dans le cas de la paraffine que dans celui des métaux, j’ai pu constater avec certitude que la paraffine agit à l’inverse des métaux, c’est-à-dire que la radiation réfléchie est plus intense lorsque les vibrations électriques incidentes sont perpendiculaires au plan de réflexion que lorsqu’elles lui sont parallèles.
- Dans les expériences décri tes dans mon premier article relativement à la réflexion sur le soufre, ce corps donna des résultats incertains (dans un cas il parut même se comporter comme les métaux), ce qui, en partie du moins, est une conséquence de la faible intensité des radiations réfléchies. Je suis arrivé dernièrement à obtenir des effets plus marqués, et j'ai constaté que le soufre se comporte comme la paraffine. Le bois (planche de sapin), même s’il est recouvert d’un papier trempé dans l’eau, se comporte de la même
- façon. L'intensité des radiations réfléchies augmente beaucoup lorsqu’on place sur le bois une feuille de papier trempé et en particulier si le papier a été trempé dans de l’eau acidulée.
- J’ai voulu ensuite étudier les radiations réfractées; dans ce but, j’ai construit un appareil ayant l’apparence d’une pile de lames analogues à celle qu’on emploie pour polariser et analyser la lumière. Voici la description de l’appareil qui a fonctionné parfaitement dès les premiers essais :
- Dans un fort cercle de bois (fig. 2), représenté vu de côté en B et vu de face en Bj B2, dont le diamètre est de 56 centimètres, et la hauteur ht de i3 centimètres, on a fixé deux planches de
- Fig. 2
- bois dont l’une se voit en M N sur la figure 1 et l’autre en Mt Nlt Mj N2 sur la figure 2. Ces deux planches portent trois plaques de paraffine a b, a1bl, a2b2, contenues dans un châssis de bois. Leurs dimensions sont 5o, 20 et 5 centimètres et la distance entre chaque lame est de 20 centimètres.
- L’inclinaison des plaques est telle qu’un rayon parallèle à l’axe du cercle y arrive sous l’incidence de polarisation.
- L’appareil est placé devant l’oscillateur A, dont le miroir n’a pas été représenté sur la figure.
- Les radiations électriques, après avoir traversé les trois lames, arrivent au résonateur D. Entre B et D est placé un diaphragme métal lique C ayant une ouverture circulaire de 19 cen*
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- timètres de diamètre. Les distances des différents appareils étaient les suivantes :
- AB = 56 cent., BC=40cent., CD=i8cent.
- Les appareils étant disposés comme sur la figure, les vibrations électriques sont parallèles au plan de réfraction, et il suffit de faire tourner de 90° dans son plan le cercle B pour qu’elles deviennent perpendiculaires à ce plan. J’ai ainsi constaté que l’intensité des étincelles du résonateur est très différente dans les deux cas et qu’elle est plus grande lorsque le cercle est placé comme sur la figure 2.
- Ici encore, comme pour la réflexion sur la paraffine et sur le soufre, et contrairement à ce que l’on déduit dés expériences sur laréflexion métallique, la radiation électrique se comporte comme un rayon lumineux dont le plan de polarisation est perpendiculaire à la direction de la force électrique.
- L’expérience suivante, plus facile encore à répéter, donne un résultat analogue. Si l’on fait tourner le cercle B de 45° seulement, les étincelles seront encore visibles et elles deviendront plus vives si l’on fait tourner le résonateur autour de son axe de rotation dans le sens de la rotation imprimée au cercle, tandis qu’elles s’affaibliront et disparaîtront même par une rotation opposée du résonateur.
- Conclusions
- Mes expériences sur la réflexion métallique des oscillations de Hertz, expériences dont les résultats sont opposés à ceux obtenus précédemment par Trouton et Klémencic, conduiraient donc à admettre que le plan de polarisation des oscillations électriques est perpendiculaii-e à la direction de la force magnétique, c’est à dire parallèle à celle de la force électrique.
- Les expériences de réflexion et de réfraction dans les diélectriques conduisent au contraire à admettre que le plan de polarisation des oscillations hertziennes est perpendiculaire à la direction de la force électrique.
- Ce second énoncé étant d’accord avec les résultats théoriques alors que le premier est en contradiction, il me paraît logique de considérer le second comme vrai, sous réserve toutefois d’étudier encore les phénomènes, et particuliè-
- rement celui de la réflexion des oscillations de Hertz sur les métaux, dans l’espoir de découvrir la cause de la façon exceptionnelle dont elles se comportent (*).
- A. Rigiii.
- REDRESSEUR DE COURANTS ALTERNATIFS POUR LA CHARGE DES ACCUMULATEURS (système poi.lak)
- Dans toutes les branches de la science appliquée, le même phénomène se reproduit presque invariablement. Les appareils ébauchés par les premiers inventeurs, ne fournissant pas des résultats très satisfaisants, sont complètement abandonnés et l’on se lance à la recherche de la solution désirée en suivant des voies tout à fait différentes ; après avoir créé nombre d’appareils ingénieux autant que compliqués, on s’aperçoit, grâce aux progrès techniques accomplis dans l’étude de la question, que la première idée était la plus simple et peut parfaitement résoudre le problème moyennant quelques modifications de détail.
- En électricité surtout, le fait est facile à observer. Pour ne citer que des exemples récents, les dynamoteurs transformant en courants continus les courants alternatifs ou polyphasés, que nous avons décrits dernièrement, sont basés sur un principe semblable à celui des robinets électriques de Cabanellas, appareils imaginés en 1881 et qui passèrent presque inaperçus à l’époque. On est resté également plus de dix ans sans utiliser les brevets Faure relatifs à l’emploi d’une enveloppe en feutre pour enfermer la matière active des accumulateurs et l’empêcher de se désagréger. Actuellement, après avoir essayé toutes les formes possibles de grillages et de quadrillages, on revient à l’idée de mettre les plaques dans un sac poreux qui retienne la pâte d’oxyde tout en laissant passer l’eau acidulée. C’est, ainsi que les accumulateurs Tommasi employés pour l’éclairage des voitures aux chemins de fer Paris-Lyon-Méditerranée ont leurs plaques recouvertes d’une enveloppe de celluloïd percée de trous très fins. De son côté, la Société pour le travail électrique des métaux expéri-
- C) Rendiconli délia R. Accadcmia dei lincel.
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- mente des plaques enveloppées d’une feuille de feutre d’amiante.
- Ce n’est pas d’aujourd’hui non plus que date l’idée de redresser les courants alternatifs dans le but de les utiliser pour les opérations électrolytiques ou pour d’autres applications exigeant des courants qui soient toujours de même sens. La première machine électrique, celle de Clark, était munie d’un collecteur composé de deux demi-bagues ou coquilles reliées chacune à l’un des pôles de la machine à courants alternatifs Sur ces coquilles venaient frotter deux balais. Le collecteur étant monté dans le prolongement de l’axe de l’induit, le changement de coquilles sous les balais s’effectuait juste au moment où le courant changeait de sens, et par conséquent les balais recueillaient toujours des courants de même sens. Il est à remarquer qu’au moment où les balais touchaient à la fois l’une et l’autre coquille, c’est à dire deux fois par tour, les bobines de la machine étaient mises en court circuit.
- Dès que l’on sut produire des courants pratiquement continus au moyen du collecteur Gramme, les courants redressés furent complètement abandonnés. Dans ces derniers temps, les courants alternatifs ayant reconquis la faveur des électriciens, on a cherché de nouveau à les redresser, en ayant le plus souvent comme objectif la suppression de la dynamo excitatrice d’un alternateur. Pour remplir ce but, il a suffi de modifier très légèrement le commutateur à coquilles de la machine de Clark en utilisant toujours le principe qui consiste à mettre en court circuit pendant un certain temps les bobines de l’alternateur au moment où les courants changent de sens. La force électromotrice étant voisine de zéro lorsque la commutation s’effectue, les balais ne donnent que peu d’étincelles.
- Quoiqu’il soit possible d’employer dans la plupart des cas des courants redressés à la place des courants continus, on donne presque toujours la préférence à ces derniers, parce qu’ils présentent plus de simplicité.
- Il n’y a qu’un cas où le redressement des courants alternatifs soit vraiment intéressant, c’est pour la charge des accumulateurs. Si l’on arrive à rendre possible ce genre d’application, on enlève aux courants alternatifs un des plus graves inconvénients qui leur aient été reprochés.
- Des travaux récents ont fait voir qu’il n’était
- pas impossible, en se plaçant dans certaines conditions particulières, d’obtenir avec des courants alternatifs employés directement des phénomènes d’électrolyse réelle. Il ne s’agit toutefois que d’expériences de laboratoire; l’électro-lyse est beaucoup trop faible et trop lente pour être susceptible d’applications industrielles. Il semble au premier abord beaucoup plus simple d’effectuer la charge des accumulateurs avec des courants alternatifs redressés au moyen d’un commutateur; mais dans ce cas il ne suffit pas d’un courant redressé, dont la force électromotrice E varie depuis o jusqu’à une valeur maxima, comme on l’obtiendrait avec un commutateur ordinaire mettant les bobines de l’alternateur en court circuit pendant un temps très court. Il faut avoir une force électromotrice E toujours supérieure à la force contre-électro-motrice E' de la batterie. Un commutateur qui coupe le circuit de la dynamo pendant un certain temps peut, seul remplir ces conditions. On pourrait croire qu’un tel appareil est facile à réaliser ; cela est vrai en théorie, mais quand on passe à l’exécution on reconnaît rapidement qu’il est très difficile de construire un commutateur comportant plusieurs centaines de ruptures de circuit par minute sans production de fortes étincelles qui en rendent le fonctionnement impossible. M. Pollak est pourtant arrivé, grâce à quelques dispositifs particuliers, à établir un appareil industriel d’une marche régulière et pratique.
- L’organe essentiel de l’appareil Pollak est un commutateur monté dans le prolongement de l’axe d’un moteur synchrone qui fonctionne avec un courant alternatif de même phase que celui que l’on veut redresser. Le commutateur se compose d’autant de segments qu’il y a de pôles au moteur; si par exemple ce dernier a 8 pôles, il y aura 8 segments disposés à la périphérie, du commutateur, comme il est indiqué schématiquement sur la figure i. Ces segments n’occupent pas chacun le huitième de la circonférence, car il existe un intervalle assez grand entre chacun d’eux. Les segments i, 2, 3 et 4 sont groupés en quantité sur une couronne Al, fixée sur l’axe et reliée à l’un des fils S d’arrivée du courant alternatif. L’autre fil R du circuit à courant alternatif est réuni à la couronne N, calée également sur l’axe et dont les segments
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- 5,6, 7 et 8 alternent avec ceux de la couronne M. Les deux balais F et G, qui frottent sur 2 touches successives telles que 1 et 5, sont reliés aux fils KL conduisant au circuit d’utilisation.
- Il résulte de cette disposition qu'à chaque instant 4 des segments sont reliés au pôle positif du circuit alternatif et 4 au pôle négatif ; mais cette polarité change tous les huitièmes de tour. Si à un moment donné les touches 1,2,3,4 sont positives, lorsque le moteur synchrone et par suite le commutateur auront accompli une rotation d’un huitième de tour, ce seront les
- touches 5, 6, 7,8 qui seront devenues positives; mais à ce moment le commutateur s’étant déplacé, le balai G qui frottait primitivement sur la touche 1 appuiera alors sur la touche 5 ; sa polarité ne changera donc pas ; il en sera de même poùr le balai F. Par conséquent, les balais F et G recueilleront des courants toujours de même sens.
- Si la force électromotrice alternative qui pénètre dans le commutateur en R S est supposée sinusoïdale, la force électromotrice recueillie aux balais aura la forme générale d’une succession de demi-sinusoïdes toujours positives. AfgC, puisC/jgyB (fig. 2), et ainsi de suite. Mais lors-
- qu’il s’agit de charger des accumulateurs, il est inutile et même impossible d’utiliser la courbe de la force électromotrice redressée dans toute son étendue, puisque la force électromotrice de charge E doit toujours être supérieure ou au moins égale à la force contre-électromotrice E'. Si l’on représente cette dernière par la ligne de niveau MN, les parties /g et fx gx sont seules utilisables. Il est donc nécessaire que la prise de courant par les balais ne commence pas avant les points F et Fj, et ne se prolonge pas au-delà des points G et G,. On a même intérêt à ce que la fermeture et la rupture du circuit se produisent exactement aux époques F ou F, et G ou G,, parce qu’en ces points la force électromotrice E étant égale à la force contre-électromotrice E' la rupture ne donnera lieu à aucune étincelle aux balais. De plus, si le contact des balais se produit | pendant une périodë inférieure à F G ouF^j, la quantité d’énergie emmagasinée sera inférieure à l’aire F J g G ou Fj/j g1 G1; et par conséquent la charge sera moins rapide. On règle la durée G G F, ou G, B F de rupture du circuit en déplaçant les deux balais l’un par rapport à l’autre. Si l’on considère les balais constitués par une seule lame a et c (fig. 1), il est facile de voir que s’ils sont écartés de 1/8 de tour, la longueur des segments 1 ou 5 représente la durée de mise en circuit Fa G, (fig. 2) et que la période de rupture C G Fj du circuit correspond à la distance qui sépare deux touches consécutives 1 et 3. Cette distance est assez faible pour que l’on n’atteigne jamais le niveau M N lorsque les balais sont calés à r/8 de tour. On peut alors obtenir facilement la durée de rupture G G Fx correspondant exactement à la force contre-électromotrice M N en déplaçant un des balais c (fig. 1) dans un sens ou dans l’autre. La figure 1 montre que si l’écartement des balais a et c devient supérieur ou inférieur à 1/8 de tour, la période de rupture GCFj (fig. 2) devient dans les deux cas inférieure à la distance comprise entre les segments 1 et 5, et d’autant plus faible que l’écartement des balais diffère davantage de t/8 de tour.
- Si la force électromotrice est représentée par une courbe symétrique telle qu’une sinusoïde, les deux parties de la période de rupture GG et G F, correspondant aux deux moitiés de la sinusoïde devront être égales, ce qui se trouvera réalisé puisque l’intervalle séparant les touches du collecteur est toujours le même. Mais il arrive
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- très souvent que la courbe de la force électromotrice n’est pas symétrique, ce qui existe par exemple légèrement sur la courbe A hj G ou G /tijj B, où les abscisses correspondant à la force contre-électromotrice ne sont plus égales. On peut encore dans ce cas effectuer un réglage exact en se servant des deux lames des balais. Chaque balai se compos een effet de deux porte-balais aet b, c et ci (fig. i) montés sur le même axe et par conséquent reliés électriquement, mais dont l’écartement peut varier. Les lames de même position b et ci sont manœuvrées par le même levier, de façon à ce que l’écartement a b
- soit toujours égal à l’écartement cd. Si l’on place les balais b et d en arrière de a et c dans le sens de la rotation, la période de rupture G 1^ (fig. 2) qui précède la mise en circuit se trouvera abrégée, tandis que si l’on met ces balais en avant de a et c (fig. 1), on diminue la période de rupture G G (fig. 2) qui suit la mise hors circuit.
- Tout ce que nous venons de dire pour les segments 1 et 5 (fig. 1) est applicable aux autres paires de touches du collecteur. Il y a donc avantage à faire frotter un balai sur chaque louche afin de partager le courant qui sort du i commutateur entre 4 paires de balais réunies en
- Fig-
- quantité, qui n’auront plus à supporter chacun que le quart de l’intensité totale.
- Nous avons considéré jusqu’ici comme sinusoïdale la force électromotrice du courant alternatif à redresser. C’est le cas qui se présente lorsqu’on prend le courant venant directement d’un alternateur ou sortant du circuit secondaire d’un transformateur fonctionnant dans des conditions moyennes de charge et de saturation ; le plus simple consiste alors à se servir de deux dérivations du même courant, l’une pour faire tourner le moteur synchrone, l’autre pour alimenter le commutateur. Pour charger une batterie ayant une force contre-électromotrice E', il suffit dans le cas d’un courant sinusoïdal de
- prendre une force électromotrice efficace E„0. égale à E'. Par exemple pour une batterie de 38 éléments, dont la force contre-électromotrice est d’environ 70 volts, il suffit d’avoir une force électromotrice efficace Etir. de 70 volts, car celle-ci correspond à une force électromotrice maxima
- Em.ix = Eull- égale à 100 volts. Si l’on v -
- adopte cette règle, la figure 2 qui représente ce cas particulier montre que la période de mise en circuit EG est égale à la période de rupture du circuit G F,, Ces deux périodes étant égales chacune au quart delà période du courant alternatif. L’énergie emmagasinée dans la batterie par demi-période sera figurée, à une constante près, par l’aire F/^'-G qui représente environ
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- les 3/4 de l’aire totale RfgC correspondant à l’énergie totale disponible que peut fournir le courant alternatif. Il ne faudrait pas déduire de là que le commutateur n’a que 75 0/0 de rendement.
- L’énergie qui n’est pas utilisée par le commutateur, c’est-à-dire la partie de la courbe A/F et G g G, constitue simplement de l’énergie disponible mais non de l’énergie perdue, puisque dans les portions A/et g C de la courbe le circuit est ouvert, et la force électromotrice seule subsiste tandis que l’intensité n’existe pas. L’intensité affecte la forme d’une courbe interrompue composée de tronçons semblables à fg ou fxgx.
- Il n’y a théoriquement aucune cause de perte par le fait du commutateur; pratiquement il faut déduire de l’énergie emmagasinée la consommation du moteur synchrone qui actionne le commutateur; cette quantité, qui est de 100 watts environ, et qui reste à peu près fixe, quelle que soit la puissance transformée, donne pour un commutateur de 8 kilowatts une perte inférieure à 2 0/0. Le rendement commercial de l’ensemble du redresseur doit donc être voisin de l’unité, car il faudrait, pour le modifier d’une façon sensible, des causes très imprévues, telles qu’une transformation notable de la courbe de la force électromotrice.
- Le seul coefficient que l’on puisse chercher à augmenter c’est le rapport delà quantité d’énergie emmagasinée par le commutateur à la quantité d’énergie totale disponible, ce que l’on peut appeler la capacité d’emmagasinement de l’appareil, facteur duquel dépend la durée de charge. Si l’on fait usage d’un courant de forme sinusoïdale, on ne peut songer à augmenter la capacité d’emmagasinement qu’en abaissant la ligne de niveau M N, c’est-à-dire en employant une force'électromotrice dont le maximum dépasse de beaucoup la force contre-électromotrice delà batterie. On se trouverait ainsi conduit à faire subir aux accumulateurs des variations d’intensité très fortes dont la répétition continuelle pourrait endommager rapidement les plaques.
- M. Pollak a tourné la difficulté en remplaçant la sinusoïde Af gC (fig. 2) par une courbe aplatie AKhj C, obtenue en faisant passer le courant d’un alternateur dans un transformateur dont le noyau de fer soit très voisin de son point de saturation magnétique. On sait que dans un tel appareil la sinusoïde représentant la force élec-
- tromotrice secondaire subit une forte déformation donnant lieu à une courbe semblable à A hjC ou G h1j1B (1). La ligne de niveau M N de la force contre-électromotrice coupe cette courbe en des points hj h1jl beaucoup plus voisins des points d’inversion A, G et B que les points correspondants fg fx gi de la sinusoïde. Par conséquent la durée de mise en circuit H J sera plus grande et la durée de mise hors circuit plus courte avec la nouvelle courbe qu’avec la sinusoïde.
- On voit parla figure 2 que l’aire H hj J correspondant à l’énergie emmagasinée est très notablement supérieure à l’aire primitive FfgG, c’est-à-dire que la charge s’effectuera plus rapidement, tout en étant plus régulière. En effet, la force électromotrice, au lieu de varier de 70 à 100 volts, se maintient à 85 volts environ pendant presque toute la durée du contact, ce qui fatigue beaucoup moins les plaques des accumulateurs.
- Après les explications théoriques et schématiques que nous venons de donner, il sera aisé de comprendre le fonctionnement du redresseur Pollak, dont la figure 3 montre la vue d’ensemble d’après la photographie d’un modèle construit pour 8 kilowatts. Le commutateur proprement dit est monté dans le prolongement d’un petit moteur synchrone à 8 pôles fonctionnant avec le courant alternatif venant directement d’un alternateur. Ce moteur, qui a la forme d’un tambour de 20 centimètres de diamètre et 3o centimètres de long, porte sur le prolongement de son axe deux disques verticaux en laiton composés chacun de 4 croisillons terminés par des touches ou dents horizontales légèrement cintrées. Les deux disques sont isolés électriquement et leurs dents sont entrecroisées avec un certain jeu de façon à constituer une couronne circulaire composée de 8 segments pleins et 8 segments vides semblables aux touches d’un collecteur de dynamo. Les deuxdisques sont réunis chacun à une bague pleine montée à l’extrémité de l’arbre; deux balais frotteurs reliés au circuit secondaire d’un transformateur appuient sur les deux bagues et amènent le courant alternatif à redresser aux touches du collecteur.
- Les 8 balais destinés à recueillir le courant redressé se composent chacun de deux lames de
- (') La Lumière Electrique du G mai 1893, p. 20'j.
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- cuivre montées côte à côte sur l’axe du même porte-balai. Les 8 lames placées du côté intérieur, quoique isolées électriquement, sont réunies ensemble par des ressorts montés sur une seule couronne munie d’une poignée qui permet de faire pivoter ces lames autour du porte-balai, de façon à créer un écartement variable entre les lames extérieure et intérieure d'un même balai. Les porte-balais sont réunis en quantité alternativement de deux en deux pour former deux séries de porte-balais aboutissant aux deux bornes du circuit d’utilisation.
- Les 4 porte-balais de l’une des séries sont fixés directement sur le bâti du moteur. L’au-
- lUg. ?
- tre série de porte-balais est montée sur une couronne que l’on peut déplacer au moyen d’une poignée. On peut modifier par ce mouvement l’écartement des 4 balais positifs par rapport aux 4 balais négatifs.
- Gomme en ces matières l’expérience seule permet de former un jugement, nous croyons in-ressant de rapporter ici les essais qui ont été effectués il y a quelques mois avec le redresseur Pollak, essais auxquels nous avons eu l’occasion d’assister un des premiers.
- L’installation ne présentait rien de compliqué. Un alternateur Siemens tournant à demi-vitesse fournissait un courant alternatif à la tension de 60 volts, qui passait par un interrupteur pour se rendre aux deux bornes d’un
- petit moteur Ganz synchrone à 6 pôles sur lequel était monté le commutateur redresseur. On commençait par lancer le moteur à la main avant d’y envoyer le courant. Lorsqu’il avait atteint une vitesse de rotation uniforme de 3oo tours par minute environ, on fermait l’interrupteur conduisant le courant à redresser aux deux balais du commutateur. Ce courant sortait du circuit secondaire d’un petit transformateur Ganz à anneau de 2 kilowatts, dont le circuit primaire était alimenté par une dérivation du courant de l’alternateur. Un voltmètre et un ampèremètre étaient intercalés dans le circuit primaire du transformateur, dont le coefficient de transformation était égal à 1. Le courant redressé sortant du commutateur servait à charger une batterie de 24 grands accumulateurs reliés en tension et ayant une capacité de 5ooampères-heures. Un inverseur capable d’intervertir les pôles reliés à la batterie était placé dans le circuit en même temps qu’un interrupteur, un ampèremètre et un indicateur de pôles, ce dernier composé de deux lampes à incandescence intercalées entre la batterie et l’inverseur. Si le contact de l’inverseur laissait les lampes dans l’obscurité, les pôles du courant se trouvaient en opposition avec ceuxde la batterie; on changeait alors le contact de l’inverseur, les lampes s’allumaient et l’on pouvait envoyer le courant redressé dans la batterie en fermant l’interrupteur comme il a été dit plus haut. On réglait à ce moment la position des balais au moyen des deux poignées jusqu’cà ce que l’on obtint le minimum d’étincelle.
- Nous avons constaté qu’il était très facile de rendre les étincelles aux balais imperceptibles, quoique le régime de charge fût de 3o ampères. Ce résultat prouve clairement que le commutateur Pollak n’est pas un instrument de laboratoire, mais un appareil pratique et industriel.
- La charge s’effectuait d’une façon aussi régulière qu’avec un courant continu; à mesure que la charge augmentait de durée, les étincelles qui augmentaient insensiblement au collecteur indiquaient que la force çontre-électromotrice de la batterie s’était élevée. Il suffisait de déplacer légèrement les balais pour voiries étincelles disparaître aussitôt.
- Dans le circuit primaire du transformateur le voltmètre indiquait 62 volts, l’ampèremètre 5o ampères ; le voltmètre du circuit de charge mar-
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- quait 60 volts et l’ampèremètre 40 ampères ; le moteur synchrone consommait 100 watts environ.
- Ces chiffres n’ont pas grande signification, à cause des coefficients variables dont il faut affecter les lectures des appareils lorsqu’il s’agit de courants variables et interrompus. Ils ne pourraient d'ailleurs fournir que la valeur du rendement brut calculé en.tenant compte des pertes dues au transformateur en même temps que celles provenant du commutateur. Ce coefficient n’était pas intéressant à connaître dans les expériences, car on savait que le transformateur, de faible puissance, avait un très mauvais rendement. La détermination du rendement propre du redresseur exigerait des mesures longues et délicates mais qu’il serait nécessaire de faire pour se rendre compte de la valeur pratique de l’appareil. Il était surtout intéressant d’examiner comment l’appareil se comporterait en rrtarche. Pendant tout le temps que nous avons été présent, le fonctionnement du commutateur n’a rien laissé à désirer, surtout en ce qui concerne l’absence d’étincelles.
- Il est à présumer que le fonctionnement des commutateurs du système Pollak construits sur un type plus fort que l’appareil de 10 kilowatts que nous avons vu serait tout aussi bon. Si ces prévisions se réalisaient, le commutateur Pollak serait susceptible d’applications industrielles importantes. Ce n’est pas surtout dans les petites installations de galvanoplastie que son emploi serait utile; ç’est plutôt dans les stations centrales.
- On pourrait, par exemple, développer le thème suivant pour la distribution d’une grande ville. Etablir loin du centre une grande usine génératrice où se trouveraient des alternateurs de forte puissance envoyant des courants de haute tension à une ou deux sous-stations situées dans le voisinage des centres de consommation.
- Le courant alternatif de haute tension arrivant dans les sous-stations serait transformé en un courant alternatif de basse tension, transformé lui-même au moyen d’un commutateur synchrone en un courant redressé, que l’on emploierait pour charger de grandes batteries d’accumulateurs. La distribution serait effectuée exclusivement au moyen des accumulateurs, c'est-à-dire par courant continu.
- Cm. Jacquin.
- LA PROPAGATION DE LA LUMIERE
- DANS LES MÉTAUX (’)
- 3. Signalons encore quelques propriétés de la réfraction par un prisme absorbant.
- On a vu que la direction qu’on attribue à la lumière qui sort du prisme dépend exclusivement de la façon dont la phase des vibrations qui tombent sur la surface postérieure du prisme varie d’un point à l’autre, c’est-à-dire par la direction que présentent dans le métal lui-même
- les plans de même phase et par la distance
- de deux de ces plans dans lesquels la phase a la même valeur. Si on représente une série de ces plans séparés les' uns des autres par cette distance à l’intérieur du prisme, les lignes d’intersection de ces plans avec la surface antérieure doivent coïncider avec les droites suivant lesquelles les plans d’onde de la lumière incidente distants d’une longueur d’onde coupent la surface antérieure. En un mot, la déviation doit être la même que pour un prisme transparent de même angle dont l’indice de réfraction serait
- ,_ 2 TT 2 71 Q Va
- D’ailleurs on trouve facilement pour l’expression de cette déviation
- et l’on a
- v)_, ,
- ‘ cos ?
- Q2 = <712 + g22,
- (25)
- ou, en tenant compte de ( 15),
- /{* sin2 o
- et
- d’où
- Q2 =c;,2-t-
- v„
- n"1 = = -Jr*— + sin2 9 ;
- • = vj-'+^S.
- ce qui est la formule (18).
- Les quantités vl}, <7, et k étant des constantes pour une radiation donnée, il en résulte que l’indice apparent 11', dépend de l’angle d’inci-
- ') La Lumière Electrique du 7 octobre 1890, p. if>.
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- JOURNAL UNIVERSEL D'ÉLECTRICITÉ
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- dence, et seulement de cet angle. Mais il faut remarquer en outre que la relation entre les angles d'incidence et de réfraction n’est pas la même à l’entrée et à la sortie du prisme.
- On a, en désignant par <p et les deux, angles des rayons extérieurs avec les normales, et par <?/» et ’pm les angles des rayons intérieurs,
- sin
- sin ®
- sin =
- sin '{/
- ~V~'
- Dans ces formules, n' est une fonction de l’angle d’incidence cp que l’on peut représenter par X (cp), et l’on a
- 9„, = arc sin
- carré les deux nombres, CC>- — est un facteur des
- i
- deux côtés; sin cp disparaît du dénominateur et il vient
- ,, • » (-V“
- n - — sin2 <? = — 1-------
- i) n2 . sin- cp . i I, „ . .
- J— 4---------+ ô v {-r- + i)-
- + 2 („r2 — i) «’ sin2 cp + sin*
- ou enfin
- »'* = .v*«* + sin4? +• ^ JwW+(ni—xhi*—sin2op)2|(26),
- Si l’on fait 9 = 0, il vient 1
- .V2 11* + ^ -(- .T2 «2)“j
- Ho’- = n*.
- Il existe donc une relation définie
- *„=/(?).
- mais la relation n’est pas la même entre et L On a pas le droit d’écrire :
- la formule exacte est
- sin =
- sin
- W’
- qui diffère de la précédente parce que cp et -X» sont différents.
- Le fait que la même relation ne s’applique pas, d’une part, à •]/ et sur la surface postérieure, d’autre part à o et <p,„ sur la surface antérieure, tient à ce que le mouvement dans l’air des deux côtés de la surface est très différent.
- Dans la lumière incidente l’amplitude est constante, tandis qu’elle varie d’un point à l’autre dans le mouvement sortant.
- Quant à la valeur de cette fonction X (cp), elle se déduira de la comparaison de l’équation (c5), qui contient n', avec l'une quelconque des équations identiques (19), (20) ou (21) ; nous aurons en prenant l’équation (21) et en égalanl
- les deux valeurs de - :
- Y
- __! 1 \Jn'2 — sin2 cp
- / f (.r2 — 1) «2
- + tangcp 1 / — -------------—
- y L 2 sin2 cp
- 1 , I 4 /('N + ir ,
- 2 ^ 2 y \ sin19
- 2 (.v2 — 1) n'1
- + <
- )]•
- Supprimons le terme commun 1 et élevons au
- L’indice du métal, c’est-à-dire le quotient de la vitesse de la lumière dans le métal par la vitesse dans l’air, est donc égal à la valeur-limite de l'indice apparent, c’est-à-dire du quotient des sinus des angles d’incidence et de réfraction lorsque la valeur de l’angle d’incidence tend vers zéro.
- Si on utilise, au lieu de la formule complète (2 la formule simplifiée (23),
- il vient
- n"1 — n- + sin2 9. (27
- Cette formule avait été donnée par Beer en partant de la théorie de Cauchy; la formule (26) a été déduite pour la première fois de la théorie de l’absorption de Helmholtz, parM. Wernicke (r).
- Une autre conséquence est celle-ci : considérons deux lunettes munies d’un réticule et réglées sur l’infini; éclairons le réticule de l’une au moyen d’une lumière monochromatique et recevons dans l’autre L3les rayons qui sortent par l'objectif, de Lj après leur avoir fait traverser un prisme absorbant et amenons l’image du réticule de L, en coïncidence avec le réticule de L2. Ceci fait, éclairons le réticule L2 et regardons par Lx. Le nouvel angle d’incidence ne sera pas égal au premier; par suite les indices apparents ne seront pas les mêmes dans les deux cas, et la direction apparente de la lumière émergente ne sera plus la même que celle de la lumière incidente dans le premier cas. L’image
- (') Pogg. A nnalen, t.CLIX, p. 108. Voir aussi Kirchhoff, Mathematische Optik, p. 173-177.
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- du réticule de L2 ne devra donc pas coïncider avec le réticule de Lj. M. Brillouin (*) a fait l’expérience , mais en employant comme milieu absorbant non point un métal, mais un prisme de 3o° contenant une solution presque opaque de permanganate de potasse, de fuchsine, etc. On constate que, quelle que soit l’incidence, la coïncidence établie en éclairant Lj subsiste quand on éclaire L2; un écart de 10" à 20''aurait été perceptible. La conclusion est que les dissolutions fortement colorées sont encore loin d’exercer sur la lumière une absorption assez énergique pour rendre sensibles les effets prévus plus haut et que, pour les constater, il faut s’adresser aux métaux.
- 2. — Expériences.
- 1. Les expériences que nous allons exposer ont été'effectuées par M. Kundt successivement à Strasbourg, puis à Berlin ; ensuite, avec le même appareil par MM. du Bois et Rubens, et enfin par M. Shea, qui a travaillé sous la direction de M. Kundt.
- Les prismes ont été, pour la plus grande partie, déposés par électrolyse sur du verre platiné. M. Kundt a d'abord eu à sa disposition des échantillons de verre dont les uns provenaient d’un appareil construit par Kœnig, de Paris, et les autres avaient été préparés par le Dr Loh-mann, de Berlin. Très peu de ces échantillons présentaient une surface suffisamment plane; d’ailleurs l’examen microscopique montrait qu’ils étaient peu réguliers, ce qui obligea de les rejeter. Dans l’impossibilité de se procurer à nouveau du verre platiné provenant des mêmes origines, M. Kundt essaya d’en préparer lui-même. Après deux mille essais, il parvint à obtenir une solution platinique qui se réduisait en chauffant au rouge naissant et donnait une couche de platine parfaitement plane. La régularité était telle que les grossissements les plus
- (’) Brillouin. Sur la propagation des vibrations dans un milieu isotrope. C. R., t. CXV, p. 5io. Dans cette note très concise l’auteur, sans avoir eu connaissance du mémoire de M. Lorentz, indique les résultats d’une discussion très étendue qui ne serait pas à sa place dans notre travail. Nous lui avons emprunté l’objection relative aux coefficients de l’équation qui définit le vecteur p. (p. 22). L’expérience qu’a réalisée M. Brillouin avait été proposée également par M. Lorentz.
- forts ne pouvaient déceler aucune hétérogénéité. Le verre à miroir employé avait environ 6 millimètres d’épaisseur. Le chauffage s’effectuait dans un petit fourneau à moufle.
- Pour obtenir les prismes de métal, on plaçait, au-dessus d’une bande de verre de 3 centimètres de large environ disposée horizontalement, une électrode de même largeur, verticale, constituée par le métal à déposer; on évitait tout contact métallique. Dans l’intervalle qui séparait l’électrode de verre on introduisait une couche capillaire du liquide à décomposer et on faisait passer un courant d’intensité convenable. Il se déposait au double coin de métal dont la plus grande épaisseur était exactement opposée à l’électrode. La planéité approximative des faces du double de coin, sa concavité ou sa convexité dépendent de tant de circonstances qu’il faut presque s’en remettre au hasard'. On ne peut utiliser que les doubles coins dont les surfaces sont au moins assez planes pour donner une image nette d’un réticule, quand on observe au moyen d’une lunette munie d’un oculaire nadiral. Il fallut souvent préparer quinze prismes ou même plus avant d’en obtenir un passable. Au commencement de ces recherches, M. Kundt employait du verre de 1 1/2 mm. ou 2 millimètres d’épaisseur et préparait spécialement des prismes simples; il plongeait l’électrode verticalement dans le bain électrolytique et amenait la lame de verre horizontale à son voisinage. Il se dépose alors sur le verre un seul prisme très voisin du bord.
- Pour l’argent on a aussi employé les procédés chimiques. M. Quinckea obtenu le premier dans une solution d’argent une couche en forme de coin en plaçant la lame de verre à argenter dans un tube de verre de diamètre convenable. On a reconnu depuis que, dans les coins ainsi préparés, l’épaisseur ne va pas en variant toujours dans le même sens à partir du milieu, mais qu’elle va en croissant périodiquement. Toutefois, on peut, dans un grand nombre de dépôts obtenus par cette méthode, en trouver quelques-uns pour lesquels, au moins sur une petite étendue, l’épaisseur croît continuellement et la sur-face-limite est sensiblement plane. On utilise ces fragments en enlevant tout le reste du métal.
- Pour le platine, la méthode électrolytique ne réussissait pas, il fallut recourir à d’autres procédés. On sait qu'un fil de platine amené au rouge par le courant se pulvérise. Si on amène
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- une lame de verre au voisinage, la matière pulvérisée s’y dépose. Pour préparer les prismes par pulvérisation, on tendait une lame de o,oi5 mm. d’épaisseur, 6 millimètres de large et de 45 millimètres de long environ, placée de champ au-dessus et tout près d’une lame de verre horizontale. Quand la lame est amenée jusqu’au rouge blanc par un courant, elle se pulvérise énergiquement et il se forme sur le verre un double prisme constitué par un mélange d’oxyde de platine et de platine. Les particules de platine très chaudes projetées de la lame semblent au moins en partie s’oxyder dans l’atmosphère. D’autre part l’oxyde de platine se réduit à une température très peu élevée. Les doubles prismes formés du mélange de platine et d’oxyde pouvaient donc être facilement ramenés à l'état de platine pur.
- Enfin on a encore cherché à préparer des doubles prismes de métal par pulvérisation d’une cathode dans le vide. Parallèlement à un fil métallique qui, servant de cathode dans le vide, était amené à l’incandescence par un courant d’induction intense, on place, aussi près que possible, une lame de verre. Il se forme, comme dans le cas de la lame de platine, un double prisme du métal pulvérisé. M. Kundt n’a d’ailleurs utilisé aucun des prismes préparés de cette façon pour ses recherches définitives.
- M. Shea a suivi les procédés de M. Kundt; voici quelques détails nouveaux relatifs à la préparation des prismes de platine : On échauffe par le passage d’un courant une lame de platine mince fixée sur un fragment de verre à miroirs de telle façon que le plan de la lame soit perpendiculaire à la surface du verre sans la toucher. La pulvérisation d’une bande de 4 millimètres de largeur et de i/5o de millimètre d’épaisseur environ par un courant de 20 ampères est déjà assez notable pour qu’à une distance de o,5 mm. une couche en forme de double coin d’épaisseur suffisante se forme sur le verre dans l’espace d’une demi-heure. Si on ne réfroidissait pas le verre, il éclaterait à cette petite distance ; on évite cet inconvénient en plaçant le verre sur une petite caisse de cuivre étanche contenant de l’eau maintenue par agitation à une température constante. Les dépôts obtenus de cette façon sont Constitués pour la plus grande partie par de l’oxyde de platine qui se réduit d’ailleurs facile-rfient, en chauffant le dépôt au bain de sable jus*
- qu’à 2000, puis dirigeant dessus la partie réductrice de la flamme d’un Bunsen. En procédant trop rapidement on risquerait de détacher le platine. Les difficultés de la préparation sont très différentes pour les divers métaux; sur vingt prismes on peut en utiliser un pour le cuivre, le nickel et le platine; pour l’argent et l’or on n’en trouve qu’un de bon sur deux cents.
- MM. du Bois et Rubens, qui ont préparé des prismes de fer, de nickel et de cobalt par élec-trolyse ont pris la précaution de les conserver dans des vases contenant des matières desséchantes ; de cette façon leur conservation ne laissait rien à désirer. Par exemple, l’angle d’un prisme de cobalt et les déviations qu’il produisait furent retrouvés identiques à six mois de distance. Il en fut de même pour un prisme de fer au bout de quatre mois. On a aussi une preuve de la planéité des faces, puisque ce n’étaient certainement pas les mêmes parties de leur surface qui étaient cachées par le vernis dans les deux cas.
- 2. M. Kundt utilise la formule (22), exacte pour pour l’incidence normale dans le cas d’un prisme ' d’angle infiniment petit
- e = y ( - ! + «)
- OU
- « = I + -T
- qui donne l’indice au moyen d’une seule expérience.
- Quand on a un double prisme dont les deux parties ont toujours, par suite du mode de préparation, à peu près les mêmes angles réfringents très petits, la formule précédente s’applique encore, quand on désigne par y et e la somme des angles des prismes et l’angle des rayons émergents.
- Soient, en effet (fig. 2) yt et y2 les deux angles êj et s2 les deux déviations ; on aura, d’après la formule (18) :
- £| k cos 9 v
- et
- — £» = ï*
- 1 +
- Vo Qi cos 9
- l’angle des deux rayons émergents est ej —-1* on a donc encore, en posant y -j- y2 = y.
- = Y | — 1 +
- Vq 4. t cos 9 j ’
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- ' D’après la formule donnée il est inutile d’éva-lüer les angles en minutes et secondes; on peut les mesurer en unités arbitraires. Dans ses premières déterminations M. Kundt a employé un grand spectromètre de Meyerstein. L’instrument est muni de microscopes de lecture, la largeur d’un trait du tambour de ces microscopes atteint i"946. Comme les angles à mesurer sont très petits, il n’est pas nécessaire de faire de lectures sur le cercle divisé lui-méme, mais seulement sur le tambour.
- La lame de verre qui portait les prismes était fixée sur la plateforme du goniomètre et devant elle se trouvait un écran muni de glissières qui permettait, dans le cas d’un prisme simple, de découvrir le prisme ou une partie voisine du
- verre non recouverte; dans le cas d’un prisme double, de découvrir successivement les deux prismes.
- Les angles réfringents, ou la somme des deux, dans le cas des prismes doubles, étaient déterminés de la façon ordinaire par l’observation par réflexion d’un fil avec un oculaire nadiral; les déviations, en amenant un réticule sur l’image de la fente. Dans les deux déterminations, la lame qui portait les prismes restait mobile et on faisait tourner le cercle divisé avec la lunette d’observation. Les faces de la lame de verre doivent être bien planes; une légère inclinaison de l’une sur l’autre est sous influence. D’après la forrpule précédente, il suffit de placer la lame de verre et les prismes normalement aux rayons incidents, en appréciant à l’œil ; cependant on vérifiait d’ordinaire la position rectangulaire par réflexion. Gomme les surfaces des prismes sont
- très petites (leur largeur atteint 2 ou 3 millimètres et leur hauteur 10 millimètres), le faisceau de rayons qui tombe surl’objectifesttrès mince, ce qui complique la mise au point de l’oculaire de la lunette exactement avec le foyer. A cela s’ajoute que l’image de la fente par suite du passage de la lumière à travers les petits prismes n’est jamais nette, mais que ses bords sont estompés par la diffraction. Pour éviter les erreurs qui auraient pu résulter d’une mise au point insuffisante de la lunette, on a exécuté chaque fois des expériences de contrôle dans lesquelles la lunette était mise exactement au point.
- La déviation a toujours été déterminée pour la lumière blanche (lampe, soleil ou arc électrique). Malgré la valeur élevée de la dispersion dans certains métaux, on a pu, grâce à la petitesse des angles des prismes, déterminer convenablement une déviation pour la lumière blanche. La valeur observée correspond à celle des rayons moyens du spectre. On a ensuite déterminé la déviation pour la lumière rouge et pour la lumière bleue. Dans ce cas on a toujours employé la lumière solaire ou la lumière électrique. Pour les observations dans le rouge, on faisait passer les rayons à travers des verres rouges dont le nombre variait de un à quatre, suivant l’éclat de la source lumineuse et la transparence des prismes; pour les observations dans le bleu, ils traversaient un verre bleu, puis une cuve contenant une dissolution plus ou moins concentrée d’oxvde de cuivre ammoniacal. Comme on ne pouvait pas toujours employer le même nombre de verres et la même concentration du liquide absorbant, 1-a longueur d’onde moyenne de la lumière rouge ou bleue employée n’était pas la même pour toutes les expériences et les observations relatives à la dispersion ne sont pas exactement comparables entre elles pour les prismes. Dans la plupart des expériences, le maximum de la lumière rouge correspondait à peu près à la raie G et celui du bleu à la raie G du spectre solaire. Les valeurs données pour les angles et les déviations sont, dans chaque cas, la moyenne d’un grand nombre de déterminations. On faisait toujours des pointés successifs et on prenait la moyenne pour obtenir un nombre Pour la plupart des prismes on a exécuté une séi'ie d’expériences; le tableau cité plus bas ne contient pour chacun que la moyenne générale. La limite des erreurs ressort suffisamment des
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- écarts entre les diverses valeurs de 11 données par les divers prismes. On peut remarquer que la principale erreur tient au défaut de pla-néité presque constant des surfaces.
- 2. M. Kundt a employé concurremment avec la première, et ensuite exclusivement une méthode de collimation. Sur la lame de verre qui porte le double prisme on limite, par un trait d’un pinceau fin portant du vernis noir, la région utile du prisme, et, de part et d’autre du prisme, une région de 5 à 8 millimètres de largeur dont la hauteur est égale à celle des prismes; ensuite on noircit tout le reste de la lame de verre. Les fenêtres latérales servent à la collimation de la lunette d’observation. On fait passer la lumière alternativement par l'une ou l’autre des fenêtres et on déplace l’oculaire de la lunette dans son tirage jusqu’à ce que l’image de la fente reste exactement au même point du champ, c’est-à-dire entre deux fils parallèles dans l’oculaire, que la lumière arrive par une fenêtre ou par l’autre. Si l’objectif est aplanétique, le réticule se trouve, après ce réglage, exactement dans le plan focal. Il est indispensable d’effectuer l’opération avec le plus grand soin avant chaque série de mesures.
- On employait le même procédé quand il s’agissait de mesurer les angles des prismes; il était d’autant plus nécessaire dans ce cas qu’on peut encore obtenir de très bonnes images réfléchies avec une lunette imparfaitement réglée.
- Dans la seconde série de ses recherches relatives à l’influence de la température, M. Kundt a employé un autre spectromètre dont les objectifs avaient, pour le collimateur et la lunette, 42 millimètres d’ouverture. Le cercle était divisé en 5 minutes, et le tambour du microscope portait des divisions correspondant à 2". Pour mesurer la déviation, il n’employait plus ce microscope, mais un oculaire à réticule. Un degré de la division du tambour correspondait à 88", ce qui donnait une précision bien plus grande qu’avec l’appareil précédent. La mesure des angles des prismes se faisait encore au moyen du microscope.
- MM. du Bois et Rubens, qui ont employé le même appareil, mesuraient les angles en déplaçant la lunette au moyen d’une vis de rappel munie d'un tambour dont une division correspondait à 4' 20". L’un des observateurs exécutait
- le pointé tandis que l’autre lisait à distance la rotation du tambour.
- M. Shea a utilisé pour la détermination de l’angle des prismes un oculaire nadiral de Abbe dans lequel la réticule avait été remplacée par une fente.
- Voici d’ailleurs comment il décrit une mesure : « On réglait d’abord exactement la lunette et le collimateur à l’infini, puis on vérifiait le parallélisme exact des faces de la lame de verre en recherchant si le point était le même dans la collimation relative aux rayons réfléchis et aux ravons transmis. Ensuite on mesurait l’angle du prisme après avoir amené les images provenant des deux fenêtres en coïncidence exacte; on déterminait ensuite les déviations de la lumière qui traversait le prisme sous des incidences qui atteignaient jusqu’à 65 ou 70°. Pour mesurer les déviations on employait comme source un bâton de zircone incandescente dont on formait une image réelle sur la fente du collimateur. Devant cette fente était placé un verre rouge qui laissait passer une lumière dont la longueur d’onde moyenne était environ 6x 10—fi centimètres ».
- M. Kundt a constamment opéré sous l’incidence normale; nous avons vu (p. 61) que dans ce cas la valeur de l’indice apparent est celle de l’indice réel. Nous indiquerons les Résultats obtenus dans diverses séries d’expériences pour l’argent avec la lumière blanche pour donner une idée de la précision atteinte. L’unité d’angle est 1" 946. On a trouvé :
- ). a n
- 5,58 — 4,37 0,22
- 9,68 — 7,71 0,20
- 11,59 — 8,29 0,28
- >2,68 — 8,10 o,36
- 14,38 — 10,18 0,29
- 11,32 - 8,41 0,26
- 15,44 — io,53 0,32
- 21,46 - 16,77 0,22
- Moyenne
- 0,27
- L’ensemble des expériences a porté sur les métaux suivants, dont nous indiquons les modes de préparation :
- Argent. — Dépôt électrolytique d’une solution de cyanure de potassium et d’argent. — Réduction chimique.
- Or. — Dépôt électrolytique.
- Cuivre. — Dépôt électrolytique d’une solution de cyanure de potassium et de cuivre.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- Platine. — Pulvérisation d’une lame de platine incandescente dans l’air et réduction subséquente par la chaleur.
- Fer. — Dépôt électrolytique obtenu par la méthode de Varrentrapp.
- Nickel. — Dépôt électrolytique d’une solution ammoniacale de sulfate de nickel.
- Bismuth. — Dépôt électrolytique d’une solution bismuthique contenant de l’acide tartrique.
- Voici les résultats obtenus pour ces différents métaux avec les lumières blanche, rouge et bleue :
- Argent Rouge Blanc 0,27 Bleu
- Or 0,38 o,58 1,00
- Cuivre.. . . 0,45 o,65 0,95
- Platine .. .. 1,76 1,64 1,44
- Fer 1,81 i,73 1,52
- Nickel 2,17 2,01 1,85
- Bismuth .... 2,61 2,26 2,i3
- La vitesse de la lumière dans l’argent est environ quatre fois aussi grande que dans le vide; la dispersion est très faible. Dans l’or et le cuivre, la vitesse est aussi plus grande que dans le vide, et la dispersion normale; dans tous les autres métaux étudiés la dispersion est forte-
- résultat d’une de leurs séries d’expériences pour le fer en lumière rouge.
- L’ensemble des résultats est représenté par les courbes de la figure 3, tracées en portant en
- Fig. 3
- ment anormale.
- 3. MM. du Bois et Rubens ont mesuré des déviatiofis dans le fer, le nickel et le cobalt sous
- abscisses les angles d’incidence mesurés en degrés, et en ordonnées les déviations mesurées en secondes.. On a changé l’origine pour la
- ncidences qu i ont été jusqu’à 65°. Voici le courbe relative au fer.
- V o° 3o° 40" 5o“ 55» 6o° 65"
- Du Bois
- 26,1" 51,4" 63,7" 74.7" 91,6" io5,3" 1 22,5" 167,0"
- 25,0 5o,7 67,5 72,2 107,2 io5,7 122,8 189,5
- 25,5 5o,4 — — — — — —
- — 52,0 — — — — — —
- 25,7" 5 J , !" 65,6" 73,5" 99,4" 105,5" 122,7" i53,3"
- Ruiîens
- 27,8" 51,5" 65,5" 74,9" 88,5" 114,4" 1 19,5" 155,5"
- 23,4 5i ,2 70,2 7i,4 106,8 io3,7 '137,9 153,5
- 26,4 53,1 — — — — — —
- — 53,8 — — — - — -
- ' 25,9" 52,4" 67,9" 73,2" 97,7" 109,1" 128,7" i54,5"
- Moyennes
- 25,8" 51,7" 66,9" 73,3" 98,5" 107,3'” 125,7" i53,9"
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- Du nombre trouvé pour l'incidence normale et de ceux qu’ont fourni le nickel et le cobalt on déduit pour les indices :
- Fer Cobalt Nickel
- 3,01 3,00 1,98
- Les auteurs ont utilisé leurs autres déterminations au calcul d’un « indice » relatif à chaque incidence, mais leur méthode reposait sur l’hypothèse inexacte de l’existence d’une relation définie entre ^ et A„, (voirp. 61). D’ailleurs leurs données expérimentales ont été utilisées d’une façon plus correcte par M. Shea, comme nous le verrons plus loin.
- Pour étudier la dispersion ils ont toujours opéré sous l’incidence normale. On projetait sur
- la fente du spectroscope un petit spectre intense provenant d’une lampe à arc; il suffisait de déplacer légèrement le collimateur pour observer successivement dans toutes les régions du spectre. Une étude préalable de la graduation permettait d’amener successivement sur la fente la place des raies, « du lithium, D, F et G. Pour obtenir chaque nombre on a effectué des séries d’expériences sur trois prismes de chaque métal. Voici les valeurs moyennes obtenues :
- X x 10“: 67,1 5S,y 48,6 63,1
- Fer 3,1 2 2,72 2,43 2,05
- Cobalt... 3,22 2.76 2,39 2, IG
- Nickel... 2,04 1,84 i,7i 1,54
- Ces résultats sont représentés dans la figure 4 où on a porté en abeisses les valeurs de À x ioG et en ordonnées celles des indices. L’allure des trois courbes est la même.
- De la comparaison de ces résultats avec ceux de M. Kundt pour le fer et le nickel on conclut que :
- i° L’accord pour le nickel est satisfaisant, surtout si l’on considère que la valeur de la longueur d’onde à attribuer à la lumière « bleue » de M. Kundt est incertaine;
- 20 Pour le fer les écarts ne sont pas très considérables du côté du violet, mais ils augmentent vers le rouge.
- Ces différences tiennent-elles à la présence dans le fer de M. Kundt d’un oxyde, dont l’indice est plus faible et la dispersion normale comme nous le verrons plus loin ? Les solutions n’étaient-elles pas parfaitement pures ? Il est difficile de trancher la question.
- C. Raveau.
- (A suivre).
- APPLICATIONS MECANIQUES
- DE L’ÉLECTRICITÉ (j1)
- La maison Siemens et Halske a récemment breveté les différents systèmes de transmissions par courroies représentés par les figures 1 à 4, qui s’expliquent presque d’eux-mêmes. La dynamo E commande l’arbre des outils A par une courroie R, qu’elle tend par son propre poids, et qu’on relâche en appuyant sur la pédale /q (fig. 3 et 4). En figure 1, l’appui sur cette pédale rapproche l’axe z de A, en le faisant tourner autour de O,, de manière à relâcher la corde Rx, et à permettre de la changer de gradins sur ses cônes r3r3. En figure 2, l’arbre n entraîne l’arbre A par le frottement de son cône r, sur la courroie folle R,, tendue par un poids W sur le cône r» du contre-arbre d. Pour changer la vitesse de la transmission, on soulève d’un coup de pédale rj autour de Ot, et l’on change ainsi facilement R, de gradin sur /q. Ces transmissions sont simples, compactes et pratiques.
- (') La Lumière Electrique du 9 septembre 1893, p. 458.
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- LA LUMIERE ÉLECTRIQUE
- M. Scholz monte, au contraire, sa dynamo / (fig. 5 et 6) directement sur le harnais du tour, qui se compose, comme d’habitude, d’un contre-arbre excentré q, sur lequel sont calés les pignons p et r, et d’un arbre de poupée ci qui porte une roue o, solidaire de l’armature de la dynamo et folle ainsi que cette armature et son collecteur, puis un pignon d calé sur c, et que l’on peut, à volonté, embrayer, au moyen du boulon A, avec le plateau g, solidaire de l’armature. Pour marcher vite, on débraye par l’arbre excentré q, les pignons p et r de o et de d, et l’on embraye g avec d, de manière que l’armature entraîne directement l’arbre c; pour marcher lentement, on débraye g de d, et l’on engrène p avec o et r
- Fig. i. — Transmissions par courroies Siemens et Halske (1892).
- avec d, de manière que l’armature entraîne c par le train réducteur o, p, r, g.
- L’accouplement électrique pour tuyaux de pompes à incendie de MM. Strauss et Weil fonctionne comme il suit. En temps normal, le circuit de la pile B est interrompu en 6-5 (fig. 11), mais quand le pompier qui tient la lance Y veut envoyer un signal à la pompe, il ferme le contact 5-6 par le levier 3. Le circuit de la pile se trouve alors fermé sur la sonnerie b par le fil i, le contact élastique 1 c1 C (fig. 7) du connecteur G, la partie métallique C du premier accouplement mâle isolée du filet d, sur lequel on raccorde en M l’accouplement femelle P (fig. 9) les ressorts de contact R, la douille J* le goujon Q, le fil q
- qui aboutit (fig. 10 et 11), d’accouplement en accouplement, au travers du tissu n" du tuyau, au levier 3, d’où le circuit revient à la pile par le contact 6, relié au second fil g de la pile par C, F, D (fig. 7), M, L, N (fig. 9) le fil q, également noyé dans les tissus du tuyau, et qui aboutit, d’un accouplement à l’autre (fig. 10), à r et à 6 (fig. 11), par N".
- Fig. 2. —Transmission Siemens et Halske
- Le commutateur à distance de IL Edmunds (fig. 12) fonctionne comme il suit :
- Dans l’état figuré, l’armature a du solénoïde A, brusquement attirée de bas en haut, a repoussé le levier E, autour de son axe e, dans la position indiquée, où il reste maintenu par le ressort D2, et où il coupe des lampes le circuit principal G. Lorsqu’on tournera le manipulateur B, de manière à envoyer le courant dans l'électro de droite A2, son armature fera au con-
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- traire basculer le levier e dans la position opposée, où il restera maintenu par le ressort D, en fermant le circuit des lampes, comme l’indiquent les flèches de la figure 12. Gomme cha-
- Fig. 3. — Transmission Siemens et Halske.
- cun des solénoïdes A et A2 est relié d’une part à B et de l’autre à G par son ressort D ou D2, on voit que le jeu même du levier coupe du circuit le solénoïde qui vient de l’actionner de manière
- compagnie des signaux Hall se distingue (fig. 14 et i5) principalement par l’interposition d’une
- Fig. 5 et 6. — Commande de tour Schotz (1893).
- — Transmission Siemens et Halske.
- à empêcher que le courant ne s’y prolonge et l’échauffe, et que l’on puisse sans danger maintenir le manipulateur B fermé dans une direction ou dans l’autre.
- Lç nouveau, relais récemment adopté par la
- languette /, entre la butée h et l’armature e de l’électro-aimant a.
- En temps ordinaire, quand tout se trouve à
- Fig. 7. —Accouplement électrique Strauss et Weil (1893). Détail du commutateur G.
- l’état normal, comme en voie fermée, par exemple, pour le cas d’un signal, le circuit se ferme d’un pôle à l’autre de la pile parle trajet ai, o, m, i, h, /, k, e, ;z3, ng), et si, pour une
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- raison quelconque, par suite, par exemple, d’un trop grand rapprochement des vis g et A, l’armature e n’obéit plus à son électro a, le circuit reste néanmoins fermé par (n, m, i, A, l, k, e, g, n) et le signal au danger.
- Si les pointes g et A viennent à se fondre par une décharge, l’armature e reste libre de fonctionner, parce que l’isolant q l’empêche de fondre
- Fig. 8, 9 et îo. — Détail et serrage d’un accouplement mâle et femelle.
- ou de se coller sur ci, et 1 isolant p de se coller à l. Dans ce cas, et lorsqu’on lance le courant en a, le circuit de la pile est fermé par (n, m, i, h, /, A, e, n3 — le signal ou l’opérateur quelconque, nz, g, n) — ce qui met le signal à voie libre. Lorsque les pointes g et A sont fondues et que a est démagnétisé, l’armature e est maintenue sur g
- La figure 15 représente l’application du système à la commande d’un signal IL Le train IV est
- Fig. 12. — Commutateur à distance Edmunds (1892).
- Fig n. — Détail du contact de la lance.
- par/ et le circuit est fermé par (n1,111, c, A, l, k, e, g,n) encourt circuit sur la pile, de sorte qu’il ne passe pas à la ligne et laisse le signal au danger.
- En résumé, grâce à l’addition de la languette l, si les pointes g et A viennent à se fondre ou à se coller, le signal ou l’opérateur quelconque soumis au relais continue à fonctionner, se mettant au danger dès que a cesse d’ctre magnétisé, au lieu d’être désemparé comme avec les anciens relais, et si ces pointes sont trop rapprochées, il [ se'met au danger au lieu de rester à voie libre. |
- supposé avoir franchi le point où la pile I est reliée aux rails, de sorte que ses essieux la met-
- Fig-, i3 à 16. — Relais de sûreté Hall (1893;. — Fig. i5 Application à un signal de chemin de fer. — Fig. 16. — Application à un relais Westinghouse.
- tent en court circuit, et coupent a du courant, de manière que le signal se mette au danger.
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- La figure iôreprésente l’applicationdu système à un relais du type Westinghouse, dans lequel l’armature secondaire e, attachée à la languette /, est actionnée par l’armature D au moyen d’une tige 5.
- Lorsque les pointes sont fermées, le courant passe à l’électro de l’opérateur V par/j, l,g.
- Si les pointes fondent, il passe par /i, /, eu g, en coupant V du circuit.
- Le commutateur périodique de MM. Berry et Ilarrison, représenté schématiquement par les figures 17 à 19, fonctionne comme il suit. Son but étant d’envoyer, pendant un temps donné, le courant alternativement aux lampes K et L,
- 00 dZ.
- Fig-, 17 à 19. — Commutateur périodique Berry et Harrison (1893).
- la durée du fonctionnement est déterminée par la position et la longueur de l’arc que le contact a3 de l’aiguille a parcourt sur la couronne a,, et cet arc est déterminé par deux disques isolants d, d,, découpés comme en x (fig. 18) et que l’on tourne l’un sur l’autre jusqu’à ce qu’ils ne laissent plus de découvert, sous le contact a.-„ que l’arc voulu de a,. Comme l’aiguille a de l’horloge A est relié, d’une part, par a», a3, b, au circuit dérivé B, relié lui-même à a., par b.z, on
- voit que ce circuit sera fermé sur le solénoïde E pendant toute la durée du passage de a5 sur a,.
- Ce solénoïde soulève alors son armature e et ferme en F le circuit mm dérivé sur le circuit principal C et sur lequel sont branchés les armatures g et g2 des solénoïdes G et G.,, dont les contacts à mercure 1 et J sont reliés respectivement aux conducteurs pz et q-> des séries de lampes K et L. En outre, un mouvement d’horlogerie Y, qui règle le fonctionnement périodi-
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- que de ces lampes, actionne un commutateur qui fait passer le courant dérivé y y tantôt en G tantôt en G3 pendant le temps voulu. Dans l’état figuré, ce circuit est fermé sur G2, dont l’armature g9 attire de bas en haut l’armature g de G en I, de sorte que le courant coupé en J de L, passe aux lampes K par (nnsl\p2p c.t F).
- Lorsque le circuit se ferme ensuite sur G, g2 vient en J, et ferme le circuit des lampes L par
- (?2 Q J gz m G F).
- L’appareil fonctionne ainsi jusqu’à ce que l’aiguille a ait décrit l’arc at et coupé E du circuit B, ce qui fait que l’armature E rompt en retombant le circuit mm en F, en même temps
- que la tige Y2 arrête le mouvement d’horlogerie Y par ses palettes
- Gustave Richard.
- {A suivre.)
- CHRONIQUE ET REVUE
- DE LA PRESSE INDUSTRIELLE
- Commutateur téléphonique Clark (1893).
- Chaque élément de ce commutateur se compose d’un quadrant O chez l’abonné, et d’une rosace O] à ia station centrale.
- ' C
- wmmmmmms
- Fig. i et 2. — Commutateur téléphonique Clark.
- Le quadrant est relié à l’électro E de la rosace par un circuit W, à interrupteur R, tel que l’aiguille de B suive synchroniquement l’aiguille Q, c’est-à-dire ferme, par exemple, sur le circuit C, qui relie A au téléphone de O, le circuit du téléphone ib, dès que Q est mis par l’abonné O, agissant en S sur le n” i5 de son quadrant. L’abonné O peut ainsi, sans le secours du poste central, se relier à autant d’autres abonnés qu’il y a de divisions sur son quadrant : 70 au cas figuré.
- G. R.
- Phasemètre de la Société générale d’électricité.
- La Société générale d’électricité de Berlin construit pour la mesure de la différence de phase entre deux courants alternatifs l’appareil que représente la figure 1. La disposition se compose d’un disque métallique J muni d’une aiguille se déplaçant au-dessus d’une graduation.
- Deux bobines perpendiculaires a et b sont traversées par les deux courants alternatifs et produisent des champs magnétiques qui, en se
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- 7 3
- composant, exercent un couple de rotation sur le corps métallique J. Un ressort antagoniste F,
- Fig-. 1. — Phasemètre.
- en s’opposant à la rotation, équilibre le couple exercé et détermine la position de l’aiguille.
- Lampe de mine Vorster.
- Cette lampe (fig. 1) contient un accumulateur d, dont la section horizontale affecte une forme parabolique. Le dispositif contient un coupe-circuit c et un commutateur b. Ce dernier seul est à la portée du mineur et lui permet
- de fermer le courant sur la lampe e, tandis que le coupe-circuit c servant pour la charge de l'accumulateur ne peut être manœuvré de l’extérieur qu’à l’aide d’une clef spéciale.
- L’enveloppe extérieure en aluminium présente des rebords qui protègent les parties h etc
- Fig. 1. — Lampe de mine Vorster.
- contre les chocs. Enfin, le dos de la lampe est creux, ce qui en rend le port plus commode.
- Pile au nitrate Schrewsbury et Dobell (1893). Dans cette pile l’une des électrodes est en carbone et l’autre en fer; l’électrolyte est du nitrate
- de soude maintenu en fusion et récupéré en le faisant traverser par un jet d’air sous pression.
- Les électrodes en carbone c sont suspendues dans la chambre bx, entre les chambres externes al a3 du bac en fonte a, aux poutrelles isolantes
- c, du couvercle c2. Les électrodes en fer sont constituées par une série de cadres d enveloppés de toiles métalliques dt d1, entre lesquelles on envoie par d2 une injection d’air, de manière à empêcher la polarisation de çes électrodes par
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- le dépôt des bulles de gaz provenant de la réaction électrolytique.
- La circulation du nitrate fondu est maintenue en b3 a3 a2 par l’entraînement d’un courant d’air comprimé injecté par le divergente, refoulant le nitrate de a3en a2.
- G. R.
- Mode d’appui des plaques d’accumulateurs.
- M. A. Müller pose les plaques d’accumulateurs sur des épaulements des vases. Gomme
- Accumulateur Millier.
- Fig. i.
- on le voit sur la droite de la figure i la plaque repose sur des galets rr qui lui permettent de se dilater librement.
- Commutateur Linders
- Ce commutateur rompt le circuit pendant la rotation du levier. Quand on soulève le levier u (fig. i), le circuit est coupé en a ; ensuite seule-
- Fig. i. — Commutateur Linders.
- ment la rotation de l’axe m opère la commutation du courant à l’aide des pièces de contact disposées dans le socle de l'appareil. Enfin, à la fin de la manœuvre l’abaissement du levier u referme le circuit. De cette façon les étincelles
- de rupture et de fermeture sont localisées sur des pièces faciles à remplacer.
- Télégraphe multiple Wicks (1893).
- Sur la figure i, schématique de cet appareil, on a représenté en K un commutateur reliant à la ligne tantôt la dynamo a, tantôt b, et, en K', un transmetteur envoyant les signaux en faisant varier l’intensité des courants de a ou de b. Quand sa clef k" est ouverte, comme sur la figure i, le circuit de K est fermé sur la ligne par
- Fig. i. — Télégraphe multiple Wicks.
- n m vw, une partie du courant se dérivant à la terre par v o p n, mais lorsque K” est fermé, pour envoyer un signal, le transmetteur K' est attiré par son électro-aimant jusqu’à ce que le ressort o venant s’arrêter sur q, p s’en sépare, rompant son contact op au moment même où s’établit le contact o q, qui relie le circuit de K à la ligne directement, par u q o v, de manière que son courant passe tout entier à la ligne et au relais neutre du poste récepteur. Les relais polarisés R et P ne répondant pas à ces signaux ils sont, à cet effet, reliés, comme d’habitude, à
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- la ligne auxiliaire A L, avec rhéostat R h et condensateur.
- Le relais P, répond aux signaux envoyés de la ligne par renversement des courants, et son armature o' ouvre et ferme alternativement, en ;»! et «!, le circuit dusounder I.
- Le relais R répond seulement aux signaux envoyés par des variations de l’intensité des courants, mais non par lui-même, et seulement comme auxiliairedu relais neutre intercalé dans le pont entre la ligne principale et la ligne auxiliaire. Son armature //., reliée à la ligne principale en j, oscille, à chaque impulsion de la ligne, entre les contacts / et g, reliés aux enroulements différentiels d et e du relais D, qui se relient par c x à la ligne auxiliaire.
- Fig. 2. —Télégraphe Wicks.
- On voit que dans la position figurée de h, les courants envoyés de la ligne principale se divisent en y en deux parties, dont la principale passant par /t/en d \ puis, quand ce courant de ligne se renverse, h est attiré sur g. et le courant passe, par xce g, en g, mais sans changer la polarité du relais malgré son renversement T tant que l’intensité de ces courants ne dépasse pas une certaine valeur, l’armature l' ne bouge pas; mais dès qu’on lui envoie des courants d’une intensité suffisante, /' passe de j sur k, rompant ainsi le circuit du relais répétiteur E, dont l’armature lâchée ferme le circuit du sounder F.
- En un mot, dans ce système, comme dans la plupart des duplex, l’un des messages est envoyé par des renversements du courant reçus par un relais polarisé, et l’autre par des variations de son
- intensité reçues par un relais neutre ; mais ce dernier relais est rendu tout à fait insensible aux renversements du courant par la commutation f g x, qui fait que sa polarité ne change jamais.
- On peut (fig. 2), remplacer les deux relais polarisés P et R par un seul relais compound, à deux armatures s et N, vibrant l’une entre les contacts et pour la transmission des dépêches par renversement de courant, et l’autre entre/ et g, comme auxiliaire du relais neutre D, toujours sensible aux variations d’intensité seulement, quand l’intensité est suffisante pour lui faire attirer son armature /.
- G. R.
- Procédé pour augmenter la facilité de transmission par les câbles sous-marins de grande longueur, par MM. Siemens et Halske.
- On sait que la rapidité de transmission dans les lignes sous-marines diminue, pour une même section, comme le carré de leur longueur. On pourrait l’accroître en augmentant la section du fil conducteur et en renforçant l’enveloppe isolante du câble, mais la dépense devient très grande, ce qui donne une limite pratique dans la
- Fig. 1
- longueur des câbles sous-marins au-delà de laquelle leur établissement n’est plus avantageux.
- On a essayé d’obvier à cet inconvénient, ou tout au moins de l’atténuer, en formant le conducteur par deux bandes de cuivre disposées parallèlement et dont l’ensemble forme un condensateur lorsque ces bandes sont bien isolées entre elles ainsi que de l’eau.
- Si l’on coupe ces bandes en morceaux isolés les uns des autres et si on les dispose de telle façon que les points de section de l’une des bandes conductrices se trouvent au milieu des portions de la bande opposée, on obtiendra une série de condensateurs, dont une armature appartiendra au condensateur précédent et l’autre au suivant.
- Si l’on charge l’un des condensateurs extrêmes en le reliant à l’un des pôles d’une batterie, tous les condensateurs suivants se chargeront
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- aussi et l’électricité rendue libre sur la dernière armature pourra être utilisée pour faire les signaux. Une pareille disposition n’est pas pratique avec les différences de potentiel faibles qu’on est obligé d’employer.
- Le procédé imaginé par la maison Siemens et ITalske diffère du procédé précédent et permet pour une section donnée et une môme facilité de transmission d’augmenter la longueur du câble dans le rapport 3/2.
- Ce résultat peut être atteint, comme on le sait, par l’introduction de stations de translations électromagnétiques ; le dispositif a du reste été employé il y a déjà assez longtemps avec succès dans la ligne sous-marine établie entre Suez et Aden.
- Le procédé, peu nouveau en théorie, consiste
- E
- dédouble le câble, qui est formé à cet effet de deux fils de cuivre, isolés l’un de l’autre, et qui peuvent, si on le désire, être disposés symétriquement; puis on réunit les extrémités opposées de ce double conducteur avec le câble, de telle façon que chacun de ces conducteurs forme l’extrémité d'un circuit.
- Cette disposition est représentée sur la figure 2. Le câble double agit comme inducteur en ce sens que chacun de ses fils de cuivre joue le rôle des spires dans l’inducteur. L’armature en fer qui entoure le câble renforce l’induction. Les extrémités libres du double fil sont mises à la terre ou reliées à l’armature en fer du câble.
- Cette forme d’exécution peut facilement être établie de façon que le câble puisse être noyé
- V///^///.V/S/^//s '/////ÇA
- T (8
- 7/À/sm
- Fig. 3
- à remplacer le l'elais par un inducteur électromagnétique de forme convenable.
- Le câble est coupé au milieu, et chacune de ses extrémités est relié aux deux enroulements de l’inducteur ; les deux autres extrémités libres des câbles et de l’inducteur sont mises à la terre.
- La figure i représente schématiquement ce système de mise en circuit.
- Le câble ainsi coupé forme deux circuits séparés agissant l’un sur l’auti'e par induction, et par suite chaque impulsion du courant partant d’une station de la terre provoque à la station éloignée un courant d’une intensité correspon-dante.
- Comme chaque circuit séparé ne comprend que la moitié de la longueur de la ligne, la facilité est théoriquement augmentée dans le rapport de 4 à i.
- En pratique, par suite de l’action retardatrice des appareils, de l’augmentation de la longueur réelle de la ligne par les enroulements inducteurs, du rendement de la transformation, la facilité de transmission se trouve être réduite au double environ.
- La réalisation pratique de l’introduction de l’inducteur dans le câble peut être faite ainsi :
- Sur une certaine distance, vers le milieu, on
- sans aucun danger pour la pose ou le fonctionnement.
- Au lieu de diviser le câble en deux parties, on peut le diviser en un plus grand nombre. A chaque coupure on intercale alors des appareils d’induction ou câbles doubles, comme on l’a dit plus haut. Cette disposition se recommande particulièrement lorsque le câble doit servir à la téléphonie.
- Dans certains cas, le câble entier peut être établi avec deux conducteurs; on relie alors ceux-ci chacun alternativement à la terre, et cela à des distances égales (lig. 3).
- Cette méthode est surtout applicable également aux câbles souterrains destinés à la téléphonie.
- _ _ F. G.
- Ampèremètre Weston (1893).
- Cet ampèremètre a sa bobine fixe H enfermée dans le circuit magnétique complètement fermé, composé de l’enveloppe G et des deux fonds en fer doux C et E, à pièces polaires J J', entre lesquelles tourne l’armature en fer M de la bobine mobile u, montée en parallèle avec II, et dont l’axe porte l’aiguille R. Le champ magnétique est très puissamment concentré autour de u, et
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- 77
- la fermeture complète du circuit magnétique DEF empêche les indications de l’appareil
- Fig-, i et 2. — Ampèremètre Western.
- d’être faussées par des influences extérieures. En outre, tout l’appareil est parfaitement abrité de la poussière et de l’humidité.
- Eclairage électrique des trains de chemins de fer en Italie, par M. Emilio Piazzoli (').
- Charge des accumulateurs. — Elle s’opère à la station de Turin, en disposant les accumulateurs en quantité, ou, plus précisément, en disposant 6 batteries en série et 3 séries en quantité : on peut ainsi charger simultanément 18 batteries. La dynamo dont on se sert a été construite par le « Tecnomasio » de Milan ; c’est une machine en dérivation fournissant 40 ampères et i5o volts à i5oo tours.
- La tension maxima de la charge est donnée par l’équation
- 6 X 9 X 2,6 = 140,4 volts,
- (*) La Lumière Électrique du 7 octobre, p. 29.
- 2,6 volts étant la tension maxima de la charge de chaque accumulateur.
- Le courant maximum de charge étant de i5 ampères et le minimum de 10, l’intensité moyenne du courant .ressortira à
- 12,5 x 3 = 37, ampères.
- Pour charger les batteries, on les dispose sur un banc de charge formé d’un châssis en bois, muni d’une série de fer en U à égal écartement que ceux des wagons.
- En correspondance avec chaque batterie existe un levier bipolaire semblable à celui fixé aux tiroirs de la voiture. On a soin de mettre en circuit la batterie correspondant à chaque levier, avant d’ouvrir le circuit, pour qu’au fur et à mesure qu’on enlève une batterie du banc la charge des autres continue.
- Le tableau de distribution du courant comprend le rhéostat du champ magnétfque de la dynamo, un circuit principal provenant de celle-ci, et trois circuits dérivés pour le service des trois séries de batteries.
- Le circuit principal est muni d’un appareil de sûreté, d’un interrupteur automatique, d’un ampèremètre et d’un voltmètre. Chacun des circuits dérivés est pourvu d’un rhéostat pour la batterie, d’un interrupteur et d’un ampèremètre avertisseur. Ce dernier est muni d’une sonnerie d'alarme et de deux petites lampes, rouge et verte. La première s’allume quand le courant atteint i5 ampères et la seconde quand il descend à 10 ampères; la sonnerie fonctionne dans les deux cas.
- La station de charge est complétée par un petit tableau pour l’essai des lampes et celle de chaque batterie. La charge des batteries demande de six à sept heures.
- L’installation n’est pas utilisée complètement, car jusqu’ici elle n’a servi qu’à expérimenter sur deux voitures qui vont de Turin à Rome.
- On ne peut pas encore se prononcer sur le taux de la dépense, qui deviendra de plus en plus faible a mesure que l’éclairage électrique s’étendra.
- Les frais de premier établissement pour les appareils appliqués aux deux voitures de première classe actuellement en fonctionnement, munies de cinq lampes, sont les suivants, et on peut les considérer comme des maxima.
- Dépenses pour appliquer l’éclairage électrique
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- à une voiture de première classe munie de cinq lampes :
- Batterie de 9 accumulateurs, et caisses à coulisses
- avec leurs accessoires....................... 400 fr.
- Coulisseaux appliqués aux véhicules.............. 90
- Compteur horaire, petite porte à clef, etc....... 70
- Interrupteur principal avec clef et appareil de
- sûreté........................................ 20
- 5 lanternes complètes........................... i5o
- Montage électrique, fourniture des conducteurs, tubes, etc...................................... 100
- 83o
- L’installation des appareils à gaz dans une voiture du même type coûte à l’administration delà Méditerranée 1020 francs.
- La même administration a l’intention d’essayer les accumulateurs à cloisons poreuses brevetés par Gandini. Gomme on le sait, ils ont l’avantage d’une longue durée, parce qu'il est impossible que la matière active se détache des plaques ni que celles-ci se recourbent et forment des contacts; l’entretien courant se réduit presque exclusivement au remplacement des vases poreux qui viennent à se briser.
- il sera intéressant de connaître les résultats pratiques que donneront ces accumulateurs appliqués à l’éclairage des trains.
- La Compagnie du chemin de fer Novara-Seregno a fait établir en 1890 par la Maschinen Fabrik d’Esslingen une installation électrique pour 4 voitures.
- On y emploie 40 batteries d’accumulateurs Tudor fournis par la maison Muller de Hagen et composés de 8 éléments de l’ancien type II, de la capacité de 60 ampères-heures sous un régime de charge et se décharge de 6 ampères. Chaque élément est formé de 3 électrodes positives et de 4 négatives de 0,190 m. de hauteur, 0,160 m. de largeur et 0,008 m. d’épaisseur; il est monté dans une caisse en bois revêtue de lames de plomb et remplie d’eau acidulée à 190° Baumé. Les châssis en bois destinés au transport des accumulateurs contiennent chacun 4 éléments, qui ont les dimensions extérieures de o,65o m. X 0,260 m. et o,38o de hauteur. Ils sont introduits dans des coulisseaux pratiqués sous le plancher des voitures.
- Voici, sur le fonctionnement de cette installation, quelques données qu’a bien voulu nous fournir la Compagnie Nord-Milano, qui exploite actuellement la ligne Novarra-Seregno.
- Il y a en service 5o voitures, munies de lampes
- électriques, soit 26 de première classe, 12 mixtes de première et deuxième classe, et 12 de seconde classe. Chacune de ces voitures est pourvue de 3 ou de 4 lampes à incandescence, une par compartiment, les unes de 7, les autres de 5 bougies.
- Les accumulateurs sont presque tous du type Tudor. Chaque voiture en porte 8, répartis en deux caisses ou tiroirs de transport. La charge en est faite dans un local attenant à la station de Milan et recevant le courant de la station Edison qui existe dans la ville, au prix de 5 centimes par ampère-heure à io5 volts. La capacité des accumulateurs est de 60 ampères, ce qui suffit pour 12 à i5 heures d’éclairage. Chaque accumulateur est composé de :
- 1 caisse de bois revêtue de plomb du poids de 5,8okil.
- 4 plaques négatives............................... 6,90
- 2 plaques positives............................... 7,10
- 2 lames de verre pour isoler les électrodes.... i,3o
- Eau acidulée...................................... 3,5o
- Total.... 24,60 lui.
- Les caisses de transport, qui contiennent chacune 4 accumulateurs, sont closes en dessus par un couvercle à vis et rendues étanches au moyen d’une garniture de mastic; vides elles pèsent 24 kilogrammes. Ainsi chaque caisse garnie de ses accumulateurs pèse 24 -f- (4 X 24,6) = 122,4 kilog. ; ce qui surcharge les wagons de 244,8 kilog. le poids des coulisseaux non compris. Chaque batterie de 8 éléments, avec ses deux caisses de transport, coûte environ 800 francs.
- Celles actuellement en usage ont déjà fourni un service très régulier de quatre années, et il n’est pas encore question de changer les plaques. Ce qu’on a dû remplacer, c’est le revêtement intérieur en plomb des caisses; mais c’est une dépense minime.
- La Compagnie a également en expérience depuis presque deux ans deux batteries d’accumulateurs à diaphragme poreux, système Gandini, d’une capacité de 60 ampères, qui pèsent un tiers de moins que les batteries Tudor et coûtent aussi un peu moins cher.
- On a fait encore des essais avec deux batteries à plaques perforées de la Société suisse de Marly d’une capacité de 120'ampères; mais après une seule année de service les cellules des électrodes se sont éventrées en grande partie et les deux batteries ont été mises hors d’usage.
- Finalement on essaie depuis un an une autre batterie de 8 éléments fournie par la Société
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- anonyme pour le travail électrique des métaux, | d’une capacité de 80 ampères, qui se comporte bien.
- En ce qui concerne les frais de remplacement des plaques et d'amortissement des accumulateurs, la Société Nord-Milano ne croit pas encore pouvoir émettre de jugement, parce que des électrodes Tudor en service sont toujours celles qui avaient été fournies à la Compagnie Novara-Saregno, qui exploitait la ligne avant elle. Ensuite la Maschinen Fabrik d’Esslingen, qui avait fourni les accumulateurs pour le compte de la maison Muller et Einbeck, s’était chargée pour dix ans de l’entretien des batteries moyennant une prime annuelle de 40/0 sur le prix des accumulateurs. La Compagnie Nord-Milano, trouvant le marché onéreux, l’a résilié en affranchissant le fournisseur de toute garantie.
- Quant aux dépenses de fonctionnement, les moyennes constatées pendant les sept, premiers mois de l’année courante sont les suivantes, par lampe de 7 bougies :
- r Eclairage proprement dit :
- Courant électrique.................. Fr.
- Remplacement des lampes................
- Acide sulfurique, eau distillée et objets divers
- de consommation......................
- Main d’œuvre...........................
- Frais généraux.........................
- 2° Réparations aux accumulateurs.............
- 3° — au mécanisme de la station...
- o,o33i
- 0,0022
- o,oo35
- 0,0212
- 0,0070
- 0,0670 0,0415 o,oo53
- Total.... o,ii38
- dépense qui ressort notablement supérieure à celle des autres entreprises connues. Ce qui contribue à cette augmentation, c’est surtout la main d’œuvre, comptée ici très cher, et omise autre part, parce que le personnel employé aux lampes à huile a été chargé par surcroît de l’éclairage électrique; c’est aussi le coût élevé du courant électrique et les frais de réparations aux accumulateurs, frais qui semblent excessifs puisque en somme les plaques n’en ont pas été changées.
- A. B.
- Téléphonie océanique* par Silvanus P. Thompson (')•
- Deuxième cas. — Emploi de dispositifs à induction mutuelle. — Dans ce cas, le câble est divisé
- ('} La Lumière Electrique du 7 octobre 1893, p. 3q.
- en sections dont chacune agit inductivement sur les sections adjacentes; là encore on peut imaginer de nombreuses variantes : — Divisons les deux conducteurs du câble en longueurs égales, et plaçons dans les diverses parties des bobines à induction mutuelle. Le câble serait alors disposé comme l’indique la figure 7.
- On voit que si le courant dans la ligne A augmente et se dirige vers a, l’action inductive produit dans la section suivante un courant augmentant simultanément mais de sens contraire au premier, de sorte que tandis que le potentiel en a augmente celui en m diminue. Il en résulte que les courants nécessaires pour neutraliser les charges accumulées par la capacité n’auront pas, comme dans les câbles ordinaires, à parcourir toute la longueur d’une extrémité à l’autre, mais n’auront à parcourir que la demi-longueur d’une section. Donc, si l’on divise un câble de 2000 milles de longueur en 25 sections de 80 milles, il n’y a pas plus de re-
- B, ---
- Fig.
- tardation que dans un câble ordinaire de 40 milles. Il n'est pas nécessaire de diviser à la fois les deux lignes. Dans la figure 8, par exemple, la division est obtenue sans solution de continuité de la ligne B. Ou bien, le sectionnement peut être réparti alternativement sur les deux lignes comme dans la figure 9.
- Si l’on emploi trois conducteurs, dont l’un peut être constitué par l’armature, le sectionnement peut être réalisé comme l’indique la figure 10.
- On est naturellement conduit à employer des bobines d’induction très longues, comme, par exemple, un transformateur très allongé, ou le câble transformateur proposé par MlM. Siemens et Halske, il y a quelques années. Ou bien, comme l’a indiqué l’auteur en 1891, on peut se servir de l’induction mutuelle entre les conducteurs du câble lui-même, simplement en les entourant de fer. Le câble devient alors un assemblage de trois fils parallèles, dont deux agissent l’un sur l’autre par induction mutuelle, et sont reliés par intervalles comme le montre la figure 11.
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- Enfin, il est possible d’avoir de l’induction . mutuelle entre deux fils qui ne font pas partie de circuits fermés, comme dans le phonopore de M. Langdon Davies.
- III. De la possibilité demployer en pratique des dispositifs d'induction pour compenser la retardation. — Etant donné que le shunt de Varley appliqué aux. extrémités d’un câble permet de compenser jusqu’à un certain point des effets de la capacité, et que sur les longues lignes terrestres la vitesse de transmission peut être accrue en insérant dans la ligne des translateurs, ou
- Bj ** ’ ** " B2
- Fig. 8
- simplement par la présence d’un défaut, il est curieux que l’on n’ait pas songé plus tôt aux solutions très simples que l’on propose maintenant. Peut-être faut-il attribuer cet état de choses à la répugnance qu’inspire l’idée de créer délibérément des défauts sur les lignes, quoique ces défauts aient une grande résistance et, dans les dispositions décrites, ne soient pas susceptibles de varier.
- L’idée de répartir les shunts le long de la ligne semble d’ailleurs avoir été conçue vaguement par M. Willoughby Smith, en 1879. Mais
- Fig. 9
- il semble n’avoir pu la réaliser parce que les électro-aimants employés ne fonctionnaient pas d’une façon satisfaisante. D’autres électriciens ont proposé l’emploi de shunts inductifs entre la ligne et la terre; parmi eux, nous trouvons M. Lockwood et M. Edison. Celui-ci applique dans son brevet n° 135531 des shunts inductifs pour combattre la charge statique de la ligne. En 1890, M. Carty décrivit des dispositions de ligqes dans lesquelles les électros des sonneries étaient placés en dérivation; il trouva qu’une ligne munie de huit électro-aimants ainsi disposés aux stations intermédiaires transmettait mieux la parole qu’une ligne n’ayant que deux
- électro-aimants en dérivation. Sur la ligne téléphonique Paris-Londres, on a également remarqué que l’insertion en dérivation de récepteurs téléphoniques sur les parties intermédiaires de la ligne était plutôt favorable à la transmission entre les extrémités. Il est donc raisonnable d’admettre qu’en systématisant l’emploi des shunts, en les répartissant méthodiquement, le câble le plus long pourra être disposé de façon à transmettre la parole.
- L’auteur a fait de nombreuses expériences avec des condensateurs et des résistances grou-
- A| ______ _____ ^2
- j \oftwaa nf Xfloaofto/ | Vqaaaaa/
- g ymtWCTy ydwnftiv ^ ^
- O, C2
- Fig. 10
- pés de façon à imiter les câbles réels avec toutes leurs propriétés. Un de ces câbles artificiels, par exemple, était formé d’une résistance de 7000 ohms et d’une capacité de 10 microfarads. Il était impossible de communiquer téléphoniquement entre ses deux extrémités. Or, l'insertion d’une seule bobine de self-induction, de 3i2 ohms seulement de résistance et d’une constante de temps de o,oo5 de seconde, a permis la transmission téléphonique, excepté seulement pour les sons très aigus.
- Un résultat curieux de ces expériences, c’est
- Fig-. 11.
- que des transmetteurs téléphoniques munis de bobines d’induction ne peuvent presque pas servir dans la transmission par câble. L’enroulement en fil fin présente probablement trop de self-induction en série dans le circuit. Il est évident qu’il faudra sur ce point introduire des modifications.
- Jusqu’ici nous avons examiné l’efficacité des dispositifs à self-induction. L’expérience a montré que l’induction mutuelle peut aussi donner des résultats pratiques. Une règle bien connue dit que la retardation dans un câble est proportionnelle au carré de la longueur. Si donc on divise une ligne de 2000 milles de Ion-
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- gueur en deux tronçons de 1000 milles que l'on relie par un relais, la retardation totale se trouvera considérablement réduite, au moins de moitié. Seulement, dans ce cas, il est évident qu’une partie de l’énergie électrique sera absorbée dans le relais, quelle que soit la construction de celui-ci, fût-il même constitué par une simple bobine à induction mutuelle.
- Pour les lignes terrestres on a souvent proposé le sectionnement; Edison, par exemple, a proposé ce moyen dans son brevet n" 150848. On peut objecter à l’emploi des bobines d’induction qu’elles ne sont jamais assez bien construites au point de vue inductif. Si le flux dû à l’un des enroulements n’est pas intégralement embrassé par l'autre, la self-induction de chaque bobine n’est pas complètement équilibrée. L’induction mutuelle tend à compenser la self-induction des deux circuits, mais pour arriver à une compensation complète, il faut que la totalité de chaque circuit soit en relation inductive avec l’autre. Dans l’application en question, ces bobines devront donc être spécialement construites et intercalées à intervalles très réguliers.
- Le câble lui-même devra être exempt de self-induction autant que possible. Il ne devra pas être construit comme le sont les câbles transatlantiques, c’est-à-dire avec un seul conducteur entouré d’une enveloppe de fer, qui ajoute au circuit une énorme impédance. Dans les câbles à deux conducteurs placés côte â côte, l’enveloppe de fer, renfermant les deux fils, augmente heureusement leur induction mutuelle. Comme l’a fait remarquer l’auteur en 1890, lors de la discussion relative à la ligne Paris-Londres, l’induction mutuelle du câble à cieux conducteurs est un avantage, et donne une transmission bien meilleure que ne l’avaient fait prévoir les considérations ne tenant compte que de la capacité et de la résistance. Dans une construction comme celle de la figure 6 (p. 36), le fer employé à augmenter la self-induction des compensateurs servira également, s’il est convenablement disposé^ à accroître l’induction mutuelle entre les deux fils. L’expérience acquise dans les applications du courant alternatif par le à ce point de vue en faveur des dispositions proposées pour la téléphonie océanique de l’avenir.
- IV. Conclusions. — La téléphonie océanique
- est possible. Les moyens de la réaliser sont à notre portée. Il peut être utile de commencer avec une ligne plus courte qu’un câble transatlantique; mais un câble construit d’après ces nouvelles données ne coûtera pas beaucoup plus cher que le câble du type actuel; et qu’il permette ou non de transmettre la parole, il est certain qu’il rendra possible d’augmenter la vitesse de transmission des signaux télégraphiques. A. IL
- REVUE DES TRAVAUX
- RÉCENTS EN ÉLECTRICITÉ
- Sur le pouvoir inducteur spécifique des corps et sur leurs indices de réfraction, par Stefano Pagliani (')•
- L’hypothèse d’Helmholtz sur les propriétés des diélectriques consiste à admettre que les molécules du diélectrique sont déjà polarisés et que la force électrique ne fait autre chose que de les orienter. Désignons par d t l’élément de volume occupé par la molécule. Les quantités d’électricité positive et négative contenues dans l’élément d t seront -f- cd r et — e d, x. Soient a, b, c les coordonnées de la molécule et P („v, y, 2) un point quelconque à l’extérieur ou à l’intérieur du diélectrique. Le moment diélectrique de la molécule rapporté à l’unité de volume est le produit de e par la distance entre les deux points chargés par les quantités d’électricité -f- e — e, soient a, p, y ses composantes, suivant les trois axes de coordonnées. Le potentiel au point P sera donné par la formule connue
- ôQ=d,(«V.HiL' + l2r) ou
- r = \/(.v — a)2 + (y—b)--f (a — c)* et le potentiel total du même point sera :
- d \ ?-V Sx
- Considérons maintenant deux conducteurs
- I1) Rendiconli delta R. Accademia dei Lïncei.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- chargés agissant l’un sur l’autre et sur le diélectrique. Soit V le potentiel de ces conducteurs dans l’hypothèse que le diélectrique n’a aucune influence. Si nous supposons le diélectrique polarisé, le potentiel du point P sera Q. Le potentiel total en un point quelconque de l’espace sera donc V -)- Q.
- D’autre part, le pouvoir inducteur spécifique est donné par :
- Ce pouvoir inducteur spécifique croît donc lorsque Q diminue, les autres conditions restant les mêmes.
- Le potentiel Q est une somme de produits dont les deux facteurs sont l’un le volume de la molécule, et l’autre une expression dépendant indirectement de cette molécule, puisqu’elle contient les composantes du moment diélectrique.
- La valeur de Q dépend donc non seulement du volume de la molécule, mais aussi du nombre de molécules contenues dans nn diélectrique de dimensions déterminées. En un mot, si on compare deux diélectriques de mêmes dimensions, le nombre de molécules contenues dans chacun dépend non seulement du volume de la molécule relative, mais encore des espaces intermoléculaires. On ne peut donc pas dire que Q augmente avec le volume occupé par une molécule, ou diminue avec le nombre de molécules contenues dans l’unité de volume, puisque cette grandeur dépend simultanément de deux autres.
- La même valeur du premier inducteur spécifique ne décrit pas nécessairement avec l’augmentation du volume de la molécule, ni ne diminué avec le nombre de molécules comprises dans l’unité de volume.
- Seuls les volumes des molécules des gaz et des vapeurs ont des rapports bien connus. Pour les liquides et les solides, on considère les volumes moléculaires tirés des rapports entre les poids moléculaires et la densité; ils ne tiennent pas compte des espaces réellement occupés par les molécules, mais représentent les volumes qui^ dans les mêmes conditions, contiennent un nombre égal de molécules des composés comparés entre eux. Les valeurs de ces volumes moléculaires sont donc en raison inverse des nombres de molécules contenues dans un
- même volume des divers corps. Si l’on compare les valeurs de la constante diélectrique avec les volumes moléculaires, on trouve qu’en général les premiers diminuent lorsque les seconds augmentent, bien que pour quelques séries (les hydrocarbures de la série de la benzine en particulier) cette règle ne se vérifie pas.
- Les recherches les plus complètes sur ce sujet sont dues à MM. II. Landolt et Hans Jahn ('). Ces savants ont déterminé l’indice de réfraction et la densité de quelques séries de composés. On peut noter aussi les déterminations des pouvoirs spécifiques de M. Tereschin (2).
- Les résultats obtenus par ces expérimentateurs montrent bien que les valeurs des pouvoirs inducteurs spécifiques pour chaque groupe de composés diminuent lorsque les volumes moléculaires croissent. Pour les hydrocarbures saturés la constante diélectrique croît au contraire avec les volumes moléculaires; pour les non saturés la loi n’est pas non plus précise : les premiers termes de la série benzoïque ont des pouvoirs inducteurs croissants et les derniers des pouvoirs décroissants.
- Pour trouver la raison de cette anomalie, cherchons une relation entre le pouvoir inducteur spécifique et les grandeurs caractéristiques des molécules des corps, c’est-à-dire le poids moléculaire, le volume moléculaire et le nombre d’atomes contenus dans chaque molécule.
- Le pouvoir inducteur spécifique est lié à l’indice de réfraction par la loi de Maxwell
- D = tt2,
- vérifiée pour une série de substances solides et liquides par MM. Arons et Rubens (3) en remplaçant n par les indices de réfraction que l’on obtient directement maintenant par la mesure des longueurs d’ondes des oscillations électriques. Si la conductibilité des corps considérés est infiniment petite, d’après la théorie électromagnétique de la lumière, les indices de réfraction sont indépendants de la longueur d’onde, et par suite les phénomènes de dispersion ne peuvent avoir lieu; ces conditions se vérifient avec une grande approximation sur les composés organiques.
- (') Sitzungsbcrichlc Berlin. A kademie, juillet 1892. (2) Wied. Ann., 86, 1889.
- P) Wied. Ann,, n" 42 et 44, 189t.
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- D’autre part, nous avons aussi une relation de M. Joubin (’) entre l'indice de. réfraction, le poids moléculaire et le nombre d’atomes contenus dans chaque molécule du composé. C’est une relation qui, comme je le démontrerai, ne peut être générale, mais qu’on peut admettre avec une certaine approximation pour un moment. Soient M le poids moléculaire, N le nombre d’atomes ; cette relation peut se mettre sous la forme
- V N ’
- où K est une constante qui doit être la même pour tous les corps.
- En combinant cette relation avec celle de Gladstone et Dale reliant l’indice de réfraction d’une substance à sa densité,
- n—1
- -g— constante,
- on obtient :
- «=Ky«.
- Si U est le volume moléculaire de la même substance, nous aurons d = d’où l’on déduit:
- V/f = K""
- et
- cl = K"' iÈ (3)
- En tenant compte de la relation de Maxwell n — \/'D, on peut écrire la formule de Gladstone et Dale sous la forme
- (v/D — i) -^-= constante, (3)
- qui, combinée avec (3), donne
- (yjW—i) = constante. (4)
- D’autre part, outre la relation de Gladstone et Dale, nous en avons deux autres : celles de L. Lorenz et IL Lorentz,
- H- — I ï .
- r— j = constante, n- + 2 d
- et celle de Ketteler, analogue à la précédente :
- — 1 1 . ,
- — j = constante,
- dans laquelle on déduit des données expérimentales les valeurs spéciales de x pour les diverses substances.
- De ces deux expressions, on peut en déduire quatre autres contenant N et U de M et N, mais les valeurs des constantes ne sont pas assez générales. Les résultats sont au contraire très satisfaisants si l’on se donne une nouvelle expression en faisant „y = o dans la formule de Ketteler. Celle-ci devient alors :
- ou
- D— 1 N —jj- -y- = constante (5)
- D Vm = conslante- (6)
- L’auteur a calculé ces deux constantes pour quelques séries de corps (hydrocarbures, alcools, éthers) et a comparé les résultats obtenus avec
- les valeurs de !? , 1.4 calculées par Landolt et D + 2 d r
- Jahn, Negreano, Tereschin, Quincke.
- Il résulte des nombres obtenus par l’auteur, que nous ne reproduisons pas ici, que les constantes calculées pour une même série de composés sont plus concordantes pour les expressions (5) et (6) que pour celles déduites de la loi Lorentz-Lorenz.
- De même les valeurs pour les diverses séries sont moins différentes pour les expressions de l’auteur que pour celles déduites delà loi de Lorentz-Lorenz. Il en résulte que ces expressions sont beaucoup plus générales que celles des autres auteurs.
- On peut remarquer aussi que les valeurs des constantes de la première relation diminuent pour une même série lorsque la complication de la constitution augmente.
- Enfin, on voit que l’eau et l’éther se placent entre les alcools et les éthers composés; les chlorures d’éthylène et d’acéthylène sont voisins des hydrocarbures non saturés, et l’essence de térébenthine tient le milieu entre les carbures non saturés et les aromatiques. Les composés non oxygénés comme les hydrocarbures donnent des valeurs plus faibles que les composés oxygénés et les composés ne contenant ni hy-
- C) Comptes rendus, 1893.
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- drogène ni oxygène correspondent aux valeurs les plus faibles des constantes.
- F. G.
- Sur les Oscillations de la foudre et des aurores boréales, par John Trowbridge (').
- Il est généralement admis que lorsque des décharges puissantes, comme celles de la foudre, éclatent dans l’air, ce gaz est rompu comme le verre ou tout autre milieu élastique solide, et que c’est dans les fissures ainsi créées que se produisent les oscillations électriques. Cette hypothèse se trouve confirmée par l’examen des photographies d’éclairs qui montrent toujours l’existence d’une première étincelle plus ou moins sinueuse suivie d’oscillations.
- Le même fait peut être observé sur les photographies obtenues par Feddersen à l’aide d’un miroir tournant devant les pôles de décharges d’une batterie de condensateurs. Leur examen montre nettement que pendant un intervalle de temps de quelques cent-millièmes de seconde la décharge suit le chemin tracé par la première étincelle, l’étincelle pilote, comme l’appelle M. Trowbridge. Pour en avoir une preuve plus évidente, celui-ci a repris les expériences de Feddersen en employant une assez puissante machine à courants alternatifs, dont le débit et la force électromotrice pouvaient varier entre des limites étendues, pour faire fonctionner un transformateur et charger une batterie de condensateurs à lame d’huile. Les décharges ainsi obtenues étaient suffisamment puissantes pour porter rapidement au rouge blanc et même fondre des tiges de fer de 6 mm. de diamètre servant d’électrodes. En les faisant passer dans le secondaire d’un transformateur de trente secohms de self-induction, le courant primaire était capable de porter à l’incandescence trois lampes Edison de cinquante volts placées en dérivation ; tandis que les décharges de deux grandes batteries à lame de verre chargées par une machine électrique ne pouvaient, dans les mêmes conditions, porter au rouge le filament d’une lampe de six volts.
- Les photographies obtenues reproduisent dix à douze oscillations, la durée de chacune d’elles étant de un cent-millième de seconde environ.
- (') Philusophical Magazine, t. XXXVI, p. 343-35o; octobre i893i
- Deux ou trois de ces oscillations suivent exactement le chemin de la première.
- Les oscillations qui accompagnent les décharges électriques atmosphériques peuvent donner lieu à de curieux phénomènes que l’auteur décrit de la manière suivante :
- « Pendant un récent séjour dans un hôtel éclairé par des lampes à incandescence, j’ai eu l’occasion d’observer que les lampes clignot-taient à chaque décharge, bien que le temps qui s'écoulait entre ce phénomène et le bruit du tonnerre indiquât que l’orage était encore loin. Cet effet était dû, sans nul doute, à l’induction produite par les oscillations des éclairs, car les lampes furent complètement éteintes par les décharges puissantes et proches, quoique les plombs de sûreté ne fussent pas fondus. L'observation de ces effets de la foudre sur la lumière électrique me conduit à penser que le système qui consiste à fixer les conducteurs d’éclairage électrique le long des appareils à gaz n’est pas sans danger. Si une légère fuite de gaz se produit aux joints des tuyaux ou à travers les trous résultant de la présence de grains de sable dans les pièces obtenues par fusion, une étincelle électrique provenant des effets de résonance ou de la chute de la foudre dans le voisinage des fils électriques, peut enflammer le gaz et provoquer un mystérieux incendie. Un incendie de ce genre n’a été évité dans l'hôtel dont je parlais que par la surveillance d’un domestique qui s’aperçut qu’un jet de gaz s'échappait d’un trou d’épingle dans les appareils à gaz fixés-sur une boiserie. Pendant l’orage, une petite étincelle avait enflammé le gaz. Les fils électriques et les tuyaux à gaz ne devraient donc jamais être voisins, car aucun parafoudre ne peut empêcher que de petites étincelles, dues le plus souvent à des effets de résonance, ne se produisent. »
- A l’étude de la décharge disruptive ou oscillante de la foudre, M. Trowbridge rattache celle de la décharge par aigrettes, ainsi que le phénomène des aurores boréales.
- Il fait remarquer que la décharge disruptive cesse d’avoir ce caractère après quelques oscillations, c’est-à-dire au bout de quelques cent-millièmes de seconde, pour se transformer en décharge par aigrettes; la fissure en zig-zag qui résulte de la décharge disruptive disparaît, et les électrodes de décharge s’illuminent.
- D’un autre côté il considère le phénomène des
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- aurores boréales comme identique à celui de l’illumination d’un tube à vide que l’on tient d’une main; l’autre main est placée sur l’un des pôles d’un transformateur convenable, expérience bien souvent répétée depuis que M. Tesla l’a vulgarisée. Or, M. Trowbridge est parvenu à obtenir cette illumination avec la décharge disruptive en intercalant un tube à vide et une colonne d’eau d’une résistance convenable entre les électrodes de décharge.
- L’auteur dit ensuite quelques mots de la décharge stratifiée et ne croit pas que les stratifications que l’on observe dans les gaz raréfiés soient en relation avec la durée d’oscillation de la décharge. Il a constaté, en effet, que la distance des stratifications varie à peine quand on fait varier cette durée dans des limites très étendues. 11 opérait soit avec une bobine de Ruhmkorff donnant de six à cent vibrations par seconde, soit avec des machines alternatives donnant, l’une, 3oo à 400 alternativités par seconde, l’autre, 900 à 1000. Il a en outre observé que cette distance était à peine altérée par une modification considérable de la self-induction du circuit. En un mot, il n'a constaté aucune relation entre la durée / = 2 tc \/L C d’une oscillation et le phénomène de la stratification.
- Il en conclut que les stratifications observées dans les aurores boréales ne sont pas dues, comme le pensent certains auteurs, à des oscillations électriques excessivement rapides s’effectuant des millions de fois par seconde. D’ailleurs, une autre considération conduit également au rejet de cette explication. On sait que l’amplitude d’une oscillation électrique varie _ !LL
- comme e ^ . Gomme R est très grand dans le
- cas de la décharge par aigrettes, l’amplitude de l’oscillation serait bientôt nulle, et elle ne pourrait plus produire de lumière.
- Pour M. Trowbridge, la cause des stratifications de l’aurore est plus simple, et il a pu les reproduire dans le tube à vide placé, avec une résistance sans induction, entre les électrodes des décharges disruptives. Il suffit de toucher avec le doigt des points convenablement choisis de ce tube pour voir apparaître des stratifications qui restent stationnaires tant qu’on laisse le doigt en place et qui sont indépendantes du nombre d’alternances du courant qui excite le transformateur.
- La conclusion de l’auteur est qu’il n’y a aucune raison de croire à l’éxisLence des oscillations électriques très rapides dans les aurores.
- J. B.
- Sur la rotation magnéto-optique, par Andrew Gray (').
- La célèbre découverte de Faraday de la rola-tion que subit le plan d’un rayon polarisé traversant un morceau de verre lourd placé dans un champ magnétique fut le point de départ de cette importante branche de la science que l’on nomme l’électro optique. Comme première relation physique observée entre les phénomènes optiques et magnétiques, elle est l’origine de la théorie électromagnétique de la lumière avec toutes les magnifiques recherches et découvertes qui ont marqué sa vérification expérimentale récente.
- Je me propose, dans cet article, de rendre brièvement compte de la rotation magnéto-optique et des progrès accomplis en vue d’en donner une explication dynamique, et je terminerai par une courte discussion de quelques-uns des phénomènes intimement liés qui ont été mis en lumière par de récentes investigations. Je n’ai pas l’intention, toutefois, de discuter les méthodes expérimentales employées dans les diverses recherches.
- En premier lieu, il faut distinguer la relation magnéto-optique trouvée par Faraday, de l’effet en apparence semblable qui se produit lorsqu’un rayon polarisé traverse une lame de quartz coupée perpendiculairement à l’axe optique, ou une solution de sucre ou d’acide tartrique. Dans ce dernier cas, la rotation du plan de polarisation ne dépend que des positions des particules déplacées du milieu ou dans le milieu élastique qui forme le véhicule de l’onde, et non de leurs mouvements ; dans le premier cas. l’effet est un résultat des mouvements des particules d’une autre matière noyée dans ou supportée par l'éther ambiant.
- La démonstration suivante est, je crois, celle qui a été donnée par lord Kelvin. Imaginons deux gelées élastiques, l’une creusée de nombreuses petites cavités hélicoïdales, tordues toutes dans le sens droit ou toutes dans le sens
- (') Salure, de Londres, du 10 août 1893.
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- gauche; l’autre gelée contenant des particules douées d’un mouvement de rotation et réagissant par les forces centrifuges dues à cette rotation contre les forces élastiques du milieu ambiant, et supposons que la direction de l’axe et celle de la rotation soient la même dans les différents cas. La première gelée transmettra des ondes polarisées .circulairement se propageant parallèlement à l’axe de l’hélice avec des vitesses différentes selon que la disposition hélicoïdale des particules déplacées dans l’onde concorde ou non avec le sens de la structure de l’hélice. Dans l’autre gelée les vitesses seront différentes selon que le sens du mouvement de la particule produit par l'onde est ou non opposé au sens de la rotation.
- Cette démonstration rend compte de la différence essentielle entre les résultats d'observation dans les deux cas. La rotation du plan de polarisation produite par le passage du rayon à travers le quartz dans un sens est annulée par un passage subséquent en sens contraire ; celle produite par le passage du rayon à travers un milieu transparent placé le long des lignes de force d’un champ magnétique est doublée par le retour du rayon à travers le milieu.
- Pour comprendre ce qui se passe dans les deux cas, nous avons à considérer la nature d’un rayon polarisé plan. D’après la théorie électromagnétique de la lumière la perturbation dans un rayon polarisé consiste en un déplacement électrique dans une direction perpendiculaire au plan de polarisation défini comme d’ordinaire par la réflexion, et en un déplacement magnétique perpendiculaire à la fois au déplacement électrique et à la ligne de propagation, ces deux actions ayant la même phase dans un rayon direct non réfléchi.
- Il est jusqu’à présent impossible de dire ce qui, dans l’éther, correspond dynamiquement à ces deux actions ; mais il n’est pas douteux que ce sont des phénomènes dus au mouvement de ou dans quelque éther luminifère. Dans la théorie élastique de la lumière qui, vraie ou fausse, doit avoir une certaine concordance avec les faits, chaque portion de l’éther dans un rayon polafisé plan était supposée animée d’un mouvement vibratoire en ligne droite perpendiculaire à la direction de propagation, la direction de cette ligne étant la même tout le long du rayon.
- Fresnel a montré qu’un mouvement de ce genre peut être considéré comme la résultante de deux mouvements circulaires opposés appartenant simultanément à chaque partie mobile de l’éther.
- En effet, considérons un mouvement qui entraîne une particule autour d’un cercle A (fig. i) dans un temps déterminé T dans le sens de la flèche, et un autre entraînant une particule autour du cercle B dans le même temps et en sens opposé. Imaginons deux particules distinctes se déplaçant avec des vitesses uniformes égales le long des deux cercles et se trouvant au même moment au sommet de leurs orbites circulaires.
- Il est évident qu’à un moment quelconque les deux particules vont simultanément et avec la même vitesse en montant ou en descendant, mais que tandis que l’une va de gauche à droite l’autre se déplace de droite à gauche. Si nous
- 4- —>
- O O
- Fig- 1
- supposons donc ces mouvements combinés dans une seule particule, les vitesses dans le sens vertical s’ajouteront simplement, tandis que les mouvements à droite et à gauche se neutraliseront. Ainsi, la particule aura un mouvement vibratoire simple dans le sens vertical ayant la période du mouvement circulaire et une amplitude double du rayon de chaque cercle.
- De plus, il faut remarquer que l’accélération de la particule animée de ce mouvement rectiligne est la résultante des accélérations des particules dans les deux mouvements circulaires et que par suite la force requise pour entretenir le mouvement harmonique simple est à chaque instant la résultante des forces qui eussent agi sur les particules se mouvant circulairement.
- Maintenant, pour concevoir le mouvement dans un rayon polarisé circulairement, choisissons une série de particules disposées en hélice autour de la direction de propagation comme le représentent les figures du diagramme ci-dessous.
- Supposons que ces particules soient astreintes à décrire avec une vitesse uniforme des cer-
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- clés autour du cylindre qui contient l’hélice. Celle-ci semblera se mouvoir le long du cylindre, une onde polarisée circuiairement se propagera. La disposition hélicoïdale, ou l’onde, progressera dans un sens ou dans l’autre, selon le sens de torsion de l’hélice pour un mouvement circulaire donné, ou selon le sens du mouvement circulaire pour un sens de torsion donné. Ainsi le sens de la propagation ne change pas quand on renverse à la fois le sens de l’hélice et celui du mouvement. Tout cela est immédiatement visible dans les figures 2 et 3.
- 11 s’ensuit donc que si deux mouvements de
- C D C' D'
- Fig-. 2 à 5.
- ce genre coexistent dans la même particule, les deux ondes progresseront dans le même sens à travers le milieu. Si elles ont la même vitesse, le mouvement rectiligne de chaque particule sera le même tout le long de l’onde, mais si elles se propagent avec des vitesses inégales, la direction du mouvement tourne parce que l’onde s’avance dans le sens du mouvement des particules appartenant à l’onde la plus rapide, et engendrera, si les vitesses sont constantes, la surface d’une vis.
- Pour astreindre les particules à conserver les mouvements circulaires, il faut appliquer des torces dirigées vers le centre de l’orbite. Les réactions des particules contre ces mouvements sont leurs forces centrifuges. Mais les différentes
- particules sont reliées par le milieu élastique, et les forces centripètes sont fournies par la rigidité de celui-ci. Donc, pour des déplacements donnés produits par le rayon, les forces dues au milieu seront différentes si la rigidité est moindre, par exemple, pour une torsion hélicoïdale à gauche que pour une torsion à droite, et celle-ci se propagera avec une vitesse plus grande que l’autre.
- Maintenant, réfléchissons l’onde après son passage et admettons que le sens du mouvement de chaque particule vibrante soit renversé par la réflexion. Le sens de l’hélice ne changera pas. L’onde qui voyageait avec la plus grande vitesse lorsqu’elle était directe sera encore dans ce cas après sa réflexion, mais le sens du mouvement étant renversé, le mouvement dans le rayon polarisé plan tournera dans le sens opposé, défaisant ainsi la rotation précédente du plan.
- Il en sera de même si la réflexion se produit sans que le mouvement soit renversé, comme à la surface d’un milieu plus raréfié. Dans ce cas, l’hélice qui était à gauche est à droite après réflexion. L’hélice qui était la plus lente est maintenant la plus rapide, et la ligne de vibration résultante tournera encore, mais dans le sens du mouvement circulaire dans l’hélice qui est maintenant la plus rapide, c’est-à-dire en sens opposé à celui avant réflexion. Les figures 4 et 5 montrent les particules des figures 2 et 3 après réllexion.
- Considérons maintenant l’autre cas. On a observé que le rayon à mouvement de torsion à droite voyage plus vite que l’autre. Comme précédemment, l’action élastique du milieu ne peut dépendre que des déplacements des particules dans le mouvement hélicoïdal, et doit agir au même degré sur les particules des deux ondes circulaires. Les réactions de la force centrifuge étant les mêmes pour les deux ondes, et les vitesses de transmission étant différentes, les mouvements luminifères doivent être inégaux, et tels qu’en les composant avec un mouvement existant dans le milieu, on obtienne deux mouvements exerçant des forces centrifuges égales équilibrant les forces élastiques égalesproduites par des déplacements hélicoïdaux égaux.
- D’après cette théorie, qui est due à lord Kelvin, il existe dans le milieu un mouvement capable de se composer avec le mouvement luminifère
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- de chaque l'ayon polarisé circulairement, qui est donc une composante du mouvement rotatoire total seulement. Le passage de lord Kelvin contenant cette explication dynamique dit :
- « Je pense non seulement qu’il est impossible de concevoir une explication autre que cette explication dynamique du fait que la lumière polarisée circulairement transmise à travers du verre aimanté, parallèlement aux lignes de force magnétique, et ayant toujours tourné à droite ou à gauche, se propage avec des vitesses différentes selon que sa course est ou non dans le sens d’attraction d’un pôle nord magnétique; mais je crois que l’on peut même démontrer qu’aucune autre explication n’est possible. Il semble donc que la découverte optique de Faraday offre une démonstration de la réalité de l’explication donnée par Ampère de la nature ultime du magnétisme. »
- Un certain nombre de conclusions intéressantes semblent découler de cette théorie. En premier lieu, on n’observe l’effet de rotation d’une manière sensible que si une matière magnétique ou diamagnétique occupe le champ. La théorie n’implique donc pas une rotation de parties de l’éther, mais ne s’occupe que du mouvement rotatoire des particules matérielles qu’il emprisonne et qui réagissent sur l'éther en conséquence de leur mouvement.
- De plus, cette explication semble s’opposer à la conception du diamagnétisme comme un effet différentiel dû à l’aimantation plus intense du milieu ambiant. La rotation du plan de polarisation s’observe à la fois dans des substances paramagnétiques et diamagnétiques, mais poulie même sens du champ magnétique elle est opposée dans les deux cas. Gela indique des rotations opposées de la matière dans le champ selon ses propriétés paramagnétiques ou diamagnétiques.
- Dans toutes les substances transparentes ordinaires qui ont été étudiées, l’effet a été trouvé faible. C’est d’ailleurs un fait qui semble résulter de la faible aimantation produite dans ces substances même par des champs très puissants. En général, les substances sont diamagnétiques et donnent une rotation du plan de polarisation variant comme l’intensité du champ et comme l’épaisseur du milieu que traverse la lumière. Kundt a trouvé, toutefois, que la rotation produite par une lame mince de fer ou de
- cobalt est très grande, résultat qui rappelle l’idée suggérée par lord Kelvin, savoir que le moment de la quantité de mouvement par unité de volumede la substance aimantée pourrait être la mesure dynamique de l’intensité d'aimantation.
- Un autre résultat trouvé dans l’étude de la rotation magnéto-optique et de celle produite par des substances de structure hélicoïdale est que les rayons les plus réfrangibles du spectre éprouvent la variation la plus grande, variation inversement proportionnelle au carré de la longueur d’onde. C’est là un fait très important pour la théorie remarquable de la rotation magnéto-optique dans un milieu contenant un très grand nombre de très petits gyrostats, tel que le conçoit lord Kelvin. Dans une suite à cet article, je m’efforcerai d’examiner comment se comporte un milieu de ce genre au passage d’un rayon de lumière polarisée plane. En ce qui concerne cette théorie, le fait observé par H. Becquerel, Kundt et d’autres que la rotation magnéto-optique se produit aussi dans des gaz est de très grand intérêt.
- Des mesures absolues faites par lord Rayleigh donnent pour le sulfure de carbone 0,042 de minute d’angle pour la rotation du plan de polarisation de la lumière du sodium traversant une couche d’un centimètre d’épaisseur dans un champ d’une.unité C. G. S. d’intensité, la température étant de 180. La connaissance de cette quantité (la constante de Verdet pour le sulfure de carbone) permet de déduire par des expériences de comparaison la rotation produite par un champ donné dans d’autres substances. De plus, les intensités de champ peuvent être déduites des angles de rotation observés pour toute substance dont la constante a été déterminée.
- Dans un autre article je discuterai avec le moins de calcul possible la propagation de la lumière polarisée dans un milieu transparent gyrostatique, 1’ « effet de Ilall », qui dans un diélectrique transparent produirait une rotation magnéto-optique, et j’indiquerai brièvement les conséquences des phénomènes magnéto-optiques sur la théorie électromagnétique de la lumière.
- A. IL
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- VARIÉTÉS
- LES THÉORIES DE LA LUMIÈRE
- PAR M, R. T. GLAZEBROOK (1).
- Les théories de l’optique sont pour moi d’un intérêt particulier depuis l’époque (1876) où je lus pour la première fois le « Rapport sur la double réfraction » de sir George Stokes (2), et je crois que le moment est venu de passer en revue l’état de nos connaissances sur ce domaine (A.
- Il est maintenant établi que la lumière se propage par un mouvement ondulatoire dans un milieu que nous appelons l’éther, quoique nous ne connaissions que peu de chose relativement à la nature ou à la constitution de l’éther. L’histoire de la théorie ondulatoire est pleine d’intérêt et n’a pas été, ce me semble, clairement comprise à ses débuts.
- Deux théories ont été proposées pour rendre compte des phénomènes optiques. Descartes fut l’auteur de l’une, la théorie de l’émission. Hooke, quoique son œuvre fût très incomplète, est le fondateur de la théorie ondulatoire. Dans sa Micrographia, 1664, p. 56, il affirme que la lumière est un mouvement vibratoire bref « propagé en toutes directions dans un milieu homogène en lignes directes ou droites émanant comme des rayons du centre d’une sphère... » Chaque pulsation ou vibration du corps lumineux engendre une sphère qui grossit continuellement, de la même manière, mais bien plus rapidement, que les ondes ou anneaux à la surface de l’eau ne s’étendent en cercles de plus en plus larges autour d’un point; et il donne en se basant sur cette hypothèse une explication de la réflexion, de la réfraction, de la dispersion et des colorations des lames minces.
- (') Discours présidentiel inaugurant la séance de la section de physique au meeting de l’Association britannique.
- (2) Rapport de l’Association britannique, 18G2.
- (3) Ce discours était à l’impression lorsque j’eus connaissance de l’article de sir G. Stokes sur « L’éther lumi-nifére », dans Nature du 57 juillet (Voir La Lumière Électrique du 9 septembre, p. 493). Si j’avais su qu’un maître aussi éminent portât son attention sur ce sujet, le choix de mon sujet eût peut-être été différent.
- Dans le même ouvrage, p. 58, il décrit une expérience identique à la fameuse expérience de Newton avec le prisme, publiée en 1672. Ilooke se servit comme prisme d’un vase en verre d’environ deux pieds de longueur, rempli d’eau, et l’inclina de façon que les rayons du soleil pussent arriver à sa surface obliquement et traverser l’eau. « La surface est couverte d’un corps opaque qui ne laisse qu'une ouverture à travers laquelle les rayons du soleil peuvent passer dans l’eau qui les réfracte » vers le fond du verre « sur lequel, quand on y applique un papier, on vob apparaître toutes les couleurs de l’arc-en-ciel — c’est-à-dire que les deux principales couleurs, écarlate et bleu, sont engendrées avec toutes les couleurs intermédiaires qui proviennent de la composition et de la dilution des deux premières ». Mais Hooke ne sut rien tirer de son observation; il essaya d’en déduire sa théorie des couleurs, et n’écrivit que des non-sens ; et quoique ses écrits contiennent le germe de la théorie, et que sous le jour de notre savoir actuel il semble possible qu’il l’ait mieux comprise que ne le crurent ses contemporains, ses raisonnements sont tellement vagues et insuffisants qu’il n’y a pas lieu de s’étonner de son peu de succès.
- Ensuite vint Newton. On dit de lui qu’il fut le véritable fondateur de la théorie de l’émission. Entre les mains de Descartes cette théorie n’était qu’une vague hypothèse. Newton en déduisit les lois de la réflexion et de la réfraction; il l’appliqua avec une merveilleuse ingéniosité à l’explication des colorations des lames minces et épaisses et des phénomènes de diffraction, quoiqu’il eût pour cela à admettre un mécanisme, dont il dut sentir la quasi-impossibilité; mécanisme qui dans la suite, lorsqu’on s’en servit pour expliquer d’autres phénomènes plus complexes, devint si compliqué que, selon le mot de Verdet se rapportant à une époque postérieure d’un siècle, « il suffit, pour renverser ce laborieux échafaudage, de l’examiner et de chercher à le comprendre ».
- Mais quoique Newton puisse avec raison être considéré comme le fondateur de la théorie de l’émission, c’est faire injustice à sa mémoire que de prétendre qu’il l’accepta comme une explication intégrale et satisfaisante de l’optique telle \ qu’il la connut. Lorsqu’il commençason ouvrage
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- sur l’optique il se rendit compte que des faits et des mesures étaient nécessaires, et que son but était de fournir les faits II peut avoir connu les théories de Ilooke. L’exemplaire de la Miero-graphia conservé à Trinity College se trouvait à la bibliothèque au moment où Newton travaillait avec son prisme dans les locaux du collège et peut avoir été consulté par lui. Un de ses cahiers de notes en contient des extraits. Mais il n’y avait dans ces théories que des hypothèses non soutenues par des faits, et celles-ci étaient sans charme pour Newton.
- Les hypothèses sont en général bonnes. La lumière est due à un mouvement ondulatoire dans un éther présent partout; le principe de l’interférence vaguement entrevu par Hooke (.Micrographia, p. 66), devait un siècle plus tard écarter la seule difficulté que rencontra Newton. Car il existait un fait que la théorie de Hooke ne pouvait expliquer, et la théorie ne pouvait être acceptée avant qu’elle en d.onnât l’explication; l’épreuve était décisive.
- Newton nous dit à maintes reprises en quoi consistait la difficulté. En réponse à une critique de Hooke, en 1672, il écrit : « La supposition fondamentale elle-même me semble impossible, savoir que les ondes ou vibrations d’un fluide puissent, comme les rayons de lumière, se propager en lignes droites sans se répandre en toutes directions dans le milieu en repos... »
- Rien d’ailleurs dans la controverse avec Hooke vers 1675 ne pouvait ébranler cette croyance. Hooke avait lu son mémoire décrivant sa découverte de la diffraction. Il l’avait annoncée deux années auparavant, et je ne doute pas que ce fut une découverte originale, et non, comme semble l’admettre Newton, empruntée à Gri-maldi; mais son mémoire ne fait pas disparaître la difficulté. Nous trouvons dans les Principia de Newton un passage (vol. II, prop. 42), où il essaye de démontrer que motus omnis per flui-dum propagalus divergil a recto tramile inspalia immola, démonstration qui ne convainquit personne et laissa la question irrésolue.
- Puis, en 1690, Huvghens publia son grand Traité de la Lumière, écrit en 1678. Huyghens avait des vues plus claires que Hooke; beaucoup denses démonstrations sont actuellement encore complètement satisfaisantes, mais sur la question décisive il est fatalement faible. C’est lui, plutôt que Hooke, qui fonda la théorie on- j
- dulatoire, car il montra ce qu’elle serait si elle pouvait expliquer la propagation rectiligne. Le raisonnement dans la dernière partiedu premier chapitre de Huyghens apparaît assez efficace quand on le considère à la lumière du principe de l’interférence énoncé par Young, le 12 novembre i8or, et développé, indépendamment de Young, par Fresnel dans son grand mémoire sur la «Diffraction», en 1815 ; mais sans cet aide les arguments d’Huyghens ne pouvaient convaincre Newton. Celui-ci posa donc dans son Optique (2e édition, 1717) la célèbre question 28 : « Toutes les hypothèses d’après lesquelles la lumière est supposée consister en pressions ou mouvements propagés à travers un milieu fluide ne sont-elles pas erronées ? Si elle consistait en un mouvement instantané ou non, elle se courberait dans l’ombre. Car la pression ou le mouvement ne peut être propagé dans un fluide en ligne droite au-delà d’un obstacle qui arrête une partie du mouvement, mais déviera et se répandra en tous sens dans le milieu en repos qui se trouve en dehors de l’ombre. »
- Ce furent là ses derniers mots sur le sujet. Ils prouvent qu’il ne pouvait accepter la théorie ondulatoire; ils ne prouvent pas qu’il croyait trouver dans la théorie de l’émission l’explication véritable. Malgré cela, je crois que Newton avait une conception plus claire de la théorie ondulatoire que ses contemporains, et qu’il vit mieux qu’eux ce que pouvait accomplir cette théorie, si l’unique difficulté pouvait être écartée. C’est l’opinion d’Young, qui écrit (J) :
- « Un examen plus attentif des divers écrits de Newton m’a montré qu’il fut en réalité le premier qui suggérât une théorie comme celle que je m’efforcerai d’établir; que ses opinions s'écartent moins de cette théorie qu’on ne le croit presque universellement; et qu’un certain nombre d’arguments qui lui ont été opposés se trouvent sous une forme presque similaire dans ses propres œuvres. »
- Je désire appeler l’attention sur ce fait et montrer Newton dans la position qu’il a occupée comme l’un des fondateurs de la théorie ondulatoire.
- La théorie de l’émission était chez Newton une théorie dynamique ; il traça le mouvement de particules matérielles sollicitées par certaines
- C) Phil, Traits., 12 novembre 1801.
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- forces, et trouva que leur trajectoire coïncidait avec celle d'un rayon de lumière; et dans les Principia il appelle l'attention sur la similarité entre ces particules et la lumière. Les particules obéissent aux lois de réflexion et de réfraction; mais pour expliquer pourquoi une partie de la lumière est réfléchie tandis que l’autre est réfractée, Newton dut inventer son hypothèse des accès de facile transmission et de facile réflexion.
- Telle était la théorie de Newton. Elle rend compte des faits observés; mais qu’est-ce qui produit les accès? Newton, dans son Optique, dit qu’il ne le recherche point; il suggère, pour ceux qui veulent des hypothèses, que les rayons de lumière frappant les corps produisent dans la substance réfléchissante ou réfractante des ondes qui se meuvent plus rapidement que les rayons et les dépassent. Lorsqu’un rayon est dans telle partie d’une vibration qui conspire avec son mouvement il traverse aisément la surface réfractante — il est dans un accès de facile réflexion; et lorsque les mouvements de rayon et de l’onde sont opposés, le rayon est dans un accès de facile réflexion.
- Mais Newton ne fut pas toujours aussi circonspect. En 1675, il envoya à Oldenburg, pour la Société Royale, une Hypothèse expliquant les propriétés de la lumière; et le livre des séances nous montre que « ces observations plurent tant à la Société qu’elle pria M. Oldenburg de demandera AL Newton de les publier». Newton accepta, mais demanda que l’on réservât cette publication jusqu’à ce qu’il eût complété le compte rendu de quelques autres expériences qui devaient précéder celles décrites. Gela n’eut jamais lieu, et l’hypothèse fut imprimée pour la première fois dans YHislory of the Royal Society, de Birch, t. III, pp. 247, 262, 272, etc. ; elle est également donnée dans la Vie de Newton, de Brewster, t. I, app. 2, et dans le Phil. Mag. de septembre 1846, pp. 187-213.
- « Si je devais admettre une hypothèse, dit-il dans ce mémoire, ce serait que la lumière est une chose ou une autre capable d’exciter des vibrations de l’éther. Premièrement, il faut supposer qu’il existe un milieu éthéré à peu près de la même constitution que l’air, mais beaucoup plus rare, plus subtil et plus élastique... En second lieu, on doit supposer que l’éther est un milieu vibrant, comme l’air, mais dont les vibrations sont beaucoup plus rapides et plus pe-
- tites... En quatrième lieu, je suppose que la lumière n’est ni l’éther ni son mouvement vibratoire, mais quelque chose d’un genre différent émané des corps lumineux... Pour éviter les controverses, et rendre cette hypothèse générale, que chacun suive sa propre pensée; mais, quoi que soit la lumière, je supposerai qu’elle consiste en rayons successifs différant les uns des autres, d’après les circonstances contingentes, par leur grandeur, leur force ou vigueur, comme les sables sur la grève... Cinquièmement, il est à supposer que la lumière et l’éther agissent mutuellement l’un sur l’autre. » C’est cette action qui donne lieu à la réflexion et à la réfraction ; « les vibrations de l’éther sont donc, continue-t-il, les meilleurs intermédiaires par lesquelles un agent aussi subtil que la lumière peut ébranler les grosses particules de corps solides et les chauffer. Ainsi, en supposant que la lumière frappant une surface éthè-rée réfractante ou réfléchissante la met en mouvement vibratoire, que des surfaces physiques sont, par suite du choc perpétuel de rayons, toujours maintenues en mouvement vibratoire, je suppose que lorsqu’un rayon de lumière vient la frapper quand elle est fortement comprimée, elle est alors trop dense et trop rigide pour laisser passer le rayon, et le réfléchit donc; mais les rayons qui la frappent à d’autres moments, lorsqu’elle est ou dilatée dans l’intervalle entre deux vibrations, ou pas trop comprimée et condensée, traversent et sont réfractés... Je passe à l’explication des couleurs. Je suppose que de même que les corps excitent des sons d’intonations ftones) variées, ej, conséquemment, de vibrations aériennes de différentes grandeurs (bignesses), de même, lorsque les rayons de lumière en tombant sur les surfaces réfractantes rigides excitent des vibrations dans l’éther, ces rayons excitent des vibrations de différentes grandeurs... les plus grandes avec les couleurs les plus fortes, rouges et jaunes; les plus petites avec les couleurs les plus faibles, bleues et violettes; celles intermédiaires avec le vert; et une confusion de toutes avec le blanc. »
- Cette dernière idée, la relation entre la couleur et la grandeur de la longueur d’onde, est exprimée plus clairement encore dans la question i3 de l'Optique (édit, de 1804) :
- — « Différentes sortes de rayons ne donnent-ils pas des vibrations des différentes grandeurs,
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- qui selon leurs grandeurs excitent des sensations de différentes couleurs... et, particulièrement, les rayons les plus réfrangibles n’excitent-ils pas les vibrations les plus courtes pour donner une sensation de violet foncé; les moins infrangibles, les plus longues pour donner une sensation de rouge foncé? »
- Ainsi, tandis que Newton évite, dans l’Op-liquc, de se prononcer quant au mécanisme qui produit les accès de facile réflexion et transmission, il a développé dans ses écrits antérieurs une théorie pratiquement identique sous beaucoup de rapports aux vues modernes, sans toutefois dire qu’il l’accepte. C’était une hypothèse; une difficulté restait, elle ne rendait pas compte de la propagation linéaire, et elle dut être rejetée jusqu’à ce qu’elle pût donner cette explication.
- La lumière n’est ni l’éther, ni son mouvement vibratoire; c’est de l’énergie qui, émise par les corps lumineux, est transmise par des mouvements ondulatoires sous forme de rayons, et qui, en tombant sur une surface réfléchissante, engendre de nouvelles ondes, par lesquelles elle est en partie réfléchie, en partie transmise. La lumière n’est pas matérielle, mais Newton n’affirme nulle part d’une façon définie le contraire. 11 « discute la matérialité de la lumière, mais ne l'affirme pas d’une façon absolument positive ». Dans les Principia il parle de ses particules en ces termes :
- — « Les réflexions et les réfractions de la lumière ne sont pas très dissemblables de ces attractions. Par suite, à cause de l’analogie qui existe entre la propagation de rayons de lumière et le mouvement des corps, il a semblé juste d’ajouter les propositions suivantes pour l’optique, non en vue de discuter la nature des rayons (s’ils sont matériels ou non), mais seulement pour déterminer les trajectoires de particules qui ressemblent de très près aux trajectoires de rayons. »
- Sansdoute les successeurs immédiats de Newton ont interprété ses paroles en disant qu’il croyait à la théorie corpusculaire conçue, comme dit Ilerschel, par Newton et dénommée d’après son nom illustre. L’humanité apprit par les Principia comment devait être traité le mouvement de petites particules sous l’action de forces définies. Les lois du mouvement ondulatoire étaient obscures, et jusqu’à l’époque des Young et des
- Fresnel il n’y eut pas de second Newton pour les expliquer. Avec Young, je vois dans l’hypothèse de Newton la première indication claire de la théorie ondulatoire de la lumière, le premier énoncé de ses lois fondamentales.
- Trois années après (1678), Huyghens écrivit son Traité de la lumière, publié en 1690. Il ne réussit pas à vaincre la principale difficulté de la théorie, mais sous d’autres rapports il en développa les conséquences à un degré très remarquable. Il n’y eut de progrès que plus d’un siècle après lui, quand, en 1801, le principe de l’interférence fut découvert par Young, et quelques années plus tard, indépendamment de lui, par Fresnel, dont le génie triompha des difficultés auxquelles ses prédécesseurs avaient succombé, et qui, en combinant les principes de l’interférence et des vibrations transversales, établit la théorie ondulatoire comme un fait, et de la théorie de Newton faisait une vera causa.
- Il y a, toutefois, une grande différence entre la théorie de l’émission au point où la laissa Newton et la théorie ondulatoire de Fresnel. La première était dynamique, quoiqu’elle ne pût expliquer que très peu; les particules de lumière obéissaient aux lois du mouvement, comme des particules matérielles. La théorie ondulatoire d’IIuyghens et de Fresnel était géométrique ou cinématique ; la structure de l'éther était et est inconnue ; il est nécessaire seulement que la lumière soit due aux changements périodiques rapides de quelque propriété vectorielle d’un milieu capable de transmettre des ondes transversales. Fresnel, il est vrai, essaya de donner une explication dynamique de la double réfraction, de la réfraction et de la réflexion de la lumière polarisée, mais cet essai échoua ; et la partie non la moins intéressante du livre récent de M. L. Fletcher sur la double réfraction (The Oplical indicalrix) est celle où il montre que Fresnel arriva d’abord lui-même à sa théorie par des raisonnements purement géométriques, et n’essaya que plus tard de lui donner sa forme dynamique. « Si nous réfléchissons, dit Stokes, à l’état de la question au point où la trouva Fresnel et où il la laissa, ce qui est merveilleux n'est pas qu’il ne réussit pas à donner une théorie rigoureusement dynamique, mais qu’un seul esprit fut capable de faire tant. » Tous ceux qui étudient l’optique devraient lire les grands mémoires de Fresnel.
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- Mais l’époque vint où l’on put tenter l’édification d’une théorie dynamique de la lumière. Navier donna en 1S21 la première théorie mathématique de l’élasticité. Il se limita aux corps isotropes et partit de l'hypothèse de Boscovitch relative à la constitution de la matière. Poisson suivit dans la même voie, et l’année suivante (1822) Cauchy écrivit son premier mémoire sur l’élasticité. Les phénomènes de la lumière offraient un moyen de mettre à l’épreuve cette théorie de l’élasticité, et la première conception mécanique de l’éther fut celle de Cauchy et Neumann, qui le considéraient comme formé de particules dures indépendantes, agissant les unes sur les autres par des forces s’exerçant le long des lignes qui les joignent, forces variant selon une certaine fonction de la distance entre les particules.
- Il fut dès lors possible d’élaborer une théorie mécanique de la lumière comme conséquence nécessaire de ces hypothèses. La théorie de Cauchy et les théories plus anciennes ne représentent les faits ni dans un solide élastique, ni dans l’éther. Nous n’en rechercherons pas les raisons, il nous suffit aujourd’hui d’y voir une première tentative faite en vue d’expliquer sur une base mécanique les phénomènes observés. D’après cette théorie sous sa forme dernière, il y a dans un milieu isotrope deux ondulations
- A
- B
- qui progressent avec des vitesses \/ — et
- A et B étant des constantes, et p représentant la densité. En adoptant l’hypothèse moléculaire de Cauchy, on doit trouver une relation définie entre A et B.
- Green donne dans son mémoire présenté en 1837 à la Cambridge Philosophical Societv un exposé plus acceptable de la théorie de l’élasticité. Cette théorie contient les deux constantes, mais elles sont indépendantes, et pour expliquer certains effets optiques, A doit ou s’évanouir ou être infini. La première supposition a été, jusque dans ces dernières années, jugée incompatible avec les conditions de stabilité; l’autre conduit à des conséquences qui concordent en partie avec les résultats d’expériences optiques, mais qui diffèrent essentiellement de résultats obtenus sur d’autres points. Ainsi le premier essai de théorie mécanique de la lumière échoua. Mais il a été plein d’enseignements. A la mort de Green, la question avait fait des progrès con-
- sidérables sur l’état où la laissa Fresnel. Les causes de son insuccès sont connues et le sens des modifications à y apporter a été déterminé.
- Je crois que les efforts faits pour donner à une théorie quelconque la forme mécanique, pour imaginer un modèle qui soit la représentation concrète de la réalité, pour atteindre la base de nos équations mathématiques, sont d’une immense valeur pour tout chercheur. J’avoue qu’une méthode de ce genre présente des dangers. On pourrait croire que nous attribuons à la réalité toutes les propriétés du modèle, que, dans le cas de l’éther, nous l’envisageons comme un assemblage de molécules gyrostatiques et de ressorts, ou de poulies et de bandes de caoutchouc, au lieu de le considérer au point de vue de Maxwell qui espérait, en parlant de son propre modèle, « que par des fictions mécaniques de ce genre, tous ceux qui comprennent la nature provisoire et temporaire de leurs hypothèses se trouveront aidés plutôt qu’embarrassés dans leur recherche de la véritable interprétation des phénomènes ». Le professeur Boltzmann, dans son très intéressant mémoire sur « Les méthodes de la physique théorique » (’), cite ces paroles et exprime bien mieux que je ne puis le faire l’idée que je désire énoncer.
- La théorie élastique n’a donc pas résolu la question, mais sommes-nous pour cela sans théorie mécanique de la lumière? Nous trouvons-nous encore réduits à poser seulement nos équations, et à appeler une des quantités qu’elles contiennent l’amplitude de la vibration lumineuse, et le carré de cette quantité l’intensité de la lumière? üu bien pouvons-nous faire un pas de plus? Examinons quelles doivent être les propriétés de l’éther qui nous conduisent par un raisonnement rigoureux aux équations dont nous savons qu’elles représentent les lois de la propagation de la lumière.
- Ces équations ressemblent sous beaucoup de rapports à celles des solides élastiques. Identifions pour un instant le déplacement dans une onde lumineuse au déplacement réel d’une molécule d’un milieu ayant des propriétés semblables à celles d’un solide. Ce milieu doit alors posséder une certaine rigidité, afin qu’il puisse transmettre des ondes transversales; en même temps il doit être incapable de transmettre des
- (') Philosophical Magazine, juillet 1893.
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- ondes normales, et cela implique la supposition que la quantité A qui apparaît dans les équations de Green s’évanouit ou est infinie. La supposer infinie, c’est retourner à la théorie des solides incompressibles; nous admettrons donc qu’elle est nulle.
- La réflexion et la réfraction nous montrent que l'éther, dans un milieu transparent tel que le verre, diffère par ses propriétés de l’éther dans l’air. Il peut différer soit i" en densité ou en densité effective (9, soit 2° en rigidité ou en rigidité effective. Les lois de la double réfraction et les phénomènes de la dispersion de la lumière par de petites particules nous montrent que la différence gît principalement dans la densité ou dans la densité effective; la rigidité de l'éther ne varie pas beaucoup dans les divers milieux. La dispersion, l’absorption et la dispersion anomale nous apprennent que dans quelques cas l’énergie est empruntée aux vibrations lumineuses par la matière qu’elles traversent, ou; plus généralement, par quelque chose de très intimement lié à la matière. Nous ne savons pas assez pour dire quelle doit être cette action ; mais nous pouvons essayer les conséquences de différentes hypothèses.
- Guidés par l’analogie du mouvement d’un solide dans un fluide, admettons que l’action, soit proportionnelle à l'accélération des particules d’éther en rapport avec la matière; et, de plus, que dans certaines circonstances, une partie de l’énergie des particules d’éther est transférée à la matière, qu’elle met ainsi en vibration. Si l’on admet une action de ce genre, la densité réelle de l’éther peut être la même dans tous les milieux ; l’expression mathématique pour les forces conduira aux mêmes équations que celles que nous obtenons en supposant qu’il existe une variation de la densité ; et puisqu’il est raisonnable de supposer que cette action entre la matière est, dans un cristal, fonction du sens de la vibration, la densité apparente ou effective de
- (*) Les équations du mouvement pour un milieu comme celui admis ci-dessus peuvent s’écrire :
- çj x l’accélération de l’éther + p' x l’accélération de la matière = ï A x une fonction des déplacements d’éther et leurs coefficients différentiels par rapport aux coordonnées + 2 B' x une fonction analogue pour les déplacements de la matière
- La quantité p peut être appelée la densité effective de l’éther, les quantités B, l’élasticité ou la rigiditéeffective.
- l’éther dans un tel corps dépendra du sens du déplacement.
- Or, ces hypothèses nous conduiront par un raisonnement mathématique rigoureux à des lois de la propagation, de la réflexion, réfraction, double réfraction et polarisation, dispersion, absorption, de la dispersion anomale et de l’aberration de la lumière qui se trouvent en parfaite concordance avec les expériences les plus précises.
- La polarisation rotatoire du quartz, du sucre et d’autres substances indique qu’il doit exister entre l’éther et la matière une action plus compliquée que celle que nous venons d’envisager; et, par suite, il faut introduire de nouveaux termes dans les équations pour tenir compte de ces effets. On considérera comme une lacune qu’il n’est pas fait mention de la relation entre l’électricité et la lumière, mais j’espère revenir bientôt sur ce point.
- L’éther gyrostatiqnede lord Kelvin nous offre un milieu comme celui que j’ai décrit. C’est un solide ou quasi-solide élastique incapable de transmettre des ondes normales. La quantité A est nulle, mais lord Kelvin a montré que le milieu serait néanmoins stable pourvu que ses limites soient fixes, ou, ce qui revient au même, pourvu qu’il s’étende à l’infini. Un milieu de ce genre s’écroulerait s’il n’était pas maintenu à ses limites; mais s’il est maintenu et si tous les points d’une surface sphérique fermée dans le milieu reçoivent un petit déplacement normal, de manière que la matière à l’intérieur de la surface soit comprimée en un plus faible volume, il ne se manifestera aucune tendance ni d’aider cette compression, ni de s’y opposer; dans son nouvel état le milieu sera encore en équilibre; les tensions dans toutes les parties qui conservent leur forme sont indépendantes du volume, et sont fonction seulement de la rigidité et, implicitement, des forces qui maintiennent les limites du milieu.
- Une pellicule de savon est, à deux dimensions, une représentation d’un tel milieu; la tension en un point quelconque de la pellicule ne dépend pas des dimensions. La surface peut changer sans que la tension change. Les ondes de déplacement parallèle à la surface de la pellicule ne seraient pas transmises. Mais une pellicule ainsi constituée présente, en raison de sa tension, une rigidité apparente pour des déplace-
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- ments normaux à sa surface : elle peut transmettre des ondes transversales avec une vitesse qui dépend de la tension. Or, l’éther labile est un milieu qui présente, en trois dimensions, des caractères ressemblant à ceux de la pellicule à deux dimensions. Sa propriété fondamentale est que l’énergie potentielle par unité de volume, dans un corps isotrope, en tant qu’elle provient d’un effort donné, est proportionnelle au carré de torsion résultante. Dans un éther élastique incompressible cette énergie potentielle dépend de l’effort tangentiel.
- Un tel milieu étant admis, et il ne semble pas impossible à concevoir, les principaux phénomènes lumineux se présentent comme des conséquences nécessaires. Nous avons une théorie mécanique qui nous permet d’expliquer les phénomènes; nous pouvons interpréter jusqu’à un certain point les symboles que nous employons dans nos développements mathématiques. Lord Kelvin nous a aussi montré comment un tel milieu peut être formé de molécules animées d’un mouvement de rotation tel qu’on ne saurait le distinguer d’un fluide ordinaire en ce qui concerne tout mouvement non rotatoire. Les déplacements périodiques d’un pareil milieu pourraient constituer la lumière. Nous pouvons donc prétendre posséder une théorie mécanique de la lumière.
- Mais aujourd’hui l’éther a d’autres fonctions à remplir, et il faut considérer une autre théorie qui tient à présent la première place. Les équations du champ électromagnétique de Maxwell sont pratiquement identiques à celles de l’éther quasi-labile. Les symboles qui se présentent peuvent avoir une signification électromagnétique; nous parlons de la perméabilité et de la capacité inductive au lieu de la rigidité et de la densité, et nous prenons pour variables les déplacements électriques ou magnétiques au lieu du déplacement réel ou de la rotation. Une théorie ainsi constituée n’est pas mécanique. La force électrique agit sur la matière chargée d’électricité, et le rapport de la force à la charge peut être mesuré en unités mécaniques.
- Dans la théorie de Maxwell, une notion fondamentale est celle du déplacement électrique, et celui-ci est proportionnel à la force électrique. De plus, sa convergence mesure la quantité d’électricité présente par unité de volume; mais nous n’avons pas de conception
- mécanique certaine du déplacement électrique, ou de la quantité d’électricité, nous n’avons pas de théorique mécanique suffisante du champ électromagnétique.
- La première édition d' Eleclricily and Ma-gnelism a paru il y a vingt ans; Maxwell y dit : « Il faut bien se dire que nous n’avons fait qu’un pas dans la théorie de l’action du milieu. Nous l’avons supposé dans un état de tension, mais nous n’avons en aucune façon expliqué l’existence de cette tension ni comment elle se maintient. Ce pas me semble, toutefois, important, car il explique par l’action de portions consécutives du milieu des phénomènes qui étaient auparavant supposés explicables seulement par l’action directe à distance. Je n’ai pas été capable de faire le pas suivant, c’est-à-dire de rendre compte par des considérations mécaniques de cet état de tension dans le diélectrique ». Et ces paroles sont encore vraies aujourd’hui. Mais pour toutes ces raisons, je crois qu’il peut être utile de pousser la théorie de l’éther quasi-labile aussi loin qu’on le peut, et de rechercher quelles peuvent en être les conséquences.
- L’analogie entre les équations du champ électromagnétique et celles d’un solide élastique a été discutée par beaucoup d’auteurs. Dans un mémoire des plus intéressants sur la théorie des dimensions, présenté récemment à la Société de Physique, M. Williams a appelé l’attention sur ce lait que deux de ces analogies seulement comportent intégralement une interprétation mécanique simple. Ces deux analogies ont été longuement développées par M. Pleaviside dans son mémoire publié dans The Eleclrician du 23 janvier 1891. Lord Kelvin avait déjà attiré l’attention sur l’une d’elles (Collccled Papers, t. III, p. 450). En partant d’un éther quasi-labile, nous pouvons donc supposer que g, la perméabilité magnétique du milieu, est 4 t. p (’), où p représente la densité, et que K, la capacité
- inductive, est —, B étant la rigidité ou la 4 TT B °
- quasi-rigidité'communiquée par la rotation.
- L’énergie cinétique d’un tel milieu est - p
- 2 ~
- (r + v + Ç2)i où $, 7), Ç sont les composantes du déplacement. Identifions cette expression à celle
- C) Si nous adoptions le système rationnel d’unités de M. Heaviside, 4 tc disparaîtrait.
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- de l’énergie électromagnétique (a2 -f- P2 + Y2 ) 8 où a, p, y sont les composantes de la force magnétique, de sorte que a = ;, p = 4, y = Ç. Alors les composantes du déplacement électrique, en admettant qu’elles soient nullesà l’origine, sont données par
- c’est-à-dire que le déplacement électrique g) multiplié par 4 tc est égal à la rotation dans le milieu. Désignons celle-ci par Q.
- L’énergie potentielle due à la tension est
- -L B Q2, ou i-i6n2B g2,
- et en remplaçant B par sa valeur, cette expression devient
- I-1A 512
- a Iv ® ’
- qui est l’expression de Maxwell pour l’énergie électrostatique du champ.
- Jusqu’à ce point, mais non plus loin, l’analogie est complète; l’énergie cinétique du milieu mesure l'énergie magnétique, l’énergie potentielle mesure l’énergie électrostratique. Les tensions dans l’éther, toutefois, ne sont pas celles données parla théorie de Maxwell.
- Dans l’autre forme de l’analogie nous aurons à prendre pour la capacité inductive'4 tt p et pour
- la perméabilité magnétique —î-rr. La vitesse
- 4 7T li
- mesure la force électrique et la rotation la force magnétique, de sorte que l’énergie électrostatique est cinétique et l’énergie magnétique, potentielle. Ce groupement n’est pas aussi facile à saisir que l’autre. Toutefois, des expériences d’optique nous montrent que, selon toute probabilité, c’est p, et non B, qui varie, tandis que par nos mesures électriques, nous savons que K est variable et g constant; c’est donc une raison pour adopter la seconde forme.
- Dans les deux cas, nous envisageons le champ comme le siège de l’énergie distribuée par unité de volume, selon la loi de Maxwell. L’énergie totale s’obtient par l’intégration étendue sur tout le champ. Or, nous pouvons transformer cette intégrale par le théorème de Green en une intégrale superficielle embrassant l’enveloppe limite, combinée avec une intégrale dans l’espace; et la forme de ces intégrales nous montre qu’au point de vue de l’électrostatique nous pouvons considérer ces effets comme dus aux attrac-
- tions et répulsions d’une certaine matière imaginaire distribuée selon une loi définie sur l’enveloppe limite et dans l’espace. A cette matière imaginaire nous pouvons donc donner dans la théorie ordinaire le nom d’électricité. Aussi, d’après ces analogies, une sphère conductrice électrisée n’est pas un corps chargé d’une certaine quantité de ce que nous appelons électricité, mais une surface sur laquelle il y a discontinuité de la rotation imprimée au milieu ou du flux à travers la surface, car dans le conducteur une résistance visqueuse s’opposant au mouvement prend la place de la rigidité. Une déformation permanente ne peut y être établie.
- A ce point de vue nous considérons la force électrique comme une des manifestations de quelque action entre l'élier et la matière. Il existe certains moyens qui permettent de produire dans l’éther un état de tension : le frottement entre deux substances dissemblables, l’action chimique dans une pile en sont deux, et lorsque, en nous tenant à la première analogie, cette déformation est de nature à produire une torsion dans l’éther, on dit des corps voisins qu’ils sont électrifiés; l’énergie du système est celle qui résulterait de la présence à leur surface de matières qui s’attirent et se repoussent selon la loi de l’inverse des carrés. Nous attribuons faussement cette énergie à ces attractions au lieu de l’attribuer aux tensions et déformations de l’éther. Une théorie de ce genre présente de nombreuses difficultés. Elle est loin d’être démontrée; j’ai peut-être abusé de votre attention en la traitant sous une forme aussi grossière. On peut y appliquer ces mots du savant français, cités par Poincaré : « Je puis comprendre tout Maxwell, excepté ce qu’il entend par un corps charge. » L’hypothèse ci-dessus développée n’est pas, la seule qui puisse être formée pour expliquer les laits, ce n’est peut-être même pas la plus vraisemblable. Sur beaucoup de points la théorie tourbillonnaire lui est supérieure. Quoi qu’il en soit, j’ai la conviction que nous serons conduits à admettre que les phénomènes du champ électromagnétique peuvent être représentés par un des mécanismes qui viennent d’être ébauchés, et cette conviction sera mon excuse d’avoir appelé votre attention sur ce sujet.
- A. II.
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- FAITS DIVHRS
- L’Administration des travaux publics a été saisie récemment de diverses réclamations soulevées par une circulaire du ministre des travaux publics, en date du 22 juin 1882, et par la jurisprudence suivie depuis quel-ques années, en exécution de cette circulaire, à l’égard des demandes de permission de grande voirie, relatives aux conduites d’eau, de gaz et d’électricité.
- Des industriels avaient demandé, en 1882, aux préfets d’un certain nombre de départements, l’autorisation de poser des conduites de distribution de gaz dans les traverses des routes nationales et départementales des villes.
- Ces demandes sg fondaient sur ce que ces routes, ne faisant pas partie du domaine municipal, paraissaient se trouver en dehors des concessions d’éclairage consenties par les municipalités. Quelques préfets crurent pouvoir donner les autorisations qui leur étaient demandées.
- C'est ainsi que les industriels en question obtinrent l’autorisation d’établir une canalisation de gaz sous les routes nationales et départementales traversant Tune de nos grandes villes, autorisation qu'ils abandonnèrent d’ailleurs, quelques semaines après, à la Compagnie concessionnaire de l'éclairage municipal, moyennant une forte indemnité.
- Informé de ces laits, le ministre des travaux publics rappela aux préfets, par une circulaire du 22 juin 1882, que « l’administration ne doit pas paraître se prêter à ce que des tiers sur lesquels ne pèse aucune des charges imposées aux Sociétés concessionnaires de distribution municipale d’eau ou de gaz puissent compromettre l’économie des conventions passées entre elles et les villes; que d’ailleurs les permissions ordinaires de grande voirie concernent les riverains des routes, ces dernières permissions n’ayant pour objet que des intérêts absolument privés, tandis que les premières affectent des intérêts généraux et peuvent apporter des entraves à la circulation en raison de la fréquence des remaniements de chaussées qu’entraîne nécessairement la multiplicité des canalisations ».
- M. Varroy invitait, en conséquence, les préfets à prendre dorénavant, sur chaque cas d’espèce, les instructions de l’administration centrale, avant de donner l’autorisation de poser des conduites.
- L’Administration centrale des travaux publics n’eut pas souvent l’occasion de se prononcer sur des demandes de canalisation de gaz depuis 18S2, car les entrepreneurs, dont les pétitions multiples avaient provoqué la circulaire de M. Varroy, renoncèrent à ce genre d’opérations. Mais la question se posa bientôt sous une autre forme, lorsque l’éclairage par l’électricité commença à prendre une grande importance.
- Pour éviter de créer au bénéfice des riverains de la grande voirie un régime spécial différent de celui de la voirie urbaine, et de contrecarrer ainsi l’action des autorités municipales, le ministre des travaux publics adopta, en 1889, une jurisprudence qui a été suivie jusqu’à ce jour: le préfet ne doit délivrer dans chaque commune qu'à la municipalité elle-même ou à ses concessionnaires ou permissionnaires l'autorisation d’établir sur la grande voirie une distribution de lumière par l’électricité.
- Celte jurisprudence soulève les protestations de la plupart des compagnies d’électricité, en raison de ce qu’un grand nombre de traités de concession d’éclairage par le gaz contiennent des clauses qui empêchent les municipalités d’autoriser sur la voirie urbaine des distributions d’électricité faisant concurrence au concessionnaire do gaz ; ou même de favoriser de telles distributions sur la grande voirie dans le territoire de la commune.
- Ces protestations ont été appuyées par quelques conseils généraux et par diverses municipalités. Les réclamants demandent que le ministre renonce à la jurisprudence de 1889, qu’il rapporte la circulaire du 22 juin 1882, et qu’il laisse les préfets statuer directement en matière de permission de grande voirie, pour distribution d’eau ou de lumière, suivant leur appréciation personnelle des conditions diverses qui peuvent motiver dans chaque cas spécial soit l’admission, soit le rejet des pétitions.
- Pour résoudre définitivement ces difficultés, les ministres de l’intérieur et des travaux publics ont institué une commission spéciale composée de conseillers d’État et de délégués des deux ministères.
- Cette commission, après avoir étudié les précédents et entendu les représentants des divers intérêts en jeu, a émis l’avis qu’il y a lieu d’appliquer les règles suivantes pour l’établissement et l'exploitation des canalisations souterraines ou des conducteurs aériens sur les voies publiques.
- Les canalisations ou conducteurs qu’un particulier demande à établir pour le-service d’un immeuble dont il est propriétaire, usufruitier ou locataire sont installés sous ou sur la voie publique, en vertu d’une simple permission de voirie délivrée par le maire pour la petite voirie, ou par le préfet pour la grande voirie et pour les chemins vicinaux de grande communication ou d’intérêt commun.
- Toute entreprise de distribution collective d’eau ou de lumière sur les voies publiques doit faire l’objet d’une concession municipale.
- Le projet de concession est soumis par le maire au conseil municipal. Ce projet doit indiquer :
- i° Le tarif maximum des abonnements;
- 20 Les conditions du service qui sera offert au public moyennant ce tarif;
- 3* Toutes les autres conditions d’établissement et d’exploitation de la distribution collective sur l’ensemble des voies publiques du territoire de la commune; le tout arrêté dans un cahier des charges qui, d’une part, règle
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- les obligations de l'entrepreneur envers la commune et envers le public, notamment en ce qui concerne le service à fournir et le maximum des tarifs exigibles, et qui, d'autre part, détermine les obligations de la commune envers l’entrepreneur. 1
- Ledit cahier des charges soumet l’entrepreneur aux règlements de voirie et autres faits ou à faite par l'autorité compétente; il subordonne l’établissement des ouvrages de la distribution sur les voies nationales ou départementales et sur les chemins de grande communication ou d’intérêt commun à des permissions de voirie qui sont éventuellement délivrées, s’il y a lieu, parle préfet, sur la demande du maire.
- Le projet, après avoir été voté par le conseil municipal, est soumis par le maire à l’approbation de l’autorité supérieure compétente.
- Une fois cette approbation intervenue, s’il y a lieu, les permissions de voirie à délivrer par le préfet font l’objet d’arrêtés préfectoraux; elles sont données à la commune, représentée par le maire, et non à l’entrepreneur du service de la distribution collective d’eau ou de lumière. Elles soumettent l’établissement ef l’exploitation des ouvrages de la distribution sur la voie publique aux conditions jugées nécessaires pour assurer la sécurité et la commodité de la circulation et pour éviter tout danger et toute gêne au public comme aux riverains; elles réservent notamment l’application de tous règlements faits ou à faire dans ce but.
- A la suite du premier examen de ce rapport de la commission, les ministres des travaux publics et de l’intérieur ont demandé l’avis du Conseil d’État sur une question de droit qu’il soulevait, et dont la solution, indépen_ damment des motifs de bonne administration invoqués par le rapport, présentait une sérieuse importance au point de vue de la décision à prendre. Cette question de droit est la suivante : le corps municipal est-il exclusivement compétent pour accorder une concession de distribution d’eau et de lumière suivant les conditions d’un tarif et d’un cahier des chargées pour toutes les voies publiques du territoire communal, même pour celles de la grande voirie, étant entendu que le cahier des charges subordonne l’exécution des travaux sur la grande voirie â la permission du préfet.
- Le Conseil d’État (sections réunies de l’intérieur et des travaux publics) a, dans un avis du 27 juin i8q3, résolu par l'affirmative la question de droit ainsi posée, en réservant d’ailleurs, comme l’avait fait la commission, le pouvoir qu'a le préfet de donner des permissions de voirie sans l’intervention du corps municipal lorsqu’il s’agit d’installations qui ne comportent pas un acte de concession.
- Adoptant cet avis des sections réunies du Conseil d’Etat, les ministres ont, par décision du i5 août j8<j3, approuvé, chacun en ce qui le concerne, les conclusions ci-dessus énoncées dans le rapport de la commission.
- Il paraît, que l’on prépare à New-York une série de distributeurs automatiques destinés à donner de la musique ou des chants populaires, ou des morceaux de littérature déclamés par des auteurs connus. Ces appareils seraient placés dans les principales gares des États-Unis, afin de fournir un moyen de distraction aux voyageurs attendant le train.
- Chaque colonne contiendrait une série de phonographes, qu’un moteur électrique mettrait en mouvement lorsque l’on ferait glisser une pièce de monnaie dans la fente correspondante. Un tableau indicatif donnerait le programme complet des auditions.
- Eclairage électrique.
- L’éclairage électrique fait de sensibles progrès dans l’esprit des Haïtiens, grâce aux efforts de M. J.-E. Gef-frard, directeur du nouveau journal ^Electro-mécanique t et administrateur de la-Compagnie nationale d’électricité.
- Deux projets pour l’éclairage électrique de la ville de Port-au-Prince sont actuellement en présence. Un premier projet dû à la Compagnie nationale d’électricité avait été présenté, il y a un an. Nous nous en sommes occupés déjà, dans notre numéro du 11 février dernier.
- Ce projet prévoyait l’installation de 100 lampes à arc pour l’éclairage des rues et de 10000 lampes à incandescence de 16 bougies pour l’éclairage des maisons. La fourniture et la pose des lampes à arc devait être faite gratuitement par le concessionnaire, à la condition que l’État payât l’éclairage â raison de 10 francs par lampe et par nuit.
- Entre temps un second projet a été présenté, au nom de la Compagnie d’électricité d’Haïti, par MM. C. Pe-netle et C% comportant, pour l’éclairage de la ville l’installation de 400 lampes à incandescence et de 3o lampes â arc. Pour cette installation les auteurs demandent la somme de 1 768000 francs, et comme frais d’exploitation ils sollicitent de l’État 260000 francs par an, pour une période de 40 années.
- A ce projet, M. Geffrard répond en offrant d’installer pour la somme de 5oo 000 francs seulement un nombre de lampes double du précédent, soit 8oo lampes à incandescence et 60 lampes à arc, et de ne demander à l’État que la somme de 200000 francs par an. En outre, tandis que le projet de M. Penette demande à l’abonné 88,76 fr. par lampe de 16 bougies et par mois, le dernier projet 11e comporte comme frais correspondants que la somme de 6 francs.
- A tous points de vue, il nous semble donc que le projet établi par M. Geffrard présente de grands avantages sur celui de son concurrent et nous ne pouvons qu’en souhaiter l’adoption par le gouvernement haïtien.
- L’initiative prise par M. Marguery à propos de la fête du 14 juillet a produit les résultats auxquels on devait
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- s’attendre. Le succès obtenu par la rampe électrique que nous avons décrite a influé sur les décisions de la Commission chargée de décorer la place de la République, qui a décidé de ne plus employer le gaz. On établira autour de la statue un vaste disque composé d’arcades lumineuses, dont l’effet sera magique. 11 paraît que la Société du transport de force a reçu à ce sujet la commande d’un millier d’ampères, ce qui représente environ 3ooo lampes de io bougies.
- De son côté, M. Marguery n’a point renoncé à tenir la corde dans le genre nouveau d’illumination, qu’il a introduit à Paris.
- M. Félix Hâté, son organisateur, nous apprend que des effets nouveaux seront tentés le long de la rampe, qui s’étendra, comme le 14 juillet, non seulement sur la devanture du restaurant, mais sur le péristyle du Gymnase. Comme il y a trois mois, l’illumination électrique sera accompagnée du jeu de fontaines lumineuses, mais au lieu de disséminer ces effets en plusieurs points, M. Félix Hâté a dessiné une fontaine unique de propor-portions monumentales. Plusieurs jets iront se rencontrer au-dessous d’un motif approprié â la fête franco-russe, et qui sera illuminé par toutes les teintes que jetteront les eaux.
- Nous prendrons des mesures pour donner des détails sur les illuminations électriques qui pourront être organisées par les comités de quartier. Mais on peut considérer cette nouvelle application de la lampe à incandescence comme désormais fondée.
- A partir du 3i décembre 1898 jusqu’au 3i décembre iyo3, la ville de Lyon aura le droit d'autoriser toutes compagnies à établir des canalisations et des fils pour le transport et la distribution de l’électricité ou de la force motrice destinée à produire de la lumière.
- Toutes les compagnies payeront une redevance de 0,007 fr. par hectowatt-heure.
- L’éclairage des théâtres municipaux reste, suivant la convention de 1887, fixé à 0,10 fr. l’hectowatt-heure.
- Les usines, canalisations et installations faites par les compagnies pour la distribution de la lumière électrique resteront leur propriété.
- Les prix maxima de l’heclowatt heure restent fixés pour cette période de 18S9 à 190-1, à 0,13 fr. pour les particuliers; 0,09 fr. pour les services communaux.
- La ville de Lyon concède â la compagnie du gaz, autant qu’il lui appartient, pour une égale période de trente-quatre années, l’autorisation de placer sur la voie publique toutes canalisations pour la distribution du gaz industriel, etc.; toutes canalisations et installations pour la distribution de la lumière électrique, la force motrice en se conformant aux règlements de police de voirie qui sont ou peuvent être mis en vigueur.
- 11 est expressément stipulé que cette concession n’est pas exclusive, ne confère ni privilège, ni monopole, et
- que la Ville se réserve le droit absolu de concéder toutes autres autorisations pour le même objet à des compagnies différentes, sous la seule condition que toutes les entreprises seront traitées sur le pied d’égalité complète au point de vue de la redevance et des conditions générales de leur exploitation.
- Les prix maxima du gaz sont fixés, à partir du Fr janvier 1904, pour les particuliers : gaz d’éclairage et de chauffage domestique, 0420 IV. le mètre cube ; gaz indus triel et gaz pour moteurs, 0,16 fr. le mètre cube.
- Dans le cas où le prix de la houille diminuerait, pendant une période d’une année, de plus de 20 0/0 du prix actuel, fixé d’un commun accord â 22,70 fr. la tonne, rendue aux usines, les prix maxima subiraient une diminution proportionnelle; dans le cas d’augmentation du prix de la houille dans les mêmes conditions, les prix du mètre cube de gaz augmenteraient proportionnellement.
- Télégraphie et Téléphonie.
- La manifestation anti-télégraphique de l’évêque d’Urgel a eu près des montagnards du val d’Andorre tout le succès que l’on pouvait espérer de nos jours. Convoqués par les représentants de ce fougueux prélat, les délégués de six paroisses ont déclaré à lTinanimité qu’ils voulaient le télégraphe, et n’étaient point disposés à le couper. Bien plus, une junte spéciale a été appelée à Andorre par le syndic des vallées, et elle a voté des peines très sévères contre les individus qui suivraient les conseils de l’évêque. Enfin, pour empêcher toute velléité de résistance, la junte a déclaré que les communes seraient responsables des dégâts commis sur leur territoire.
- Le jour où le télégraphe fut inauguré a été un jour de fête, et les autorités andorranes en ont fait usage pour envoyer des remerciements au président de la République, au ministre et au viguier français.
- Il paraît qu’il y a douze ans* une tentative d’établissement de ligne télégraphique avait été le signal d’une émeute. L’évêque comptait sur une nouvelle édition de ces scènes moyen-âge. Mais douze ans sont quelque chose dans l’histoire de Péleclricilé et représentent plus de progrès qu’un siècle n’en voyait s’accomplir â l’époque où le veto des évêques était souverain.
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- Toutes les formalités relatives à la reconstitution de la Société des Téléphones récemment dissoute ont été remplies, et les statuts de la société nouvelle ont été déposés chez M" Dufour, notaire.
- Cette société, au capital de ;5,600,000 francs, prendra le titre de Société industrielle des Téléphones (constructions électriques, caoutchouc, câbles).
- La première assemblée constitutive aura lieu vraisemblablement dans le courant de la semaine prochaine.
- La réunion de cette société avec les établissements Menier, dont il a été question â l’assemblée générale des
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- actionnaires du 5 septembre, s’effectuera après la constitution définitive delà Société industrielle des Téléphones.
- A propos de la communication du professeur Sylvanus P. Thompson sur la possibilité de réaliser la téléphonie océanique, que nous venons de publier, un rédacteur de VElectrician, de Londres, développe dans ce journal certaines considérations tendant à mettre en doute l’utilité de la téléphonie à travers l’Atlantique.
- Sans doute, dit notre confrère, l’idée qu’un négociant de Londres puisse converser téléphoniquement avec son correspondant de New-York est captivante, mais de nombreuses difficultés pratiques semblent devoir s’opposer â la téléphonie sous-marine. Il existe par exemple entre l’Angleterre et New-York une différence de 5 heures, de sorte que u heures du matin à New-York correspond à 4 heures de l’après-midi â Londres. Les heures de travail qui coïncident ne dépassent donc guère trois par jour. Ensuite, le tarif pour les conversations serait tellement élevé que l’on n'aurait avantage à employer le téléphone que très rarement.
- Un inconvénient générique, c’est que le téléphone ne laisse pas de trace des dépêches qu’il a transmises, de sorte que les communications importantes ne lui sont généralement pas confiées. L’abréviation des mots, est à peu près impossible. Eu égard à ces difficultés, on trouvera difficilement les gros capitaux nécessaires à l’expérimentation des systèmes proposés.
- D’après le confrère que nous citons, la téléphonie océanique ferait partie de cette categorie d’inventions qui, après avoir été élaborées à grands frais ont la malchance, une fois produites, de ne répondre â aucun besoin. Même l’accélération de la transmission télégraphique au point où M. Thompson espère la pousser, c’est-à-dire à 400 mots par minute, ne trouverait pas son application, le trafic n’étant pas arrivé à ce point et n’étant pas susceptible de quadrupler ou de quintupler.
- Finalement, il s’agirait d’examiner si dans les câbles proposés par M. Thompson il serait possible de rechercher les défauts toujours inévitables. Sinon, fi serait aussi raisonnable de vouloir téléphoner à la planète Mars.
- Enfin, pour améliorer les câbles actuels, il suffirait d’employer des âmes de cuivre à plus grosse section et une plus épaisse couche de gutta-percha, ce qui coûterait moins cher qu’un câble expérimental du système Thompson,
- Nous enregistrons ces observations afin de soumettre â nos lecteurs le pour et le contre dans cette question intéressante.
- Nous avons suivi ici toutes les péripéties qu’a traversées l’entreprise du câble des Açores. On sait que les négociations relatives â cette importante affaire ont duré des années. La Société française des télégraphes sous-marins avait réussi a se faire accorder la concession"-
- de ce câble; mais, abandonnée par cette Société, la concession est passée entre les mains de la Telegraph Construction and Maintenance Company, qui en a fait un meilleur usage; en deux mois â partir de la signature du traité elle a posé ce câble.
- Le service télégraphique entre Lisbonne et les Açores a été inauguré par le roi du Portugal, le 27 août, à la station de Carcavellos, près de Lisbonne, en présence des autorités portugaises et d’environ 400 invités.
- Les sections du nouveau câble sont, avec leurs longueurs approximatives, les suivantes, d’après The Electric ici n :
- Milles
- marins
- Lisbonne â Ponta-Delgada, Saint-Michel... 940
- Ponla Delgada à Horta, Payai.............. 200
- Ilorta à l’île de Pico........................ 5
- Pico â nie de San Jorge................... 12
- San Jorge à l’île de Gracioso............. 25
- San Jorge à l’île de Terceira................ 3o
- Total....... 1212
- Les deux premiers câbles sont exploités par l’Europe and Azores Telegraph Company, et le service des câbles inter-insulaires incombe au gouvernement portugais.
- Les Açores, et surtout l’île de Fayal, sont renommées pour la douceur exceptionnelle de leur climat. Ce sont des stations sanitaires de plus en plus fréquentées, et leur rattachement au réseau télégraphique général ne pourra qu’être profitable à la prospérité de cet archipel.
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- En exécution d’une décision prise par la dernière conférence internationale télégraphique, le bureau international de l’administration télégraphique à Berne a projeté de publier un dictionnaire officiel devant servir â rédiger les télégrammes en langage conventionnel. L’ouvrage paraîtra vers le milieu de 1894.
- 11 contribuera à simplifier et à faciliter la composition de télégrammes en langage conventionnel et à amener une plus grande sécurité dans les transmissions télégraphiques. Il contiendra environ 24 000 mots, parmi lesquels les personnes qui désirent correspondre au moyen de télégrammes en langage conventionnel pourront choisir et se former ainsi un dictionnaire à leur usage personnel.
- Trois ans après la publication de cet ouvrage, dit la Revue des postes et télégraphes, on ne pourra plus se servir pour les télégrammes envoyés dans les différents pays de l’Europe que des mots tirés du dictionnaire officiel; les mots pris dans des dictionnaires particuliers 11e seront plus admis. Il est à prévoir que plus tard la même mesure sera étendue aux pays d’outre-mer.
- Imprimeur-Gérant : V. Nory.
- Imprimerie de la Lumière Électrique. — Paris. 31, boulevard des Italiens.
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- Lumière
- Journal universel d’Ëlectricitê
- 31, Boulevard des Italiens, Paris
- Directeur : D' CORNÉLIUS HERZ
- XV' ANNÉE (TOME L) SAMEDI 21 OCTOBRE 1893 N° 42
- SOMMAIRE. — Alternateur de la Société « l’Éclairage électrique » ; F. Guübert. — Travail et rendement des moteurs alternatifs asynchrones monophasés; A. et J. Boissonnas.— Applications mécaniques de l’électricité; Gustave Richard. — La propagation de la lumière dans les métaux; C. Raveau. — Le nouvel appel de stations de H. Wetzer; E. Zetzsche. — Chronique et revue de la presse industrielle : Coupe-circuit cloisonné Offrell. — Accumulateurs J. Smith. — Compteur pendulaire Borcherding. — Pile Mason et Van Derwerkèn. — Accumulateurs Muller. — Ampèremètre Spence. — Monture Taylor et Tunnicliff. —,Câbles Ferranti. — Commutateur Loch. — Perfectionnement aux moteurs à courants alternatifs, par Alioth. — Electrochimie. Préparation et propriétés du siliciure de carbone cristallisé (carborundum), par M. Moissan. — Le carborundum, par M. E. O. Atcheson. — Revue des travaux récents en électricité : Sur une pompe à air contenant du mercure, de l’acide sulfurique ou un liquide quelconque à faible tension de vapeur, par J.-J. Thomson. — Sur le rendement maximum de lampes à arc fonctionnant à puissance constante, par H-S. Carhart. — L’étalon photométrique Swinburne-Thompson. par Silvanus P. Thompson. — Sur les équations de la réfraction de la lumière, par M. Stéphano Pagliani. — Sur l’effet de l’électrisation et des actions chimiques sur un jet de vapeur, et sur l’influence de la vapeur d’eau sur les décharges électriques dans les gaz, par J.-J. Thomson. — Faits divers.
- ALTERNATEUR
- DE LA SOCIÉTÉ « L’ÉCLAIRAGE ÉLECTRIQUE »
- Dans un mémoire (1) sur l’éclairage électrique des phares présenté à 1’ « International maritime Congress » de Londres, M. Blondel a fait ressortir quelques avantages d’un alternateur particulier établi par M. Labour, ingénieur de la Société « l’Eclairage Électrique » sur la demande de M. Bourdelles , inspecteur général des ponts et chaussées.
- Les essais faits par cette Société en vue de créer une machine pouvant avantageusement remplacer les magnétos de Méritens furent très nombreux. Ils portèrent tout d’abord sur un alternateur Siemens ordinaire, puis sur une machine Siemens-Labour, modification du premier type portant principalement sur la constitution et le mode d’enroulement des bobines, et enfin sur l’alternateur Labour à fer, d’un type tout à fait différent du type Siemens. C’est de cette machine et de ses intéressantes propriétés générales que nous allons nous occuper aujourd’hui.
- Elle doit donc, en quelque sorte, le jour à l’administration des phares et appartient na-
- (*) La Lumière Electrique p. 444, vol. XLIX.
- turellement au type d’alternateur â basse tension. Elle est auto-excitatrice.
- L’auto-excitation d’une machine à courant alternatif peut être facilement obtenue, comme on le sait, en se servant d’une machine à courant continu, série ou dérivation, et en établissant sur l’induit lui-même des connexions qu’on réunit à des bagues placées sur l’axe de la dynamo et sur lesquelles des frotteurs recueillent le courant alternatif monophasé ou polyphasé.
- Cette disposition est maintenant classique pour les machines bipolaires et elle est aussi facilement réalisable pour les machines multipolaires.
- Etablissons en effet (fig. 1) les connexions
- a, b..., avec l’induit au milieu de la distance de deux pôles consécutifs; ces connexions diviseront l’induit en fractions égales a b et en nombre égal au nombre des pôles.
- La rotation de l’induit dans le champ inducteur produira en ab une force électromotrice alternative, ayant alternativement les signes indiqués sur la figure. Si alors nous réunissons à une première bague de prise de courant les connexions a et à une deuxième les connexions
- b, le mouvement de l’induit dans le champ inducteur fournira un courant alternatif dans le circuit extérieur, réunissant les deux bagues de prise de courant, et nous aurons en définitive
- 7
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- une machine à courant alternatif dont les sections a b sont couplées en parallèle.
- Ce dispositif simple réalise donc un alternateur auto-excitateur. Il est le point de départ d’une idée assez originale.
- Il présente, en effet, le défaut de prendre sur le même enroulement le courant alternatif et le courant d’excitation, mais il suffirait, pour arriver au même but, d’employer deux circuiis séparés, enroulés sur le même noyau, l’un produisant uniquement le courant continu destiné à l’excitation, l’autre le courant alternateur. En se servant alors de l’enroulement genre tambour pour l’un et de l’enroulement genre anneau pour l’autre, ce dernier superposé au premier, on peut assurer au système une très grande solidité mécanique.
- //nFlIr/rll.r.s
- courant ct'nfintt
- Fig. 1
- Cette disposition avait été réalisée sur la machine essayée pour le service des phares français, mais de nouveaux essais ont été jugés utiles et l’enroulement continu fut supprimé et remplacé par une petite excitatrice montée sur le même arbre que l’alternateur. Il va être rétabli sur plusieurs machines en construction et donnera, comme il y a tout lieu de le croire, d’excellents résultats.
- Le nombre des balais frottant sur le collecteur à courant continu sera réduit à deux en connectant entre elles les sections placées au même moment dans les mêmes conditions par rapport aux pôles inducteurs.
- • \
- Passons maintenant à la description de l’alternateur.
- ' Lé système des pôles inducteurs, représenté schématiquement en développement en N, S,...
- sur la figure 2, présente une disposition particulière.
- Les épanouissements polaires ont une section décroissant jusqu’en a dans un plan perpendiculaire à celui de la figure et sont rapprochés le plus possible. En a leur distance est au plus égale au double de l’entrefer.
- De cette façon les dérivations magnétiques qui se produisent en a amenant le fer à saturation dans cet endroit, le champ magnétique inducteur est, dans l’entrefer, maximum au milieu du pôle en b ; sa valeur décroît lorsqu’on se rapproche des bords des pièces polaires, et n’est jamais nulle en c.
- Un élément de petite étendue, considéré dans l’entrefer et se déplaçant avec l’induit, passe d’un champ positif dans un négatif sans jamais
- se trouver dans une région où le champ est nul sur un certain espace, comme dans les machines existantes possédant un intervalle appréciable entre les pièces polaires dans le but d’éviter les pertes par dérivation magnétique entre les cornes, des pièces 'polaires.
- Une spire conductrice se déplaçant avec l’induit et placée perpendiculairement au flux, recevra le flux maximum en m. Arrivé en 11 en face de l’espace interpolaire c, où le champ est minimum. tout le flux qui y entre en sortira, ou autrement dit, elle sera traversée par deux flux égaux et de sens contraire. Enfin en p elle sera de nouveau traversée par le flux maximum, mais en sens contraire.
- La variation totale sera donc toujours du double du flux maximum, mais cette variation se fera sans passer par une région neutre, c’est-à-dire sans rester nulle pendant une certaine partie de la période.
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- Il résulte de là que pour une même vitesse linéaire la variation sera beaucoup plus uniforme que s’il existait une région neutre en c. C'est ce que met très bien en lumière la courbe périodique E (fig. 7) de la différence de potentiel aux bornes, qui affecte sensiblement la forme triangulaire.
- Le même raisonnement s’appliquerait évidem-ment.à une spire entourant l’induit, telle que q, le flux traversant la spire étant cette fois nul en b et maximum en c.
- L’induit est formé de la manière suivante : Le noyau, identique à celui d’une machine
- Inducteurs
- Fer Ijte l 'în dn\d
- Rechniewski multipolaire à courant continu, est constitué par une pile de feuilles de tôle dentées comme l’indique la figure 3.
- Les variations de la résistance magnétique provoquées par le passage des dents nécessite évidemment la division du fer inducteur en totalité, ou tout au moins dans le voisinage des épanouissements polaires, afin d’éviter ou tout au moins de diminuer les pertes par courants de Foucault. Les dents sont du reste suffisamment petites pour que chaque épanouissement en couvre un assez grand nombre, de façon à diminuer le plus possible ces variations.
- L’enroulement des bobines induites est fait comme l’indiquent les figures 3 et 4, la première représentant le plan de l’induit supposé développé suivant une des tangentes à sa circonfé-
- rence, la seconde la surface latérale de l’induit développé sur un de ses plans tangents.
- Chaque bobine est formée, comme on le voit, d’un enroulement plat composé lui-même de plusieurs bobines dont les spires passent, pour chacune d’elles, par deux des rainures de l’anneau.
- Les différentes spires de chaque bobine sont donc disposées de telle sorte que pour une intensité quelconque du courant induit l’aimantation varie d’une manière uniforme en partant de l’axe de la bobine. La bobine (fig. 4) donne, par exemple, l’aimantation maxima pour la dent m que contournent toutes les spires, l’aimantation est plus petite à la dent e, le nombre de spires la contournant étant diminué de celles qui ne contournent que m, et ainsi de suite.
- Fig. 5
- La combinaison de cet induit denté avec un inducteur quelconque assure un déplacement sans variations brusques du'flux. La réaction de l’induit sur l’inducteur, assez forte dans ces machines, se fait donc sans à-coup et non comme dans certaines machines, où il peut arriver que, par suite de ces variations et du peu d’inertie des pièces en mouvement, la rotation ne soit plus uniforme mais devienne pulsatoire et affecte la forme du courant produit.
- Cette induction progressive de l’induit sur l’inducteur a pour effet de supprimer le ronflement particulièrement désagréable que l’on observe plus ou moins dans les alternateurs. C’est là un des plus grands avantages de l’alternateur Labour.
- Le faible espace laissé entre les épanouissements permet aussi d’employer un plus grand nombre de pôles inducteurs, et par suite d’aug-
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- menter la fréquence pour une môme vitesse linéaire. Le seul inconvénient d’une pareille disposition est un faible abaissement du rendement par suite des pertes par dérivations magnétiques, mais, comme nous le verrons plus loin, le rapprochement des pôles inducteurs a encore une conséquence suffisamment importante pour compenser et au-delà cette faible perte.
- Si au lieu d’enrouler les bobines de l’induit comme il vient d’être dit, on le faisait comme le montre la figure 5, en entourant complètement
- le noyau induit, les effets précédents subsisteraient; le courant alternatif obtenu dans ce cas
- serait simplement décalé de -É sur celui obtenu
- dans le cas précédent.
- Ces dispositions d’inducteurs et d’induits peuvent aussi bien s’appliquer aux entrefers réguliers qu’aux machines genre disque; dans ce dernier cas il faudrait modifier un peu la forme des bobines et des pièces polaires, toutefois l’emploi de faibles entrefers est préférable, car il donne généralement lieu à une perte moindre
- Fig-. 6 — Alternateur de la Société T « Éclairage Électrique ».
- d’excitation par suite des dérivations magnétiques.
- La figure 6 représente une vue de l’alternateur de la Société 1’ « Eclairage Électrique ».
- Donnons maintenant sur la machine livrée à l’Administration des phares quelques détails pratiques que M. Labour a bien voulu nous communiquer.
- L’induit de la machine destinée à l’Administration des phares comprend huit bobines placées à l’extérieur de l’anneau denté et divisé en deux circuits ayant un pôle commun au collecteur, lequel est formé de trois bagues montées sur un manchon.
- Chaque circuit est constitué par quatre bobines couplées en série ; l’un comprend les bobines impaires, l’autre les bobines paires. Chacun d’eux correspond au régime de a5 ampères sous q5 volts.
- M. Blondel a montré dans une courte étude sur l’essai des alternateurs (*) à l’aide des courbes périodiques (fig. 7) relevées aux bornes des deux circuits la réaction d’un des circuits traversé par un courant sur l’autre circuit laissé ouvert. Cette réaction, comme on le voit, augmente très rapidement dès que l’intensité ap-
- (') La Lumière Electrique, t. XLVII1, p. 467, 1893.
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- proche de celle qui correspond au court circuit.
- La réaction de l'induit sur les inducteurs est également très forte et le courant inducteur est fortement ondulé.
- Le collecteur alternatif est placé d’un côté de l’induit, l’excitatrice bipolaire montée sur le même arbre, et de dimensions minuscules, est disposée du côté opposé.
- Le porte-balai, d’un nouveau système, peut être relevé et les balais fixés dans leur position. Les balais Boudreaux donnent de très bons ré-
- Fig. 7
- sultats. Ils sont montés sur des colliers mobiles autour de l’axe et supportés par les paliers.
- Les inducteurs en tôles minces sont assemblés par une couronne en fonte s’ouvrant en deux parties suivant un plan perpendiculaire à l’axe.
- L’induit a 72 dents, ce qui correspond à 9 dents par pôle et par bobine.
- Chaque rainure contient huit fils de 3,2 millimètres de diamètre.
- Les bobines induites sont ainsi disposées :
- 8 spires autour de la dent du milieu
- 8 » » des 3 dents »
- 8 » » des 5 » »
- 8 » » des 7 » »
- 4 » » des 9 » »
- Le coefficient dans l’expression de la force
- électromotrice (produit du nombre de spires par la section moyenne) est 20,5, ce qui donne, pour 80 volts efficaces à vide à 800 tours, une induction maxima de 7280 unités C.G.S. dans la couronne de fer de l’induit. La section du fer induit est de 32 cm2.
- Pendant la durée des essais l’induit fut en outre, comme je l’ai déjà dit plus haut, recouvert d’un enroulement Gramme superposé à l’enroulement du courant alternatif et protégeant celui-ci contre l’action de la force centrifuge. Cette machine, provisoire, multipolaire à courant continu, était destinée à étudier les effets des réactions entre les différents circuits alternatifs et continus en vue de la réalisation définitive du type à double enroulement.
- C’était donc une machine série à 8 pôles comportant 9 sections par pôle de 4 spires chacune en fil de 1,6 mm. de diamètre et donnant 18 volts en circuit ouvert.
- L’entrefer est de 2,5 mm.
- La résistance de chaque circuit alternatif est de o">i64 à chaud; celle entre les balais de l’induit à courant continu, o“oc5.
- Le nombre d’ampères-tours nécessaires sur les électros pour chacun des régimes est de 795 pour le régime 25 à 3o ampères, 45 volts, et 980 pour le régime 5o à 60 ampères, 45 volts.
- Chaque électro-aimant inducteur comprend 260 spires en fil de 2,7 mm. de diamètre, et les courants d’excitation ont des intensités respectivement 3,o6 et 3,77 pour les régimes de 25 et 5o ampères.
- La résistance des électros, couplés tous en série, est de 2 “60.
- La vitesse est de 800 tours, ce qui correspond à une fréquence de 53,3 périodes par seconde.
- Pour obtenir la dépense à vide, perte par hystérésis, courants de Foucault, frottement des balais, de l’air, des paliers, on a mesuré la puissance fournie à l’excitatrice pour entraîner la machine à lavitesse de 800 tours dans les conditions normales. Cette dépense fut de 3io watts.
- La mesure du rendement au régime de 25 ampères donne alors les résultats suivants :
- a5 amp. x 45 volts.......................... 1120
- Dépense dans l’induit 0,164 X 252. *02
- » » les inducteurs 2,60 x 3,o62. 24
- » à vide................................ 3ic
- Total........ .jUpSUwatts.
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- Le rendement industriel est donc de 72,2 0/6.
- Au régime de 3o ampères il est de 74 0/0.
- De même, aux régimes de 5o et 60 ampères, il est respectivement de 80,4 et de 81,2.
- Le système d’alternateur une fois créé, il tut naturellement facile à la Société l’Éclairage Électrique, qui est une des premières maisons de France, sinon la première de celles qui s’occupent le plus de courants alternatifs, d’établir de nouveaux types pour les projets qui lui sont demandés.
- Un certain nombre d’alternateurs du même type furent donc ensuite construits et permirent de poursuivre des essais si brillamment com-
- 1000 ^ 2000 3000 ,4000
- A rnfier en tours et'ejccitaÿio/i
- Fig. 8. — Caractéristique à vide d’un alternateur Labour de 8000 watts.
- mencés. M. Labour a bien voulu nous communiquer les résultats des essais obtenus avec une de ses machines dont les constantes sont les suivantes :
- Vitesse, 600 tours.
- Inducteurs: 23o spires par bobine.
- Résistance de l’inducteur : 1,80 ohm.
- Induit: 8 bobines en série, 4 sections de 4 spires, 1 de 2 spires.
- Résistance de l’induit: 0,072 ohm.
- Cet alternateur a son enroulement et son excitateur établis pour une fréquence de 40 périodes, et par suite une vitesse de 600 tours par minute: sa puissance est de 80 ampèresx 100 volts ou 8000 watts.
- Il fut tout d’abord essayé comme générateur non seulement à la fréquence de 40 périodes
- I par seconde, mais aussi aux fréquences de 60 et 80 périodes.
- La caractéristique à vide et à la fréquence de 40 périodes par seconde, en fonction des ampères-tours d’excitation, a donné les résultats suivants :
- Ampères-tours d'excitation Force électromotrice à circuit ouvert
- volts
- 388 26
- 671 45
- 775 5o
- 858 57
- 1025 58
- 14O0 85
- 1912 96
- 2262 102
- 2268 106
- 3i49 IIO
- 3483 113
- 4060 115
- 445o 117
- 4740 118
- Ces chiffres sont reportés sur la courbe figure 8.
- La caractéristique pour une excitation constante de 4470 ampères-tours, réglée pour un régime de 100 ampères sous 100 volts, est :
- Intensité du courant alternatif Force éiectromotrice aux bornes Puissance aux bornes
- ampères volts watts
- IOO IOO IOOOO
- 86 100,5 865o
- 73 104 7600
- 64 io5,8 6750
- 5o 107 535o
- 39 I IO 4290
- 3o 112 336o
- i5 114,7 1725
- O 116,5 0
- Elle est représentée sur la courbe figure 10. La variation de voltage est d’environ i5 0/0. Elle est assez forte, mais elle pourrait être diminuée sensiblement en augmentant légèrement l’excitation.
- Le rendement industriel fut particulièrement étudié à ce régime. Dans ce but l’alternateur était conduit par un moteur à courant continu à excitation séparée. La puissance absorbée par l’alternateur était donc la puissance aux bornes
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- diminuée de la dépense à vide de ce dernier, hystérésis, courants de Foucault, etc..,,, moins la perte dans l’induit.
- On obtint ainsi, avec une excitation constante de 5ooo ampères-tours, les nombres suivants :
- Intensité du courant alternatif Différence de potentiel aux bornes Puissance aux bornes Puissance à la poulie Rendement industriel
- ampères volts watts watts 0/0
- O 123 O 1528
- 7,6 122 932 2740 34
- 12,2 120,5 1468 — —
- 16,7 119,5 2080 3402 61,5
- 24 119 2855 4255 67
- 32 118,5 3779 Soi 5 74,7
- 45,8 r 16 5315 6470 82,5
- 56 1x5 6450 75io 85,6
- 63,5 112,5 7140 8750 81,8
- 68,6 in 7625 9160 83,5
- 74,a 106 8340 9750 85,6
- 83,7 io5 8800 10370 84,8
- Le rendement, assez bas aux faibles régimes, aurait été augmenté si l’on avait réglé l’excita-
- §200 5160
- s 120
- A 80
- ^4
- “y
- § 0
- n=8n
- /l«=4n
- 2000 4000 6000 8000
- Watfs au<.r ?>or/i.e.s
- Kg. 9
- 10000 12000
- tion de façon à avoir une différence de potentiel constante aux bornes.
- Les courbes de la figure io représentent la caractéristique de l’alternateur, les puissances aux bornes et à la poulie et le rendement industriel.
- On voit par le tableau et les courbes précédents que pour la puissance normale de 8000 watts aux bornes, le rendement industriel est 84 0/0 lorsque l’excitation est réglée pour ne donner qu’une faible variation de voltage entre les différents régimes.
- Cette valeur est suffisante, étant données la puissance de la machine et sa faible vitesse angulaire.
- A la fréquence de 60 périodes par seconde la caractéristique, sous excitation constante de 3 38o ampères-tours, est :
- Intensité du courant alternatif Différence de potentiel aux bornes Puissance Rendement industriel
- ampères volts watts 0/0
- 69 146 IOOOO i 85,5
- 61 149 9000 84,5
- 56 i5o 8400 84
- 5o l5i 7550 82,8
- 3o,o i55 475o 76,5 .
- i5 l6l 2420 6l
- O i63 O
- La variation de voltage est sensiblement du même ordre et le rendement est resté le même pour une même puissance.
- A la fréquence de 80 périodes, sous excitation constante de 1660 ampères-tours, les résultats sont les suivants :
- Intensité du courant alternatif Différence de potentiel aux bornes Puissance
- ampères volts watts
- 80 125 IOOOO
- 71 i37 9720
- 64 148 9470
- 43,4 165 7i5o
- 3o,7 175 535o
- O 184 O
- La variation de la différence de potentiel entre la marche à vide et celle en pleine charge est de 184 — 125 = 59 volts. Le rendement est alors d’environ 81 0/0 en charge.
- En augmentant la force électromotrice, cet écart baisse, mais la puissance normale baisse en même temps, ainsi que le rendement. Le régime le plus satisfaisant correspond à une force électromotrice de 180 volts à circuit ouvert et à une puissance de 8 000 watts ; le rendement est alors de 84 0/0.
- La variation de la différence de potentiel n’est plus que de 10 volts, c’est-à-dire environ 6 0/0, entre la marche à vide et la marche en charge, comme le montre la caractéristique suivante,
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-
-
-
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- 108
- établie avec une excitation constante de 2 5oo ampères-tours ;
- Intensité du courant1 alternatif Différence de potentiel aux bornes Puissance aux bornes
- O 194 O
- 9,4 192 1800
- i3 190 2490
- i5 190 2925
- 19,8 189 3750
- 29 187 5425
- 33,6 184,5 6200
- 44 183,5 8080
- - 62,6 182 n35o !! ~~' !
- Les courbes de la figure 9 représentent les puissances aux bornes en fonction de la diffé-
- -10000
- - 8000-
- 6000
- -4000
- - 2000
- Intensité du courant alternatif en. nrn/i.
- Fig. 10
- rence de potentiel pour les trois fréquences de 40, 60 et 80 périodes par seconde, et sont établies d’après les chiffres des trois tableaux correspondant aux excitations fixes de 4 490 ampères-tours pour £2 = 40, de 3 38o pour ü = 60, et de 25oo pour Q = 80.
- L’alternateur fut ensuite essayé comme moteur. Le démarrage, sans charge bien entendu, se faijt de la manière suivante : on ferme le courant alternatif sur l’induit sans exciter la machine; l’armature ne bouge pas d’elle-même, mais il suffit de lui imprimer une très légère impulsion dans le sens voulu pour qu’elle se
- mette immédiatement en marche. La vitesse augmente avec la différence de potentiel aux bornes de l’induit, différence de potentiel que l’on règle à l’aide d’une bobine de self, servant de;rhéostat de mise en marche.
- Les accroissements de vitesse sont en fonction du voltage :
- Différence de pôtentiel aux balais de l'induit Intensité du courant alternatif Vitesse de l'induit
- volts
- 55 80 374 .
- 71 102 320
- 92 118 588
- 97 124 588
- 102 128 588
- La génératrice est à environ 40 périodes, et par suite la vitesse correspondant au synchronisme est d’environ 600 tours.
- On ferme ensuite le circuit inducteur, et pour l’excitation de marche normale, 2 5oo ampères-tours environ, l’intensité dans l’induit baisse aussitôt de 120 ampères à 25 ampères. Il n’est plus besoin d’indicateur de phase, car si l’on ferme l’excitation trop tôt, la machine s’arrête. La mise en marche dure seulement quelques secondes.
- L’explication de ce fait paraît résulter de la production des courants de Foucault dans le fer des inducteurs et dans le manchon métallique supportant les enroulements. Au moment de la mise en marche de la machine il se forme, ainsi que l’ont expliqué MM. Hutin et Leblanc dans la théorie des moteurs asynchrones, un couple résultant de l’action électrodynamique entre les deux circuits augmentant avec la vitesse jusqu’à une vitesse voisine de celle du synchronisme.
- Dans cette machine le couple devient suffisant pour vaincre les résistances passives et amener la machine à une vitesse suffisamment près de celle du synchronisme pour s’accrocher dès qu’on ferme l’excitation.
- Ces essais ont toujours réussi à l’usine, soit avec une génératrice conduite par un moteur à vapeur Sulzer donnant des sauts de courroie, soit avec un moteur ayant une marche très régulière et une courroie sans couture.
- Le moteur est muni d’une poulie folle et d’une poulie motrice; l’organe à commander doit lui-même porter deux poulies, si la résistance au
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-
-
-
- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 109
- démarrage est importante. La courroie placée tout d’abord sur les deux poulies folles passe ensuite sur la poulie motrice, puis sur la poulie dé l’organe à conduire. La poulie folle peut être remplacée par un embrayage à friction.
- Dans ces conditions, le moteur a pu être chargé en une seule fois à 7800 watts. Seule, une charge brusque de 12000 watts le fait décrocher.
- Lé rendement industriel fut déterminé d’une façon analogue à celle employée pour la machine fonctionnant comme génératrice. Le moteur conduit une machine à courant continu excitée séparément. La puissance, absorbée par cette
- t */ r.‘ <4 1 ’tfen/tt£
- 1000(T
- -8000
- 1-6000
- -4000
- -2000
- Intensité du courant a,lternatff en amp..
- Figr. 11.
- machine se compose de sa consommation à vide, de la perte dans l’induit et de la puissance aux bornes, et enfin de la puissance nécessaire à son excitation séparée. Le tableau suivant indique les résultats pour la fréquence 40 : les chiffres de ce tableau sont reportés sur la figure i 1.
- Intensité efficace du courant alternatif Différence itc potentiel efficace aux bornes du l’induit Watts apparents 15. I Watts vrais E1. cos B wattmfctre Watts absorbés par la machine entraînée Watts fou rnis moteur f jï £ ♦» "l 9 * O > i.
- 26,50 100,7 2680 770 frottements
- 35 102 3570 2800 2156 3012 71,8°/„
- 45 IOI 4550 3640 2852 ; 385o 74,2
- 60,6 101,5 6i5o 5460 4477 5670 79
- 80,5 102 8200 7560 6i65 7770 79-4
- 9>,7 102 q35o 8825 7590 9037 84
- 102,5 102 10450 9588 8070 9800 82,5
- I 12,3 99,2 11 100 10700 8880 10920 81,4
- Les courbes de cette figure et le tableau précédent montrent que le maximum de rendement a lieu simplement par une puissance de 8000 watts, c'est-à-dire environ 10 chevaux. Il est de 84 0/0, nombre acceptable pour un moteur d'une aussi faible puissance et la faible vitesse angulaire de 600 tours.
- On voit par ces chiffres que l’alternateur Labour, tant au point de vue générateur qu'au point de vue moteur, présente de très sérieuses qualités, dont les moins communes sont certainement sa facilité de démarrage et sa stabilité de synchronisme pour les charges brusques. Sa marche, absolument silencieuse lorsqu’il fonctionne comme moteur avec des courants sensiblement sinusoïdaux, lui assure un succès certain dans les installations privées.
- Nos lecteurs reconnaîtront dans cet alternateur des analogies avec le moteur Hutin et Leblanc que nous avons décrit à propos de la synchronisation des alternateurs.
- F. Guilbert.
- TRAVAIL ET RENDEMENT
- DES
- MOTEURS ALTERNATIFS ASYNCHRONES MONOPHASÉS
- Nous exposons ici un procédé de calcul applicable à tous les moteurs asynchrones à courant alternatif, mais nous nous bornons toutefois, pour le moment, à traiter le cas le plus simple, qui est celui du moteur monophasé, dont il a déjà été si souvent question ici depuis quelques mois.
- Considérons, pour fixer les idées, un moteur alternatif composé d’un inducteur extérieur fixe et d’un induit mobile recouvert de spires fermées sur elles-mêmes. Le flux magnétique qui traverse une spire quelconque de l’induit est une fonction <p (v, t) du temps l et de la position relative de la spire considérée et de l’inducteur, position que nous supposons fixée par une abscisse x (fig. 1). Soit X la distance de deux pôles consécutifs de même nom de l’inducteur; pour un temps déterminé, le flux („v, /) dépend de v seulement et peut s’écrire
- (2 7Ç \
- —^----j-pj; l’erreur commise en
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-
-
-
- I IO
- : LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- admettant cette forme est identique à celle que l’on commet généralement en se servant d’une sinusoïde simple pour représenter la variation d’un courant alternatif par rapport au temps.
- D'autre part, pour une valeur de a déterminée,
- le flux 9 (x,t) peut s’écrire f(f) — N sin -f vj.
- Le flux ® (.v, t) devant être périodique à la fois par rapport au lieu et au temps, sa forme la plus générale est une somme de produits delà forme de / (x) et de (/) (/) soit :
- <f (*. fl = £ [Msin (^r + O]- [N sin (x^ + v)] •
- Il est aisé de démontrer qu’une telle fonction peut toujours se réduire à deux termes seule-
- oe
- àz
- ix>i Inducteur
- -5> C
- 1-nàuit
- Fig. 1
- ment et que par un choix convenable des origines, elle peut prendre la forme :
- <p (x, t) — A sin
- a t.x ' X
- 2 lit , ,, 2 TT A '2nt
- + B cos cos
- (i)
- de A et de B et par suite le travail et le rendement du moteur.
- Soit :
- / — J* + fi (2)
- th / == «j Ij sin ^ ampères-tours d’excitation.
- /^Mfz.I.sin^^
- Z X
- M:=4tc£{a^.~ perméabilité magnétique. (4)
- +T)sin(^+?)
- flux inducteur. (3)
- u. = coefficient de perméabilité magnétique,
- Z = longueur de l’induit,
- X = distance entre deux pôles de même nom l — longueur des différentes parties du circuit magnétique,
- t = décalage par rapport au temps entre le flux inducteur et le flux général,
- \ = décalage par rapport au lieu entre le flux inducteur et le flux général, v — nombre de spires d’induit entre deux
- pôles consécutifs, soit entre O et
- r — résistance de chaque spire. c — vitesse relative de l’induit par rapport à l’inducteur,
- i = courant induit dans une spire, lié au flux général par la relation :
- <5>
- où A et B sont des constantes qui dépendent des dimensions et de la constitution du moteur et de la vitesse de rotation de l’induit.
- Notons seulement en passant qu’une telle fonction est susceptible d’une représentation graphique extrêmement simple. Considérons, en effet, une hélice à base elliptique qui tourne autour de son axe et exécute une révolution complète dans le temps T, le pas de cette hélice étant X et les demi grands axes de l’ellipse de base étant A et B : nous obtiendrons toutes les valeurs du flux 9 (x, l) en projetant cette hélice sur un plan passant par son axe.
- Dans la déduction qui suit, nous posons que le flux général/= 9 (A, t) est la somme du flux /, créé par l’inducteur et du flux de réaction de l’induit/à- Comme, d’autre part, le flux /2 peut se déduire directement du flux /et que le flux/ est connu, il est aisé de déterminer les valeurs
- Remplaçant/ par sa valeur en (1),
- 2ir C 2n t . 2 7tA- /A C \
- ï _ — | c°s -,|r- sin -jj- [’f—x B)
- — sin -y- cos (f — XAJs -6)
- L’intensité du champ magnétique au point x produit par la réaction d’induit dépend des
- spires comprises entre a et a----— et le flux /2
- qui traverse la spire dont le côté gauche (fig. 1) correspond à l’ordonnée x est donné par la sommation des intensités de champ entre x et
- x + — , soit :
- ' 2
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-
-
- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 111
- remarquant que :
- 2 nX n
- x
- an u v
- £
- sin dx :
- A
- X 2 TC X
- — COS _
- 7C X
- £
- r
- 2 7t-V , X . 2 71 A"
- cos —r.— 3-r = —sin —-
- X 7C X
- 2 71A X 2ltA'
- sin -=r—dx——cos —-X Tt X
- £
- X
- ï+ 7
- ITZX ,
- COS —i—- ÜX-
- A
- X . 27CAT
- — sin ——-
- TC X
- et posant :
- — — -- b — <
- T x
- (7)
- nous obtenons après réduction
- 8 V
- f.= - - M
- 7i r
- / 2 71 t . 2 7CA' , „ . 2 7l/ 2 7WT\
- ( — a cos — sin + P sin — cos -J
- W'
- remplaçant en (2)/, / et/2 par (1). (3), (9) nous obtenons :
- . . 2 TC t . 2 TC AT 2 7C t 2 7CA"
- A sin sin —^—|- B cos cos -
- ( T . /21c t , \ . /2TCX „\ , 8 V ( 2k t . 2kX
- — M | n, I, sin (-Tjr- + t J sin f+ U + - —*cos sin -y- + P
- . 2 TT t
- sin ——— cos
- ¥)l
- Pour déterminer les quatre inconnues, A, B, <j, t faisons :
- a: = o et t = o,
- nous obtenons :
- B = M n, I, sin t sin % X
- X—— et t = o,
- 4
- nous obtenons :
- s v
- o = 7t. I. sin t cos ?--------------------a,
- Te r
- (10)
- (n)
- A* — o et t
- T
- nous obtenons :
- 8 v
- o = n, I, cos t sin ? -|-----8,
- 71 V
- X .T
- A*= — et t= —,
- 4 4
- nous obtenons :
- A = M n, I, cos t cos
- d’où nous tirons par combinaison :
- A 4- B = M 7?, I, cos (r— E),
- A — B = M11,1, cos (t + E).
- M 77,1, sin (t— E) = M - £ (a + p),
- 7C ?
- M«, I, sin (t.+ t) = M® 1' (a—p),
- (12)
- (.3)
- éliminant (r — £) et (t V Z) et remplaçant «. et fi par leurs valeurs (7) et (8) :
- Mit,1,
- A + B =
- A—B =
- - M n, I, v
- d’où :
- . r M T
- A =----------77,1, a.
- v 2
- 1 M T 1
- B =-----------77, I, b.
- V 2
- (14)
- (•5)
- (IG)
- V/(9- + M.(i)-(2„|)‘
- (17)
- Le flux résultant /est donc déterminé :
- , T Ai , / . 2TC t . 2-kX , , 2TC t 2 7cA* \
- J-- Y"'1' (aSin "T" Sin —X f ^C0S vjl- COS —J (18)
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-
-
- I 12
- LA LUMIÈRE ELECTRIQUE
- L’intensité magnétique h du flux /au lieu x est liée à / par la relation :
- /l® + X
- /=V
- qui est satisfaite pour :
- h dx,
- (1?)
- , rM j T / . 2 it t 1 T.X., 2 ic£ . 2 KX\
- h=v^xzn‘11 + ^cos-- sin
- Le travail développé par chaque paire de pôles du moteur est donné par >x /»T
- 1 —7.2V C
- X T
- lii dl dx
- (20)
- remplaçant i et h par leurs valeurs (6) et (19) et opérant la double intégration nous avons :
- remplaçant a et p par (14) et (i5) :
- T=-1 Tt M2 "<• ^ j3 ¥ - x (aa + **)! <2i>
- Le signe négatif provient de la convention admise de désigner la position de chaque spire par l’abscisse «y de son côté gauche, mais il correspond à un travail reçu, c’est-à-dire utile. Nous pouvons donc en faire abstraction. Remplaçons a et b par (16) et (17),
- (22)
- Travail à intensité constante (fig. 2). — Pour représenter graphiquement ce'travail, en fonction de la vitesse, donnons aux constantes les valeurs suivantes qui concordent avec des dimensions pratiquement réalisables :
- M = 0,786. io1,
- r .
- - = 2.10*
- V
- n, = 100,
- 4 = 5o,
- variable indépendante variant de o à —
- I, — 10 ampères. Différence de potentiel.
- La différence de
- Potentiel aux bornes du moteur est donnée par la relation :
- (23)
- df
- AP =t.r,+«i
- r, — 10" résistance du circuit inducteur, substituant il et /d'après (3) et (1)
- A P =z I, r, sin + t ) sin ^
- 2 7t / . . 27t.r 2 t _ 2 7T X .
- + n 1 (A sin — cos ---------B cos ^ sin
- formule dans laquelle nous devons remplacer x par sa valeur tirée de l’équation :
- t)
- 2 7r.V . „ t:
- x- + 4 = ïï’ d’où :
- . 2 TZX y
- sin —cos %,
- 2-K X .
- cos zn sin *
- A
- AP= sin ~ ^i, Vt cos T _ B n, sinSj +cos (l, r, sin x 4 A «, ^ cos S )
- AP= y/(l,ri)2 + (B* sin!Ç+A5cos*E^^y «,*4. %p 2n, I, r, ^Acos^sint- B sin ? cos ^ xsin + y^j
- tang- y =
- I, r, sin i + A n, ~ cos \ T, r, cos t — B n, ~ sin Ç
- (24)
- substituons cos \ sin t et sin \ cos t par (10) et (12) et
- t e 8 V M / C . BN
- tang1 =------- ( — A — = )
- 75Î A\X 1 J
- tirée de(n) et (12), nous obtenons après réduction :
- AP=I
- , sJ,,+(î /-m h - <1
- T ( ï)\ïr ) ' (25)
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-
-
-
- JOURNAL UNIVERSEL D’ÊLECTRICITÊ
- 113
- Cette formule n’est pas susceptible d’être sensiblement réduite ou simplifiée, mais elle se prête facilement à une application numérique. Introduisant les valeurs numériques admises précédemment, nous traçons (fig. 2) la différence de potentiel aux bornes du moteur en fonction de la vitesse de l’induit par rapport à l’inducteur.
- Grâce aux relations (21) et (25) nous obtenons directement la courbe du travail à potentiel constant en fonction de la vitesse du moteur (fig. 3).
- Pour faciliter la comparaison des conditions de marche du moteur à courant constant et à potentiel constant, nous choisissons pour le potentiel constant une valeur telle que le travail maximum du moteur soit le même dans les deux cas :
- iP = 37,5 volts.
- lorsque le moteur est au repos, la formule (a5) se réduit à :
- AP = I, y r,s + M*
- en admettant la résistance des spires d’induit r infiniment grande.
- Nous avons le cas ordinaire de la bobine d’induction simple à circuit secondaire ouvert.
- Le rendement électrique du moteur est donné par le rapport du travail utile T à ce même travail majoré du travail dissipé par les courants «dans l’induit et % dans l’inducteur :
- ' , 1 1 rx fï . , i,* r,
- I + 2 y 7* j l'dt. dx + —-—
- Gn remarque que lorsque4- =0, c’est-à-dire
- A
- substituant la valeur de i en (6) :
- "H fJJJ *'• ’ *•ix = “ *’• F Kt - £B )‘ + (“ -1 A)’i
- après réduction :
- = ?• V «*• (- ') !(“•+ “) ((t)‘ + (iï) - ** T • T i substituant a et b par (16) et (17) :
- —a-•) | jQ-+QM)-(4-x)'i wwa+m
- remplaçant (26) dans la valeur de ^ :
- 3 a-* + -I - (a* *&s) (tY-
- •-i =
- i7^ + (~‘-X*(±),+(*)')-•"+*
- 26)
- (27)
- substituant a et b par (16) et (17) :
- CW-GMM
- 2K,sM-7r r
- Le rendement électrique est donc indépendant de l’intensité du courant inducteur et de la différence de potentiel aux bornes du moteur, il ne dépend que de la vitesse relative de l’induit par rapport à l’inducteur.
- La figure 4 montre cette relation.
- Il est à remarquer que la perméabilité magné-
- tique [j. a été supposée constante pour toute intensité magnétique. De plus, dans le rendement électrique, il a été fait abstraction des pertes par hystérésis et par courants de Foucault.
- Les courbes du travail utile à courant constant et à potentiel constant sont reportées sur la même figure 4.
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- U4
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- nsi té
- Fig. 3,
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-
- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 115
- Pour ne pas charger ces figures nous n’avons pas dessiné les courbes représentant les moments de torsion de l’induit en fonction de la vitesse. Elles se déduisent aisément en faisant le quotient des valeurs du travail utile par les vitesses correspondantes. L’examen de ces dernières courbes permettrait de déterminer les conditions de démarrage du moteur, soit à potentiel constant, soit à courant constant. Sans en faire une étude détaillée, remarquons seulement qu’à courant constant l’autorégulation est presque parfaite et que le rendement maximum coïncide, à peu près exactement, avec le travail maximum, ce qui n’a pas lieu à potentiel constant.
- Au repos, à potentiel constant, les courants inducteurs et induits atteignent des valeurs considérables qui absorbent, en pure perte, une énergie s’élevant à 7 1/2 fois le travail maximum utile. On voit donc qu’il est indispensable de ne mettre les spires de l’induit en court circuit qu’une fois le moteur lancé ; sinon toute marche économique et conciliable avec les exigences d’une distribution simultanée de force et de lumière est impossible.
- Nous ne voulons pas, pour le moment, entrer dans la discussion complète du problème; notre but était seulement de montrer une application pratique de la forme du flux général que nous avons exposée,
- A. et J. Boissonnas.
- APPLICATIONS MECANIQUES UE l’électricité (’)
- L’appel d’incendie de Decrow permet d’envoyer (fig..20 et 21) du transmetteur A au récepteur B deux espèces de signaux distincts.
- Le transmetteur se compose d’un disque C et d’un secteur E interrompant le circuit au récepteur tout le temps que les contacts 1 et 2, 4 et 5, tombent dans leurs encoches. Le disque C, mû par un mécanisme d’horlogerie, porte une courte encoche 3, une longue 4, puis une sérié d’enco-
- (') La Lumière Électrique du 14 octobre 1893, p. 67.
- ches indiquant le numéro de son poste. Le secteur E porte trois petites encoches, et peut s’orienter sur C de manière à couper le poste du circuit en un point quelconque de la rotation de G.
- Normalement, comme l'indique la figure 20, le circuit principal de la pile II est fermé sur G, dont l’armature K arrête par L M le disque d’horlogerie J, et le talon Y, appuyé sur la périphérie de ce disque empêche N de venir en prise avec le rochet O.
- Lorsqu’on déclenchera le disque C, les balais 1 et 2 tombent en 3 et interrompent ainsi le circuit de II; l’armature K rappelée par son res-
- Fig. 23. — Appel de sûreté Sauer et Ilentschiel (1893).
- sort, déclenche le disque J qui, en tournant dans le sens de la flèche laisse tomber Y dans son encoche, et N venir en prise avec O; puis, au récepteur 1-2 remontant de l’encoche 3 sur la périphérie de G, rétablissant le courant en G, puis retombant en 4 et l’interrompant de nouveau, de manière à faire pendant le passage de l'encoche de J sous Y tourner d’un cran O. Cette rotation ferme en R S le circuit de la pile P sur la sonnerie d'appel T, et comme le cliquet V empêche O de reculer cette sonnerie continue, bien que N revienne sur la périphérie de J et lâche O, jusqu’à ce que au bout d’un tour de J le taquet M frappant W déclenche V de O qui, rappelé par son ressort rompt en RS le circuit de la sonnerie.
- Si, au contraire, l’on ne veut pas faire partir la sonnerie T, on oriente le secteur E de façon que le circuit de ligne ne soit pas interrompu entre l’encoche 3 et .celles qui indiquent le numéro du poste. Dans ce cas, pendant un touy
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-
-
- Fig. 20 et 2i. — Signal d’incendie Decrow (1893).
- 0
- C
- s
- 0
- G
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-
-
- JOURNAL UNIVERSEL D'ÉLECTRICITÉ
- 117
- de J, le circuit de ligne reste fermé tant que N se trouve dans l’encoche Y, et comme N sort de cette encoche avant le passage des encoches in-
- dicatrices du poste en A, ce passage ne fera pas vibrer le secteur O.
- Dans la variante représentée par la figure 21,
- Fig. 24 et a5. — Haveuse Hirst (1892)
- le plateau J est complété par un disque X à encoches correspondant au numéro du circuit dans lequel se trouve intercalé l’appareil. Le système fonctionne comme précédemment, mais bien que le contact R S reste fermé pendant
- toute la durée d’une rotation de J, le circuit local n’est fermé que par les encoches de X, qui indiquent ainsi le numéro du circuit sur lequel le poste A envoie son signal.
- Le tableau d’appel d’hôtel de M. Van Hoe-
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-
-
-
- 118
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- venberg fonctionne (fig. 22) d’une façon très simple. Quand le voyageur n° 1, par exemple, tire de l’intérieur de sa chambre le cordon F, la palette d passe de la position n° 2 à la position n° i, laissant tomber au dehors le bras G en fer-
- mant en le circuit de la pile E par W,, sur la lampe à incandescence n° 1 du tableau, le fil de retour commun W et le solénoïde M qui, abaissant son armature, ferme le circuit du trembleur Qetle fait sonner. Après s’être rendu
- Fig. 26. — Perforatrice Taylor (1892).
- à l’appel du voyageur, le garçon replace en tirant G, le bras G dans la position n° 2, prêt pour un nouvel appel.
- L’appel de sûreté de Saner et Henlschiel (fig. 23)
- Fig. 27 à 29. — Appareil hydrothermique Beehler.
- consiste en un levier ggi, monté sur la porte à protéger de façon que, dès que l’on en ouvre la serrure en retirant la penne o, ce levier repoussé par son ressort b ferme en ccv le circuit d'une sonnerie.
- La haveuse de Ilirsl représentée par les figures 24 et 25 est ingénieuse et fort simple.
- La chaîne sans fin qui porte les couteaux est tendue par la vis k sur les poulies h et/du bras g, que l’on peut orienter d’un arc de 180° autour de l’axe moteur c par le train hélicoïdal v u. L’axe c est commandé par une dynamo au
- Fig. 80.— Appareil hydro-thermique Mason et Mac-Lucas.
- moyen du train hélicoïdal et son plateau «porte des cames s s qui, deux fois par tour, relèvent le levier r, et font tourner d’un cran, par rp, le treuil de touage 11, qui fait avancer l’appareil sur la voie. Si la résistance opposée par la taille à cet avancement est trop considérable, les ressorts rr, qui supportent la butée de v, cèdent et
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- ii9
- la came 2 soulève par 3qp le cliquet de n, de manière à débrayer ce treuil.
- Le principe de la perforatrice Taylor est indiqué par la figure schématique 26. Le fleuret d est actionné par un solénoïde ee', et entraîne un piston fi mobile entre deux résistances b et b', augmentant avec la pression exercée sur elles par le piston f. Quand c arrive au fond de sa course de gauche à droite, / comprime b\ de sorte que la majorité du courant admis par a suit le trajet le moins résistant ebaet que l’avant du solénoïde rappelle vivement c vers la gauche. Lorsque c arrive à la fin de sa course de droite à gauche, c’est au contraire b qui se comprime et fait passer la majorité du courant par ae' b' a', de manière à rappeler le fleuret vers la droite.
- On a souvent cherché, mais sans grand succès, à remplacer dans les mines grisouteuses les explosifs par des appareils dilatables à coins, chaux vive, pression hydrostatique, etc.; c’est à ce genre de dispositif qu’il faut rattacher les appareils hydrothermiques récemment proposés par MM. Beehler, Mason et Mac-Lucas.
- Dans l’un des appareils de M. Beehler(fig. 27), l’eau enfermée dans la cartouche 1, bourrée dans le trou de mine, chasse le bouchon 2 et s’en échappe, partie en vapeur, quand on fait passer le courant dans la résistance 3 protégée, au besoin, par une gaine 4. L’appareil de MM. Mason et Mac-Lucas agit (fig. 3o) d’une manière analogue, mais la cartouche A éclate sous la pression de l’eau chauffée par le fil G, enroulé sur le crayon en poterie D.
- Dans le second appareil de M. Beehler (fig. 29), l’eau est enfermée dans une chaudière 6, alimentée par la trémie 10 et en communication avec le trou de mine par la cartouche 8 et le tuyau 7.
- Gustave Richard.
- LA PROPAGATION DE LA LUMIÈRE
- DANS LES MÉTAUX (()
- 4. Les expériences de M. Shea ont servi à déterminer i° l’indice vrai n; 2° l’indice apparent n\ variable avec l’incidence.
- C )La Lumière Electrique du 14 octobre 1893, p. 60.
- Dans la formule (21), qui donne la déviation en fonction de l’incidence, figurent deux quantités inconnues, n et x\ on a :
- — i + tang^y/^.
- + Z ^ (ixi + L)*
- {x2 — 1) w2
- sin* ç
- + 2
- sin2 tp (,r2 — 1) n% sin2 <p
- + 1
- )]!•
- (21)
- On pourrait, à l’aide de deux expériences, calculer les valeurs de ces quantités; M. Shea a a préféré, sans en donner les motifs, utiliser les valeurs de x déduites d’expériences directes sur l’absorption de la lumière sur les lames à faces parallèles que nous étudierons dans la seconde partie de ce travail. Pour les métaux qui n’avaient pas été étudiés à ce point de vue, il a utilisé des valeurs déduites d’expériences relatives à la réflexion métallique, phénomène dans les équations duquel s’introduisent également les constantes a: et n. En portant dans l’équation (21) les valeurs observées de s et y et les valeurs de a:. il a obtenu une série d’équations d’où il a déduit pour 11 des valeurs assez voisines dont la moyenne est une valeur plus probable que celle que l’on tire de la seule équation (de la page 63) par des expériences exécutées sous l’incidence normale.
- Voici d’abord, pour qu’on puisse juger de la précision des expériences, les déviations, mesurées en secondes, obtenues pour l’un des métaux, le cuivre, avec trois prismes différents :
- y 0° 20° 3o" 40° 50° 6o° 70°
- 29",06 (—17,3 —l6,5 —14,1 —13,4 —9,7 —5,9 + 0,7
- 34",48 <L —17,5 —12,9 —14,7 —11,2 —6,8 —3,9 +19,0
- 37",5o (—20,6 —19,9 —16,3 —12,6 —6,8 -3,2 +12,3
- Chaque nombre est la moyenne de quatre déterminations, et chaque détermination comprend vingt lectures sur des déviations à droite et à gauche; chaque nombre de ce tableau correspond donc à quatre-vingts lectures. Pour chaque angle d’incidence, la collimation finale était vérifiée par vingt lectures f1).
- A l’aide de ces résultats, M. Shea a calculé les nombres du tableau suivant; ses observations avaient porté sur l’or, l’argent, le cuivre, le platine et le nickel; il a utilisé les observations de MM. du Bois et Rubens pour le fer et le cobalt. Les nombres qu’il a introduits explicitement dans sa formule ne sont pas les coefficients d’ab-
- (*) On se rappelle que les déviations devraient, pour chaque incidence, être proportionnelles aux angles deS prismes*
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- 1 20
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- sorplion, mais les coefficients d’extinction g, définis par la relation
- g = nx.
- Le nom inscrit dans chaque colonne est celui de l’expérimentateur auquel le coefficient est emprunté. L’unité pour les longueurs d’onde est io ° cm.
- ? oit 9 -- 2.1# Kuthcnuu ARGENT Q~ 1,79 Rtitliemiu CUIVRE <7 = 2,01 rouge Bubons PLATINE 0 = 2,03 X = or» Kiitheimti NICKEL <7=2,06 X = ™ Rutheiuut FER 9—‘*<8 / =0» Riithonau COBALT 0=339 X = 63 Drudo
- o° 0,27 0,22 0,45 2,01 1,98 3,01 2,99
- 10" 0,33 o,3i — — — — —
- 20" 0,27 0,40 0,48 — — — —
- 3o° 0,22 o,38 0,49 1,90 3,12 3,12 3,12
- 40° 0,23 0,41 g,5o 1,95 2,98 2,98 3,12
- 5o° 0,26 0,38 o,5i 2,04 3,13 3, i3 3,24
- 55» — — — 2,02 3,oo 3,oo 3,25
- 6o° 0,24 r0,35 0,46 2,06 a,99 2,99 3, i5
- 65" — — — 2,02 2,98 2,98 3,18
- 70° ~ 0,48 ~ “
- 11 = 0,26 0,35 0,48 ' i,99 2,01 3,o3 3,i6
- L’accord est satisfaisant, sauf pour l’argent, dont l’indice sous l’incidence normale se trouve notablement plus petit que la valeur moyenne.
- Le tableau suivant du mémoire de M. Shea contient l’ensemble des valeurs de s observées et calculées. Les valeurs « observées » sont les
- moyennes des valeurs trouvées pour e ; on a calculé également la moyenne des valeurs de y pour un même métal et, en se servant des valeurs connues de„r et de celles de n, que donne le tableau précédent, on a calculé des valeurs de r pour l’angle réfringent moyen y. Ce calcul a été effectué de plusieurs façons.
- On a utilisé d’abord une formule (B) complète que nous n’avons pas donnée précédemment et dans laquelle on n’introduit pas l’hypothèse que y est infiniment petit. La formule (C) est notre formule (21), rigoureuse sauf cette hypothèse. Les formules (D) et (E) sont les formules approchées (22) et (23).
- E = Y
- + - n-- ( 1 _ sin2<P V
- ’r cos ç V, 2 n1 (x- + i)J $
- E v (' + SsK)’
- (22)
- (23)
- Enfin on a calculé également en (A) par la formule (25) la déviation que donnerait la loi de Descartes avec l’indice vrai.
- Un autre tableau contient l’ensemble des résultats obtenus par M. Shea et par MM. du Bois et Rubens; on a ramené la déviation moyenne observée à ce qu’elle serait pour un prisme d’un angle de 25". Nous citerons les nombres relatifs au cuivre : (la valeur de g est tirée d’un travail de M. Rubens).
- 0» 20° 3o» 40° 5o° 60» 70“ 80" go“
- 1 e Observé : —13,7 *—12,2 I I , I -9,2 —5,8 —3,2 • + 7,9 — —
- 25" l Erreur probable : + ',1 1,5 1,2 1,2 1,2 t,2 2,7 — —
- Y — f D — i3,o -12,3 — 11,4 —9,9 —7,3 —2,5 + 7,5 +38,3 . + 2118,0
- «0 = 0,48 < l C — i3,o —12,3 — 11,4 -9,8 —7, 1 — 2,2 + 7,9 +39,4 00
- e calculé 1 D — i3,o —12,3 — 11,4 —9,8 -7,2 -2,4 + 7,7 +38,9 CO
- g — 2,6ï 1 / E — i3,o —12,3 — II , I —9,3 —6,3 — 1,0 + 10,1 +44,1 CO
- [ A — i3,o —16,0 Ref. tôt. — —- — — — —
- Ces résultats sont représentés par l’une des courbes de la figure 5, où l’on a porté en abscisses les angles d’incidence mesurés en degrés. On a tracé les courbes théoriques; B, C, D se confondent sensiblement; E diffère peu du groupe des trois autres. Si on entoure chacun des points correspondant aux observations par des ellipses dont les grands axes soient proportionnels aux erreurs probables, on trouve que les courbes B, G, D coupent presque toujours ces ellipses, c’est-à-dire que les erreurs d’observation l’emportent sur la différence entre les valeurs observées et les valeurs calculées.
- On peut calculer l’indice apparent»'au moyen de la formule (26)
- = .v'-»2 + sin2?4-i \/4X-ui+(n-—x'-n*— sin2;p)2| (26(
- On obtient ainsi :
- o° 20° 3o» 40» 5o» 6o° 70“ 80“ go"
- 0,48 o,5g 0,6g 0,80 o,go o,g8 i,o5 1,0g 1,10
- pour une longueur d’onde de 64. io~ü cm.
- La formule abrégée (27)
- n'1 — n* + sin2 <p
- donne des résultats différents pour la deuxième décimale.
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- I 2 I
- On peut enfin calculer l'angle de réfraction on a
- sin — sin <pm;
- La relation se réduit si l’on fait tendre g vers o à
- <p,„ = arc cosec («„ cosec <ç)
- en portant dans cette équation la valeur (26) de 111 on trouve
- <p„, = arccot y/[L + \/(U + g*n* cosec1 »)], en posant
- L =—j (« — -v*n*) cosec i— 1j.
- ce qui est la forme primitive que Smellins avait donnée à la loi de réfraction entre deux milieux transparents.
- Les courbes de la figure 7 représentent la variation de la fonction cp,„ pour les sept métaux étudiés. Les courbes du nickel et du cobalt sont rapportées à l’axe des abcisses O'R', pour éviter
- Cuivre
- Fig*. 5 et G. — Déviation pour un prisme de 25 secondes.
- la coïncidence presque complète avec celles du platine et du fer. La figure est divisée en deux parties par la diagonale OQ; à gauche et en haut se trouve la région des indices de réfraction faibles (n'<i); à droite et en bas celle des indices élevés la diagonale elle-même cor-
- respond au cas ni— i et par suite tp,„ = <p et e = o. Le passage d’une courbe d’une région à l’autre indique donc que la déviation produite
- par un prisme s’annule et change de signe. On a, dans ce cas,
- Ç = arc sin y/r+
- en posant
- M = I — x- n2 — 1^.
- Pour les métaux dont l’indice de réfraction est plus petit que i, il y a donc deux incidences
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- pour lesquelles la lumière pénètre sans déviation; d’abord l’incidence normale, puis l’incidence définie par l’équation (28). Le calcul donne, en partant de cette équation, pour la lumière rouge :
- Cuivre.... »,.. (pCT = 9=82,90
- Argent......... =71,90
- Or............. =76,20
- L’examen de la figure 7 montre la concordance.
- Le changement de signe de la déviation dans les prismes de cuivre a été observé par M. Shea (fig. 5), au voisinage de l’incidence de 63°; pour l’argent et l’or, le phénomène se produirait certainement s’il était possible de faire encore des expériences sous un angle d’incidence aussi élevé.
- Enfin les courbes arrivent normalement sur la droite QR en des points dont l’ordonnée est donnée par la formule
- q?m = arc cot y/[M +y/(M2 + Ars)J.
- Comme la droite P Q (<p,„ =90°) n’est jamais coupée par les courbes, il n’y a pas de réflexion totale, ce qui est d’accord avec l’expérience.
- Les courbes ponctuées représentent les valeurs que prendrait l’angle de réfraction si la loi de Descartes s’appliquait. L’influence énorme de l’absorption dans les métaux à indice de réfraction peu élevé ressort de la comparaison; au voisinage de l’origine, les courbes de réfraction coupent les courbes de Descartes, mais elles s’en éloignent de plus en plus vers la droite à mesure que l’incidence augmente. Dans les autres métaux l’écart est trop faible; si l’on se reporte aux figures 5 et 6, on verra que la courbe A est toujours au-dessous des courbes observées; c’est donc une propriété caractéristique des milieux absorbants, mais elle est considérablement moins accentuée dans le cas des métaux à indice élevé.
- Enfin M. Shea a étudié la dispersion en adoptant la disposition de MM. du Bois et Rubens. Les valeurs moyennes de n0 obtenues sous l’incidence normale sont indiquées dans le tableau suivant.
- Lia D F G
- Or........... 0,29 0,66 0,82 0,93
- Argent..... 0,25 0,27 0,20 0,27
- Cuivre..... o,35 0,60 1,12 r, 13
- Platine.... 2,02 1,76 i,63 1,41
- L’accord avec les résultats obtenus par M. Kundt (p. 66) est satisfaisant.
- 5. M. Kundt a déterminé aussi au cours de ses recherches les indices de réfraction de quelques composés métalliques, en particulier d’oxydes. Ces expériences avaient surtout pour but de contrôler la méthode par des voies différentes. Voici les valeurs moyennes obtenues pour les indices :
- Iodure d’argent Rouge Blanc 2,3l Bleu
- Oxyde de fer 1,78 2,n 2,36
- — nickel 2, 18 2,23 2,39
- — bismuth.... — I.9I —
- — cuivre 2,63 2,84 3,i8
- Les modes de préparation sont les suivants :
- Iodure d'argent. — Ioduration de prismes d’argent.
- Oxyde de fer. — Calcination modérée de prismes de fer.
- Oxyde de nickel. — Calcination modérée d’un prisme de nickel.
- Oxyde de bismuth. — Calcination ménagée d’un prisme de bismuth.
- Oxyde de cuivre. — Calcination modérée d’un prisme de cuivre.
- Quelques expériences ont aussi porté sur les mélanges de platine et d’oxyde de platine qu’on obtient d’abord par pulvérisation d’une lame conductrice. Les résultats sont très variés, suivant la composition du mélange ; un des prismes a présenté un indice beaucoup plus élevé que celui du platine, avec une forte dispersion anormale; l’influence de l’oxyde sur cette dernière circonstance est incertaine, les autres oxydes étudiés présentant une dispersion normale.
- . Avec des prismes d’or pur obtenus par pulvérisation d’une cathode, on obtient les indices plus grands que celui que nous avons donné plus haut (p. 66), ce qui semble tenir à la présence, dans les premiers échantillons, de petites quantités d’oxyde d’or. Les prismes préparés par dépôt d'une solution de cyanure d’or et de potassium donnent aussi des indices élevés. Avec les densités de courant considérables que l’on emploie, il pourrait se déposer de petites quantités de composés de nature diverse avec l’or métallique. Les prismes qui donnaient des valeurs différentes n’avaient pas par transparence une belle couleur verte comme ceux qui avaient servi d'abord, ils étaient toujours plus
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- 123
- ou moins violets et par moments d’un rouge violet intense. Voici les résultats obtenus :
- Rouge Blanc Bleu
- Dépôt électrolytique violet, verdâtre par transparence Obtenu par pulvérisation d’une 1,04 - 1,25
- cathode Préparé par pulvérisation d’une 0,89 0,99 1,33
- cathode dans l’air sous faible pression; faible éclat métallique; contient peu d’or métallique 2,03
- 6. Pour étudier l’influence de la température
- sur la variation de. l’indice, M. Kundt fixait sur la plateforme du spectroscope une cuve de cuivre allongée dont les parois avaient 3 millimètres d’épaisseur. La longueur de la cuve, c’est-à-dire sa direction perpendiculaire aux rayons lumineux, atteignait 261 millimètres, la hauteur 5o millimètres, la profondeur dans le sens du mouvement lumineux i3 millimètres, ün pouvait enlever le couvercle et la paroi antérieure pour fixer et ajuster commodément le prisme clans la cuve. La lame de verre qui portait les doubles prismes était fixée à la paroi postérieure de la cuve par des ressorts. Les parois antérieure et postérieure étaient percées d’ouvertures oblongues qui laissaient passer la lumière et q'ui étaient fermées par des lames de glace à faces parfaitement parallèles.
- Dans le couvercle étaient pratiquées deux ouvertures étanches par lesquelles passaient deux thermomètres. La cuve de cuivre était chauffée par deux petites flammes de gaz placées aux extrémités. La grande masse du cuivre permettait d’obtenir une température sensiblement uniforme à l’intérieur de la cuve en chauffant seulement deux points. Les flammes de gaz étaient réglées jusqu’à ce que les thermomètres ne subissent que de faibles oscillations en vingt ou trente minutes, et c’est alors qu’on commençait à observer. Pour éviter autant que possible les variations de température dues à des courants d’air extérieurs, on avait entouré la cuve d’une enveloppe de tôle de fer mince.
- La méthode de collimation a été décrite plus haut. Il est nécessaire de rendre libre l’un des prismes ou l’une des fenêtres pour le passage ou la réflexion de la lumière, tandis qu’on couvre les autres parties. On y arrivait au moyen d’écrans mobiles mus du dehors par des tiges qui s’arrêtaient de façon à intercepter exacte-
- ment le passage voulu. On jugea nécessaire de répéter chaque fois le réglage pour toutes les températures auxquelles ou observait. L’angle des prismes n’était déterminé qu’à la température de la salle, quand on avait entouré la paroi antérieure de la cuve de cuivre. La mesure aux températures élevées offrant trop de difficultés à cause des réflexions multiples sur le verre de la partie antérieure de la cuve et des courants causés par quelques inégalités de température qui se produisaient à l’intérieur de la cuve.
- On a donc admis que les angles des prismes ne variaient pas avec la température. En fait, la dilatation n’est pas entièrement libre, puisque les prismes adhèrent à une face de verre dont le coefficient de dilatation n’est pas rigoureusement le même, mais cette cause ne paraît pas avoir d’influence sensible.
- Le tableau suivant contient les résultats : l désigne la température en degrés centigrades, y l’angle du prisme en secondes, p le coefficient de variation de n avec la température :
- r l 11 P
- Or j 16",55 18’ 0,52
- (Lumière rouge) ( 118 0,79 o,oo35
- ( 18 1,06
- Or i 76 78 1,34 T ,39 0,0045 0,0052
- (Lumière bleue) 1 118 1 ,Go o,oo5i
- ( Platine j 28,31 128 1,72 Moyenne... 28 1,70 o,oo56 o,oo5i
- (Lumière blanche) r 109 2,10 0,0027
- Nickel C 25,9Q 20 2,20
- (Lumière rouge) \ 11 2 2,69 0,0026
- Fer j 32,60 20 1,92
- (Lumière rouge) 1 102 2,54 0,0040
- Argent ( 17,92 22 0,32
- (Lumière blanche) ) 92 0,46 0,0064
- Les prismes d’or et de platine avaient déjà servi dans les recherches exposées précédemment. Le prisme de nickel a été préparé à nouveau, mais une des surfaces ne donnait pas de bonne image réfléchie; on a calculé son angle en admettant la valeur de l’indice trouvée pour d’autres prismes, et on s’est servi de cette détermination pour calculer l’indice à la température de 1120.
- Le double prisme de fer a été de nouveau préparé par électrolyse, et on a déterminé son
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- angle par réflexion. L'oxydation rapide empêche d’effectuer de nombreuses mesures.
- Le prisme d’argent était neuf, il avait une belle couleur bleue par transparence.
- Les observations faites à la température de la salle concordent avec les précédentes (p. 123), Pour la détermination d’un coefficient de varia-tion avec la température, l’argent ne peut pas
- Fig. 7. — Angle de réfraction,
- servir, au moins avec l’erreur des observations actuelles. La variation est dans les limites des erreurs d’expérience; on ne doit donc pas attacher d’importance à la valeur du coefficient 0,0064.
- Pour les autres métaux la valeur de p est dé-
- terminée avec beaucoup plus de précision. On voit que la variation des indices de réfraction des métaux avec la température est beaucoup plus grande que pour les corps transparents.
- Pour les différentes espèces de verre étudiées la variation par degré va de3.io_(i à y.io-0;
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- I 25
- pour un grand nombre de liquides, de 4.io-4 à ô.io-4; pour le sel gemme elle est de 37.io~8.
- Quant à la dispersion, sa variation n’est pas certaine ; la différence des valeurs de (5 pour la lumière rouge et la lumière bleue dans l’or, à savoir o,oo35 et o,oo5i, est dans les limites des erreurs d’expérience.
- C. Raveau.
- (A suivre.)
- LE NOUVEL APPEL DE STATIONS
- DE H. WETZER.
- M. H. Wetzer a fait breveter récemment un nouvel appel de stations, dont la disposition diffère complètement de celles des appareils du même genre qui ont été décrits (*).
- Chaque station est pourvue de deux pendules Z et z. Le grand pendule Z est employé pour l’appel des autres stations; la figure i en représente la disposition pour une ligne à courant continu, tandis que la figure 2 se rapporte au montage employé pour les lignes à courant de transmission. -Les petits pendules z (fig. 3) doivent actionner la sonnerie S à la station appelée. Cet appareil présente un avantage essentiel.en ce que tous les pendules sont écartés, au repos, de leur position d’équilibre par une pression latérale; ils se mettent donc à osciller énergiquement dès que cette pression se trouve supprimée.
- Toutes les pièces de l’appareil sont fixées sur une plaque N de 3o cm. de hauteur sur 20 cm. de largeur et se trouvent abritées par une boîte. La paroi supérieure de la boîte présente une ouverture qui laisse passer l’extrémité supérieure du pendule Z portant un contre-poids G que l’on peut déplacer pour réglerla durée d’oscillation du pendule. Les appels desservent 12 stations, et la tige du pendule porte 12 numéros correspondants, au-dessous desquels sont pratiquées des entailles dans lesquelles tombe un ressort fixé au poids G, de façon que celui-ci
- (') Nous avons donné dans le Journal télégraphique, t. XVII, p. 25, une courte revue historique des appels de stations.
- puisse être amené exactement dans les positions correspondant aux différentes stations.
- Les petits pendules z, au contraire, sont invariables ; chacun d’eux possède une durée d’oscillation différente de celle des 11 autres. Lorsque le contre-poids G est en face d’une entaille, la duréed’oscillation du grand pendule concorde avec celle du petit pendule dont le numéro correspond à celui inscrit au-dessus de l’entaille.
- Le pendule Z repose par deux pointes X dans deux cavités coniques pratiquées dans les pièces v fixées sur la plaque N. Ces pointes X sont fixées sur la traverse u portant un bras de contact vertical j et un goujon horizontal qui supporte le bras droit du levier H. Celui-ci est appuyé sur le goujon par un ressort à boudin, et
- Fig- 1
- c’est la pression de ce levier qui pousse le pendule adroite contre le taquet d’arrêt n.
- Pour déclencher le pendule, il suffit d’appuyer sur le bouton du levier FI qui se présente à l’extérieur de la boîte. Ce levier vient alors reposer sur l’arrêt c; en même temps le pendule commence à osciller, et son bras de contact j touche en passant le levier e. Dans la figure 1, les bras j et e doivent être au contact dans la position de repos, tandis que dans la figure 2, ce contact ne s’établit qu’une fois par oscillation. A cet effet, le levier e est mobile sur un cylindre fixé sur un axe excentrique isolé. Pour éviter que la poussière pénétrant dans les cavités de la pièce v interrompe le circuit, les pièces u et v sont encore reliées par un fil fin.
- Les petits pendules z sont disposés d’une façon analogue: ils sont suspendus enxà l’aide de deux pointes sur une équerre, qui est vissée
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- sur la plaque à une hauteur correspondant à la longueur de chaque pendule. Les stations i et 3 sont munies de pendules simples tandis que les pendules des stations 4 à 12 portent des contrepoids, comme les pendules Z, mais qui ne peuvent être déplacés. Le petit marteau h fixé au levier d’armature d’un électro-aimant M appuie, sous l’action d’un ressort à boudin, sur le goujon p du pendule, qui est ainsi poussé à gauche. Dès que l’électro attire son armature A, la pression cesse et le pendule s peut osciller librement.
- Pour permettre au pendule 2 d’actionner la sonnerie S, il faut que ses oscillations prennent une amplitude plus grande de façon que le gou-on s vienne pousser à droite la lame de ressort
- Fig. 2
- /; le loquet / qui reposait sur cette lame i par une plaque d’ivoire, tombe alors et maintient le ressort, qui ferme le circuit de la pile sur la sonnerie S. L’employé vient arrêter la sonnerie en poussant un bouton, qui, en glissant sur la partie oblique de la pièce coudée g solidaire avec le loquet/soulève le nez de celui-ci et permet au ressort i de reprendre sa position de repos.
- L’accroissement d’amplitude des oscillations du pendule 2 est obtenu par lescoupsque frappe le petit marteau h sur le doigt p chaque fois que l’électro abandonne son armature. La force vive de ces coups de marteau dépend de la tension du ressort antagoniste et est donc indépendante de l’intensité des courants, ce qui constitue un autre avantage précieux de cet appareil. Mais les oscillations ne peuvent être activées que si les coups se produisent aux moments favorables et
- à des intervalles égaux à la durée d’oscillation du pendule. Sinon, le marteau ne rencontre pas le doigt p, ou bien le frappe de façon à contrecarrer l’oscillation. Le déclenchement du loquet / a lieu après 7 à 9 oscillations dans les stations des figures 1 et 3, et plus promptement encore dans les autres stations.
- Le montage le plus simple de l’appel de stations correspond à l’emploi de courants de transmission sans relais. D’après la figure 3 un fil de la ligne L est alors fixé en 5 à la plaque N, l’autre fil L' part de la borne isolée 4. A l’ordinaire, la lign e L L' se trouve fermée à l’intérieur
- Fig. 3
- de l’appareil par le fil g qui part de la borne 3 et va rejoindre l’arrêt n (fig. 2), le circuit se complétant par la tige du pendule Z, la pièce v et la plaque N.
- La sonnerie S est intercalée entre les bornes 1 et 2 ; la borne 2 reste en communication avec e par le fil d, et 1 avec i. Pendant l’oscillation d’un pendule Z ce circuit est rompu en n; par contre, le bras de contact j ferme, à des intervalles déterminés, par la position du contrepoids G, la pile insérée entre 2 et 3, d’une part sur d2, M et L', d’autre part sur du 2, d, e,j- », v et N, 5 et L.
- Lorsqu’à une station quelconque le pendule 2 pousse le ressort/ à droite, pendant que la tige du pendule Z touche n, la pile de la ligne L
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- fonctionne comme pile locale pour actionner la sonnerie, car elle est alors fermée sur S à partir de dt et dz sur i, i.f, N,p, u, n,g, 3 et dz. Quand on abaisse le levier H pendant un certain temps sur le taquet d’arrêt c, seul telle sonnerie S fonctionnera dont le numéro correspondra à la position actuelle du contre poids G.
- Ces appels de stations, qui seraient parfaitement appropriés aux lignes téléphoniques, n’ont pas été appliqués jusqu’ici sur les lignes avec le montage que nous venons de décrire. Mais on a fait en Bavière, sur la ligne Munich-Oberaudorf de très longues expériences avec emploi de relais, et les résultats ont été si satisfaisants que la Direction bavaroise des Postes et Télégraphes se propose d’appliquer ces appareils d’une façon plus générale.
- Dans ces expériences, les grands pendules étaient disposés d’après la figure i, mais la ligne L' était fixée à la plaque N à l’aide d’une vis 6 qui communique également avec 4; de la ligne L un fil se rend au parafoudre, traverse l’électro-aimant du relais R, une clef T, rejoint la seconde borne du parafoudre et aboutit à la borne 2 reliée à e par le fil d. Un pôle de la pile locale était relié à la plaque N en 5, l’autre pôle communiquait avec 1 par l’intermédiaire de la sonnerie S et avec l’armature du relais, dont le contact de repos était relié à 3. Pendant que le courant continu venant de L passait par R, T, 2, d, e, y, v, N, 6 et L' et attirait l’armature du relais, le circuit de la pile locale était ouvert.
- La transmission des signaux, en provoquant la chute de l’armature du relais, fermait la pile locale sur l’électro du Morse, sur l’électro M et les bornes 6 et 5 en N ; la mise en série de ces deux électros a paru plus avantageuse que leur couplage en dérivation. Enfin, les courants d’appel n’actionnaient que la sonnerie S de la station appelée en fermant la pile locale sur 5, N, i, 1 et S; car à cette station seulement les coups du marteau h pouvaient activer les oscillations du pendule et faire déplacer la lame de ressort i.
- D’après les indications que nous venons de donner, il est facile de trouver les montages à employer dans le cas de lignes à courant continu sans relais ou de lignes à courant de transmission avec relais.
- L’appel Wetzer fonctionne avec un courant de 0,015 ampère. Une fois le premier réglage fait
- avec soin, ces appels nedemandent plus aucune surveillance, et leur réglage ne présente pas de difficulté,
- E. Zetzsciie.
- CHRONIQUE ET REVUE
- DE LA PRESSE INDUSTRIELLE
- Coupe-circuit cloisonné Offrell (1893).
- Les fils du circuit amenés dans les rainures n3a., du bloc de porcelaine A, y sont serrés par
- .jr
- Fig. 1 et 2. — Coupe-circuit cloisonné Offrell. Coupe 1-1 et vue en dessous.
- les crampons b b et les vis de pression b' des plaques B, reliées aux bornes G par les plombs D et D'. Le tout est fermé par une plaque de
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
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- mica E, serrée par /sur les cloisons A'A2, disposées de manière à empêcher toute formation
- J
- Fig-. 3 et 4. — Coupe-circuit Offrell. Elévation et plan.
- d’arc d’une borne à l’autre ou de aa en a.t par la volatilisation d’un plomb.
- Accumulateurs J. Smith (1892).
- La fabrication des plaques se fait en recouvrant une plaque de plomb d’une première couche de minium et en y imprégnant cette couche par une sorted’acuponcture faite en la criblant de trous au moyen d’aiguilles coniques enfoncées jusqu’en c par exemple, puis d’une seconde couche en piquant jusqu’en d, d’une troisième en piquant jusqu’en c et ainsi de suite de manière à constituer de chaque côté de l’âme intacte a de la plaque une imprégnation b b d’oxyde, de richesse croissante vers la surface. On obtient ainsi des plaques très chargées
- d’oxyde et qui ne se gondoleraient pas, parce que l’oxyde comprimé par les contractions de la
- c (L c
- Accumulateur Smith.
- Fig. 1.
- plaque peut y céder en s’exsudant par les pores de l’imbrication.
- Compteur pendulaire Borcherding.
- La durée d’oscillation du pendule P est modifiée par l’abaissement du centre de gravité sous l'action de la descente du noyau de fer E.
- g
- Fig. 1. — Compteur Borcherding.
- Celui-ci, suspendu â la tige du pendule par un ressort B est, en effet, attiré par le solénoïde A que traverse le courant. Ce solénoïde peut être solidaire avec le pendule P et reçoit alors le
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- courant par ses extrémités a et b oscillant dans les godets à mercure G et D, ou bien, le solé-noïde est fixe et de section oblongue permettant la libre oscillation du pendule.
- Pile Mason et Van Derwerken (1893).
- Le charbon B, à ailettes bu supporte le vase Br, à fond poreux b2, qui renferme le zinc C, également à ailettes c : l’auge A renferme ledé-
- Fig. 1. — Pile Mason.
- polarisant et le vase B[ la dissolution acide, dans laquelle le dépolarisant ne se diffuse que très lentement.
- et qui soulève à mesure que l'intensité augmente une étoile P dont l’axe actionne le mécanisme compteur commandé par une palette w, animée
- Fig- 1. — Ampèremètre Spence.
- d’un mouvement de rotation uniforme, et profilée expérimentalement de manière à faire à chaque tour pivoter P d’un angle proportionnel à l’intensité actuelle du courant.
- Accumulateurs Muller (1892).
- La matière active est retenue dans les plaques entre des séries de dents alternées JW/q...
- Fig. 1. — Accumulateur Muller.
- rrr... disposées en quinconce de manière à ménager entre elles des vides ou alvéoles prismatiques très solides.. G. R.
- Ampèremètre Spence (1892).
- Cet ampèremètre se compose en principe d’un solénoïde S, traversé par le courant à mesurer
- Monture Taylor et Tunnicliff (1892).
- L’assemblage du couvercle en poterie b sur la base d se fait au moyen de deux bagues a etc
- Fig. 1 à 5. — Monture Taylor.
- letées l’une intérieurement et l’autre extérieu-îinent, et cimentées sur b et sur d. On obtient insi un assemblage simple et très solide.
- G. R.
- (VWWWUVWWVAAAA^
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- LA LUMIÈRE ELECTRIQUE
- Câbles Ferranti (1892).
- Les câbles rigides sont constitués par une série de conducteurs en cuivre de section en forme de segments, isolés les uns des autres, sans vide entre eux, et occupant soit (fig. g à 14) une fraction de courbe, soit (fig. i5) la totalité de la section.
- Ces conducteurs, de 6 à 9 mètres de long, sont enveloppés longitudinalement et à chaud de papier huilé, puis, s’ils constituent ensemble une section circulaire, enroulés de papier transver-
- salement et enfoncés dans un tube en fer serré ensuite au laminoir.
- Pour les câbles à trois conducteurs, on constitue le conducteur central d’une tige de cuivre A (fig. 1) isolée au papier indiqué en noir, et les deux autres de demi-tubes de cuivre B et G accolés sur A par un joint isolant en jute, le tout entouré de papier et serré dans un tube de fer D.
- Le conducteur A peut être rectangulaire, comme en figure 2.
- Avec le dispositif figure 3, les trois conducteurs ont une même section triangulaire, et sont
- -2% /
- iig (S
- JF\ÿ //
- Fig. 1 à i5. — Câbles Ferranti.
- séparés par les épaisseurs de papier indiquées en noir, que l’on rabat sur eux comme l’indique le tracé pointillé de la figure 5.
- En figure 4 le conducteur A consiste en un tube de cuivre enveloppant B et G.
- La figure 6 indique l’application du système à un câble de 5 conducteurs.
- Pour les câbles flexibles, on emploie (fig. 7) des séries soit de fils groupés à la filière, par exemple, en deux conducteurs isolés au papier (fig. 8), tordus et serrés dans un tube de plomb D, soit des barres segmentaires (fig. 9) ou rectangulaires (fig. 10).
- Les câbles flexibles à trois conducteurs sont constitués par une âme en fils (fig. 11), avec les deux autres conducteurs C en barres trapézoïdales, ou de trois conducteurs en fils (fig. 12), en
- segments (fig. i3),ou avec âme en barres rectangulaires, le tout tordu en spirale et serré dans un .tube de plomb.
- La forme figure i5 convient particulièrement au cas d’un câble à trois conducteurs dont le médian A est mis à la terre.
- G. R.
- Commutateur Loch (1892).
- Lorsqu’on tire la corde c, la barre C glisse sur le coulisseau fixe E en même temps que le ressort G, attaché en a et en c3, la fait pivoter autour de l’attache c2 de c de manière qu’elle passe de la position figure 1 à celle figure 2 en étant guidée par la prise de sa coulisse angulaire D' sur le coulisseau fixe D. Dans ce même mouvement, le taquet c' de G se déplace dans la came
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- en cœur découpée à l’intérieur de A de manière à faire pivoter brusquement ce bras autour de
- Fig-, i et 2. — Commutateur Loch.
- son axe a sous le rappel du ressort G età rompre ainsi le circuit en BB. G. R.
- Perfectionnement aux moteurs à courants alternatifs, par Alioth (1893).
- Le dispositif de la maison Alioth est une solution de plus pour obtenir à l’aide d’un seul
- courant alternatif un champ tournant identique à ceux obtenus avec les courants polyphasés quelconques.
- Le principe est le suivant : l’armature est constituée parun anneau de fer doux à épanouissements polaires, et son enroulement est partagé en trois parties égales formant les bobines i, 2, 3, mais toutefois de telle manière qu’il n’y ait en réalité que deux enroulements séparés, I et II (fig. i). Pour cela, l’enroulement I, après avoir formé la bobine i de A en B, se continue en sens inverse de G en D sur la bobine 3; l’enroulement II commence en E pour former la bobine 2, quitte celle-ci en F, passe en G à la bobine 3, en changeant de sens, et se termine en H. Chacune des bobines i et i comprend n spires, et la bobine 3 comprend 2 n spires Q.
- La forme de l’anneau induit peut être quelconque ; on peut, par exemple, lui donner aussi la disposition indiquée sur la figure 2.
- L’enroulement I reçoit directement le courant tandis que l’enroulement II est alimenté par une dérivation de ce courant déphasé par rapport au premier, soit de 1200 à l’aide d’un transformateur T (comme sur la figure i), soit de 6o° au moyen d’une bobine de self, d’un condensateur ou des deux réunies. Dans ce dernier cas l’enroulement II doit être fait en sens contraire de I.
- Sur la figure 3, la courbe i représente le courant alternatif simple traversant la bobine i et la courbe II le courant dérivé déphasé de 1200 par rapport au premier et circulant dans la bobine 2. Si on déphase de 6o” le courant II et si, comme il a été indiqué, son enroulement est fait en sens inverse de celui du'circuit de I, le courant II dans la bobine 2 sera décalé de i8o° -f- 6o ou 240° par rapport à I. Par conséquent, quel que soit le procédé employé pour établir la différence de phase entre les courants I et II la phase du courant II se trouvera soit de i/3 de période en retard sur celle de I, soit de i/3 de période en avance, ce qui ne change rien à l’action magnétisante.
- Dans la figure 4, 2' représente le courant II déphasé de 6o° par rapport à I, tandis que 2 représente le même courant inversé. Les mêmes courbes représenteront aussi celle de l’intensité d’aimantation.
- (') Les lettres AjB, C,D, E, F,G ont été omises sur la gure, mais le lecteur pourra les rétablir facilement.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- Le décalage de 1200 et de 240° obtenu, un calcul simple montre que la bobine 3 est parcourue par un courant de même amplitude représenté par la courbe 3 et décalé de 240° ou de 120° sur le premier. Tout se passe donc comme dans une machine à trois phases.
- Fig. 1
- nable du nombre de tours des deux circuits de cette bobine parcourue par les courants I et II.
- On peut aussi employer des induits de forme plus complexe, c’est-à-dire ayant un plus grand nombre de pôles.
- Sur la figure 5 le mode d’enroulement est celui d’un anneau à huit pôles et les deux courants I et II sont décalés de 45° l’un par rapport à l’autre d'unè bobine de self-induction.
- Les bobines sont numérotées 1, 2... 8. La première est parcourue par le courant I et la seconde par le courant II et de telle façon que le nombre de tours du second soit \ 2 fois plus grand que celui du premier, l’aimantation résultant de l’action des deux courants est la même que celle qui serait due à un courant décalé de ^ par rapport à I.
- De même on peut obtenir à l’aide des cou-
- II est à remarquer que les deux courants I et II exercent dans la bobine 3 des actions électrodynamiques contraires et qu’il se produit par conséquent dans cette bobine des actions semblables à celles qui se manifestent dans un transformateur ordinaire, c’est-à-dire qu’à côté du
- Fig. 2
- décalage de phase il se produit aussi de légères modifications dans les intensités des deux courants. On peut faire les corrections nécessaires en déphasant d’une part le courant II d’un peu moins de 120" et en augmentant l’action d’aimantation sur la bobine 3 par un choix conve-
- Fig. 3
- rants I et II une aimantation déphasée de i35° par rapport au courant I, il suffit que le courant I passe à travers un enroulement ayant v/2 fois plus de spires que celui traversé par le courant II.
- L’enroulement de l’induit est alors effectué comme suit :
- Le courant I passe dans un sens déterminé, par exemple positif, de A en B par la bobine 1, puis ensuite en sens inverse de C en D par la bobine 3, de E en F à travers la bobine 4, ensuite de nouveau dans le sens positif de G en H par la bobine 5 et enfin dans le sens négatif de J en K par 7 et de L en M à travers la bobine 8.
- Le courant II entre en A„ parcourt dans le sens positifla bobine 2 qu’il quitte en B,, passe dans le même sens de C! en D, à travers la bobine 3 de E, en Fj à travers la bobine 4, de G! en Hj par la bobine 6, de J, en K, dans la bobine 7 et enfin de 1^ en M! à travers la bobine 8.
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- Les bobines i, 2, 5, 6 comportent chacune n spires autour de l’anneau induit tandis que les bobines 3, 4, 7 et 8 à enroulements combinés comportent chacune n (1 -[- v/ir) spires autour dudit anneau et cela de telle manière que l’en-
- Fijj. 4
- roulement I fasse chaque fois n tours sur les bobines 3 et 5 et chaquefois 11 yji sur les bobines 4 et 8, alors que l’enroulement II fait «Atours sur les bobines 3 et 7 et n tours seulement sur les bobines 4 et 8.
- Sur la figure 5 le mode de répartition des enroulements est représenté de telle manière que
- partout où le circuit comporte n tours il est représenté par 2 spires et que là où il comporte n \! 2 tours, il est représenté par trois spires, le
- rapport ~j= étant à peu près égal à
- V 2 3
- La ligne 6 montre les variations de flux sur les diverses bobines et la figure 7 comment les courants I et II s’ajoutent dans les bobines 3 et <
- 4 ou, lorsqu’ils ont été inversés, dans les bobines 7 et 8. Les courbes I et II correspondent aux enroulements de n spires des bobines 3 et 4, et les courbes I' et II'aux enroulements de 11 \] 2 spires.
- Fig. 6
- Si l’on additionne les deux courants I et II', on
- TZ
- obtient le courant décalé de— qui parcourt la
- bobine 3. La somme de I' et II donne le courant décalé de i35° parcourant la bobine 4. Enfin si
- Fig. 7
- l’on inverse le sens des courants I et II', II et I' et qu’on fasse l’addition comme précédemment, on obtient les courbes 7 et 8 des courants traversant les bobines 7 et 8.
- F. G.
- Électrochimie. — Préparation et propriétés du sili-ciure de carbone cristallisé (carborundum), par M. Moissan (*).
- Le siliciure de carbone avait été préparé par voie chimique sous l’action des vapeurs de benzine agissant au rouge sur le silicium cristallisé (2). Il a été ensuite préparé par M. Atcheson,
- C) Comptes rendus, t. CXVII p. 445. i (2) Colson, Comptes rendus, t. XCIV, p. i3i6.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
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- qui lui a donné le nom de carborundum et qui l’a introduit dans l’industrie du polissage. M. Moissan a réussi à l’obtenir par différents procédés dans le four électrique qui lui a servi à
- Fig. i. — Siliciure de carbone cristallisé (carborundum). Grossissement : io diamètres.
- édifier toute une nouvelle chimie à haute température. Antérieurement à ses recherches sur l’emploi de l’arc électrique, M. Moissan avait réussi à combiner le carbone avec le silicium
- au four àvent; on obtenait ainsi, par dissolution du carbone dans le silicium fondu à une température de 1200° à 1400°, des cristaux qu’on pouvait séparer par traitement au mélange d’acide azotique monohydraté et d’acide fluorhy-drique. Cette même expérience répétée au four électrique avec un mélange de 12 parties de carbone et de 28 de silicium, donne un amas de cristaux qu’on purifie par le mélange acide azotique et chlorate de potasse. Si le silicium est exempt de fer, les cristaux sont transparents; mais le plus souvent ils sont colorés en jaune et en bleu.
- On obtient aussi un culot contenant le siliciure de carbone en fondant au four électrique
- Fig-, 2. — Four électrique.
- du fer, du silicium et du charbon, le fer sert de dissolvant.
- La réduction de la silice par le charbon, même sans addition de sel marin, comme dans le procédé Atcheson,a aussi donné de bons résultats.
- La combinaison directe entre le silicium et le carbone à l’état de vapeurs a pu être réalisée.
- On place pour cela du silicium dans un petit creuset de charbon dont le fond est porté à la plus haute température de l’arc. On retrouve au-dessus des aiguilles prismatiques très peu colorées, très dures et très cassantes de siliciure.
- Toutes ces méthodes donnent un produit identique'qui correspond à la formule Si G. Bien exempt de fer, le siliciure de carbone est incolore et se présente en cristaux nets, sous forme d’hexagones réguliers (fig. 1) agissant sur la lu-
- mière polarisée. Leur densité est 3,12, ils rayent le rubis.
- Le siliciure est inattaquable par l’oxygène et le soufre, même à 1000°; à 6oo\ le chlore l’attaque à peine. Les azotates et chlorates alcalins fondus sont sans action; il en est de même des acides, de l’eau régale fluorhydrique.
- On parvient à l’oxyder, pour en faire l’analyse, avec le chromate de plomb. La potasse caustique fondue l’amène à l’état de carbonate et de silicate. Ces deux réactifs ont servi à M. Moissan pour effectuer ses analyses, qui confirment les nombres obtenus dans l'analyse du carborundum américain.
- Nous donnons à propos de cette note une des formes du four électrique de M. Moissan (1) con-
- (') La J.umière Électrique, t. XLVII.p. 573.
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- struit par M. Lequeux avec la pierre de Cour-son et aménagé pour faire toutes les expériences de fusion et de réactions dans l’arc électrique.
- A. R.
- Le carborundum, par M. E. O. Atcheson (').
- A diverses reprises, nous avions parlé de cette curieuse matière dure, fabriquée en Amérique et connue sous le nom de carborundum (de carbon et de corundum, corindon). M. Tesla, dans une conférence à Paris sur ses expériences, avait présenté cette substance, qui, comme le diamant, était susceptible de s’illuminer dans les effluves électriques, et depuis on était très curieux d’en connaître la préparation et la propriété.
- Or le carborundum figure à l’Exposition de Chicago, et le savant chimiste délégué français en Amérique, M. Haller, vient de publier l’intéressante étude que nous allons reproduire.
- Le carborundum est un carbure de silicium
- Fig. i et 2.
- cristallisé répondant à la formule Si C, contenant 70 0/0 de silicium et 3o 0/0 de carbone. Il a été découvert, il y a deux ans par M. Atcheson, de Monongahrta en Pensylvanie, dans les produits de l’action de l’arc électrique sur le mélange de charbon de cornue, de sable de verrier et de sel marin dans les proportions suivantes :
- Charbon de cornue............ 45
- Sable........................ 36
- Sel marin.................... 18
- Cent livres anglaises (q5 loi. 3) du mélange donnent 25 livres (11 kil. 325) de carborundum industriel.
- Ce rendement montre que la silice est complètement réduite et amenée à l’état de silicium.
- Le four électrique est le four de Cowles ou à peu près; électrodes et matières premières sont
- enfermées dans un massif réfractaire qui ne sert qu’une fois et dont les dimensions sont :
- Longueur 6 pieds = 1,83 m.
- Largeur 18 pouces = 0,457 —
- Profondeur 12 « = o,3o5 —
- Les schémas 1 et 2 donnent la manière dont on monte le four.
- A, Briques réfractaires.
- B B, mélange de charbon, sable et sel.
- D, Noyau en graphite ou charbon de cornue granulé qui recuit les électrodes.
- EE, Electrodes.
- On peut opérer avec les dimensions ci-dessus sur 200 livres de mélange, donnant 5o livres de carborundum. L’opération dure de sept heures et demie à huit heures, avec une tension de 200 volts.
- Après refroidissement, on trouve en G autour du noyau une enveloppe d’un noir brillant, et sur le noyau des cristaux de carbone ou graphite au-delà de G vers G, sur une certaine épaisseur, on a un mélange de graphite et de carborundum contenant un tiers de carborundum.
- Ce carborundum est séparé du graphite par combustion dans un courant d’air ; il présente la composition suivante :
- C............................ 3o,49
- Si............................ 68,26
- Fe20'i.......................... 0,77
- CaO............................. 0,48
- Dans une certaine zone de G, on trouve le carborundum cristallisé. Enfin on retire de la zone W un produit blanc verdâtre en petits grains amorphes facilement pulvérisable, d’une faible dureté. Ce produit, lavé à l’acide chlorhydrique, à la soude, à l’eau, traité par un courant d’air, au rouge, et lavé enfin à l’acide fluorhy-drique, présente encore la composition d’un carbure de silicium rendu impur par de l’oxyde de fer et de l’alumine.
- Ce carbure de silicium est identique à celui que M. Schutzenberger avait obtenu par des moyens purement chimiques (’).
- Au-delà de W, la zone B constitue le mélange inattaqué.
- Au début de la fabrication le sable était rem-
- 0) Haller. — Revue générale des sciences, 3o septembre ; Stahl und Eisen, septembre,
- (B Comptes rendus, 1892.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
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- placé par l’argile, le carborundum était formé de cristaux jaunes-verts très souvent bleuâtres, rarement blancs ou noirs :
- Avec le sable les cristaux sont d’un vert clair du système rhomboédrique en forme de disques : les cristaux ont jusqu’à 3 millimètres, ils sont sans clivage distinct, leur densité est de 3,123 à 25°.
- M. Otto Mulhauser en a fait l’analyse et donne la composition suivante :
- I II III
- Si 6o,51 69,19 69,10
- C 3o,og 29,71 30,20
- Al8 O3 — Fe2 O3 4.78 0,3g 0,49
- Cu 0 0,17 0,19 o,i5
- MgO 0,18 0,06 »
- 0 4,27 0,47 ))
- I, préparé à l’argile.
- II, III, préparés au sable.
- Le carborundum est infusible, incombustible et très dur. Au rouge vif dans un courant d’oxygène pendant une heure la perte est seulement de 0,41 0/0. A cause de sa dureté, le carborundum est employé par les lapidaires et dans l’industrie, et pour cela il est inutile de le purifier complètement par des traitements aux acides, à la soude et par combustion comme on l’a fait sur les échantillons analysés.
- Le produit brut de la zone C a pour compo-
- sition :
- Si.................................... 62,70
- Fes O3 Al- O5........................... 0,93
- MgO..................................... 0,11
- C (graphite et combiné).......•.. .. 36,26
- 11 est d’abord désagrégé et pulvérisé sous des meules de fer, puis traité par l’acide sulfurique étendu pendant sept jours pour le débarrasser du fer. On soumet la poudre à des lavages et on en sépare les portions plus ou moins légères par lévigation.
- La ténuité est appréciée par le temps que la poudre reste en suspension dans l’eau ; 6 minutes pour la poudre la plus fine et 1 minute pour la plus grosse.
- On a ainsi une espèce d’émeri artificiel plus dur que l’industrie livre aujourd’hui en boîtes d’une demi-livre à deux livres : la poudre 6 minutes est employée pour la taille du diamant et des gemmes, la poudre 4 minutes pour le dépolissage du verre. La poudre agglomérée avec de
- l’argile peut être façonnée en meules, qui, après cuisson de 5o à 60 heures, donnent des roues d’affûtage et d’aiguisage des outils d’acier.
- A. R.
- REVUE DES TRAVAUX
- RÉCENTS EN ÉLECTRICITÉ
- Sur une pompe à air contenant du mercure, de
- l’acide sulfurique ou un liquide quelconque à
- faible tension de vapeur, par J. J. Thomson (*).
- Au cours d’expériences sur la décharge électrique dans les gaz, j’ai eu l’occasion de construire des tubes qui devaient être exempts de-vapeur de mercure. Le moyen le plus sûr m’a semblé être la suppression du mercure dans la pompe. Je combinai donc une pompe dans laquelle le mercure est remplacé par de l’acide sulfurique.
- Gomme la disposition adoptée peut être rendue automatique, et comme l’acide sulfurique présente l’avantage d’être d’un prix beaucoup moins élevé que le mercure, il semble possible que cette pompe puisse recevoir d’autres applications.
- Tout liquide ayant une très petite tension de vapeur peut être employé dans cette pompe. L’appareil est représenté par la figure 1. Le récipient à épuiser est fixé à la tubulure A. L’extrémité B communique avec un robinet à trois voies, disposé de manière que dans un sens il fasse communiquer B avec l’air extérieur par une tubulure fixe T, tandis que dans l’autre sens il relie B à une pompe à eau ou tout autre engin permettant de produire une pression assez basse. L’extrémité K est également en relation avec cette pompe.
- Je décrirai d’abord le mode de fonctionnement de cette pompe quand on l’actionne à la main.
- On commence par un épuisement partiel à l’aide de la pompe à eau. A cet effet, on tourne le robinet à trois voies pour couper la communication entre C d’une part et l’atmosphère et la pompe à eau, d’autre part.
- La pompe à eau aspire par K l’air qui provient
- (') Communication faite à l’Association britannique.
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- i37
- de C et traverse le tube E F. Lorsque le vide obtenu est assez grand, on tourne le robinet pour amener la communication de C avec l’atmosphère. La pression de l’air fait alors monter l’acide à travers le tube E F, dans l’ampoule G, qu’il remplit en chassant l’air à travers K. Dès
- fa pife
- Fier. i.
- que l’acide dépasse le coude K, on agit sur le robinet de façon à relier C avec la pompe à eau; à mesure que la pression baisse en G, l’acide revient dans cet espace et son niveau supérieur tombe au-dessous de F, ce qui provoque l’aspiration d’un certain volume d’air du récipient. On fait de nouveau communiquer G avec l’at-
- mosphère, et l’acide s’élève dans G en chassant l’air devant lui.
- En répétant ces opérations, l’air contenu dans le récipient se raréfie continuellement. On voit que l’expérimentateur n’a rien autre à accomplir qu’à tourner au moment voulu le robinet à trois voies ; la pompe à eau fait le reste.
- Pour rendre la pompe automatique, il suffit de faire actionner ce robinet par un dispositif mécanique. A cet effet, on peut adapter au robinet une crémaillère portant à ses extrémités deux pièces de fer P et Q. Deux électro-aimants i et 2 sont fixés près de ces pièces de fer, qu’ils attirent tour à tour. Quand on excite i, cet élec-tro attire l’armature P, qui tourne le robinet de manière à faire communiquer B avec l’atmosphère, tandis que l’action de l’électro-aimant 2 est d’amener la mise en relation de B avec la pompe à eau.
- Les électro-aimants sont reliés à une pile par des circuits contenant des dispositifs de contact placés dans les tubes de la pompe. Lorsque l’eau atteint un certain niveau dans C, c’est le circuit de l’électro 1 qui se ferme, tandis que l’élévation du liquide jusqu’à un certain niveau dans le vase G fait fermer le circuit 2. Les dispositifs qui produisent ces fermetures et ruptures de circuit sont deux flotteurs portant à leur sommet des pièces métalliques qui, au moment du contact, réunissent deux paires de fils soudés dans les parois de verre en D et en FI.
- A. H.
- Sur le rendement maximum de lampes à arc fonctionnant à puissance constante, par H. S. Carhart (•).
- On a proposé de définir la lampe à arc de 2000 bougies nominales parle nombrede watts quelle consomme; à cet égard il est intéressant de déterminer si l’intensité lumineuse est indépendante de l’intensité de courant. Si la lampe de 2000 bougies doit être définie comme la lampe qui consomme 45o watts, le courant doit-il être de 10 ampères et la différence de potentiel de 45 volts, ou bien un courant moins intense et un voltage plus élevé donneront-ils une intensité lumineuse plus grande ?
- Le présent travail peut être considéré comme
- (') Communicalion faite au Congrès d’électricité de Chicago.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- ne faisant qu’un pas vers la solution du problème, c’est une note préliminaire décrivant des expériences faites sous une série de conditions seulement.
- Il semble évident que pour un nombre donné de watts la puissance lumineuse doit être une fonction du courant, des dimensions et de la qualité des charbons et peut-être aussi de la source du courant. Les expeiiences effectuées par trois de mes élèves, MM. Raymond, Hook-way et Fisher ont été limitées au circuit d’une dynamo à courant constant et à des charbons pleins de n millimètres de diamètre, fabriqués par la Standard Carbon Company, de Cleve-land.
- La méthode employée est la suivante :
- Pour chaque valeur constante du courant, on fait une série de mesures de la puissance lumi-
- Fig. 1
- neuse en changeant la longueur de l’arc et par suite sa différencede potentiel. Puison construit une courbe des puissances lumineuses en fonction des volts. Quinze de ces courbes ont été construites pour des courants variant entre 6,7? et 10,75 ampères. On choisit ensuite un nombre quelconque de watts, par exemple 45o, que l’on divise successivement par les différentes intensités employées pour obtenir les courbes. Avec les différences de potentiel ainsi obtenues et les puissances lumineusescorrespondantes,on trace une nouvelle courbe donnant les puissances lumineuses en fonction des volts pour une même puissance électrique.
- Les courbes finales ainsi obtenues présentent un maximum. Les mesures photométriques ont été faites avec une lampe à incandescence comme terme de comparaison. La lampe à aie
- était montée à l’extrémité d'un rayon d’un demi-mètre mobile autour d’un axe parallèle au banc d’optique. Cet axe portait à son extrémité un miroir plan qui réfléchissait la lumière de l’arc le long du banc photométrique. L’arc ou son image était ainsi maintenu à une distance fixe de la lampe à incandescence, et sa position était
- Fig. s
- toujours telle que la lumière venait de l’arc sous un angle de 45 degrés. Le coefficient d’absorption du miroir était de 8,7 0/0.
- Je n’ai tracé que quatre des courbes de la série complète. La figure 1 donne deux courbes avec des courants de 7,3 et 7,9 amp., la figure 2
- Fig, 3
- deux autres courbes à 8,27 et 10,75 ampères respectivement.
- On voit que l’on a obtenu un maximum peu supérieur à 1100 bougies. La figure 3 contient les deux courbes déduites de toutes les observations, et avec les puissances constantes de 450 et de 5oo watts.
- Ces deux courbes montrent un maximum très net correspondant à environ 54 et 55 volts respectivement.
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- Pour une lampe de 45o watts le courant devrait donc être de 8,4 ampères avec les charbons employés dans ces expériences. La puissance lumineuse est alors de 900 bougies. A 10 ampères et 45 volts cette courbe montre le fait surprenant que la puissance lumineuse n’est plus que de 45o bougies.
- Pour 5oo watts le courant correspondant au maximum de lumière s’élève à 9 ampères et le voltage à 55.
- Je n’attache pas une très grande importance à ces nombres particuliers, mais il faut retenir le fait que la puissance lumineuse varie beaucoup lorsque le courant et la différence de potentiel varient inversement, leur produit restant constant. Je me propose d’étendre cette investigation à d’autres charbons de dimensions et de qualités différentes; mais les faits acquis suffisent à montrer que la définition d’une lampe de 2000 bougies comme une lampe absorbant 450 ou 5oo watts n’est pas aussi précise qu’on pourrait le supposer à première vue.
- A. H.
- L’étalon photométrique Swinburne-Thompson, par Silvanus P. Thompson (*).
- Au printemps de 1892, M. James Swinburne et l’auteur proposèrent indépendamment d’adopter pour étalon de lumière la lumière émise par l’unité de surface du cratère de l'arc électrique formé entre deux crayons de charbon pur.
- Les avantages de cette source lumineuse sur tous les étalons à flamme sont tellement évidents qu’il est à peine nécessaire de les mentionner.
- Ses avantages sur l’étalon Violle sont également considérables. L’arc voltaïque s’obtient plus facilement, et avec le charbon pur on peut compter sur plus de précision qu’avec une masse de platine en fusion.
- La lumière de l’arc voltaïque est principale-ment émise par le charbon positif ; la flamme elle-même et la pointe négative en fournissent peu. La plage du charbon positif soumise à une très haute température projette vers la pointe du charbon négatif une colonne de vapeur conductrice (ou une flamme appelée « arc » par Davy).
- (') Communication faite au Congrès d’électricité de Chicago.
- Cette plage lumineuse se creuse en forme de cratère ; elle est à l’incandescence blanche sur toute sa surface, excepté aux bords du cratère, qui sont plus sombres et plus rouges, se volatilisent moins, mais se consument lentement par l’oxydation.
- A l’exception de ces parties, la lumière du cratère est d’un éclat uniforme. La raison en est, comme l’a montré l’auteur il y a plusieurs années, que le charbon a une température de volatilisation fixe. L’arc ne peut se former avant que cette température ne soit atteinte au moins en une partie de la surface ; et cette température ne peut être dépassée, simplement parce que la volatilisation du charbon la maintient fixe.
- La température du cratère, c’est-à-dire la température de volatilisation du carbone, est aussi définie que le point de fusion de la glace ou le point d’ébullition de l’eau. Elle se trouve aux environs de 35oo° C. Tous les arcs formés entre charbons purs donnent une lumière de la même blancheur quelle que soit l’intensité du courant, le voltage ou la longueur de l’arc. Si, à l’aide d’un écran, on sépare du faisceau lumineux tous les rayons venant des bords du crayon négatif et de la flamme, la surface vue, celle du cratère proprement dit, aura toujours le même éclat. C’est ce que découvrit en 1878 le capitaine Abney, découverte qui fut le point de départ des beaux travaux sur la photométrie des couleurs qu’il fit en collaboration avec le major général Ferting.
- C’est en raison de ces propriétés physiques de la surface du cratère que l’auteur et M. Swinburne proposèrent, chacun de son côté, l’établissement d’un nouvel étalon de lumière devant remplacer l’étalon Violle.
- Depuis lors on a travaillé de divers côtés à la réalisation de cette idée. En France, M. Blondel a décrit sous le nom d’ « arc normal » un appareil ayant beaucoup de ressemblance avec celui employé par Abney dans ses recherches photométriques; il consiste en un arc électrique placé derrière un diaphragme d’ouverture connue ; l’écran est refroidi par un courant d’eau. Plus récemment, M. Violle a redéterminé la température du cratère. Il adopte et confirme l’opinion de l’auteur, que cette température est déterminée par la volatilisation du carbone. L’auteur a examiné récemment les erreurs in-
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- troduites par l’épaisseur du diaphragme et par son inclinaison ; il a trouvé que ces sources d’erreur ne sont aucunement négligeables. Il a aussi fait quelques expériences sur la pureté des charbons, et trouvé que les graphites naturels donnent toujours une moindre lumière intrinsèque que les charbons durs préparés artificiellement.
- Trotter, dans ses recherches sur la radiation de la lumière émise par l’arc, a signalé la différence d’émissivité des charbons doux employés pour les mèches. Il a trouvé que la lumière émise par un centimètre carré de la surface d’un charbon dur est d’environ 7,25 carcels.
- Les imperfections qu’ont présentées les méthodes photométriques jusque dans ces dernières années ont été telles que l’établissement d’un étalon de lumière blanche offrait moins d’importance qu’il n’en a depuis que la pho-tométrie est devenue un art de précision. Le professeur Ayrton en adoptant le principe périodique récemment présenté par l’auteur et en se servant d’un écran photométrique Lummer-Brodhun, ne trouve pas de difficulté à mesurer la lumière avec une précision de i,5 o/o. Etant donné que ce degré d’exactitude'peut maintenant être atteint, il devient urgent d’adopter un étalon qui non seulement présente toutes les garanties de précision, mais peut aussi être reproduit facilement.
- A. II.
- Sur les équations de la réfraction de la lumière, par M. Stéphane» Pagliani (').
- Dans une note précédente (2) l’auteur a démontré que le pouvoir inducteur spécifique D des composés liquides satisfait aux relations
- et
- D — i N
- D u
- = constante
- D— i D
- = constante
- où M est le poids moléculaire du corps, U son volume moléculaire, N le nombre d’atomes par molécule. La valeur de ces constantes dépend de la nature des composés, c’est-à-dire varie d’une série à l’autre.
- (') Rendiconli délia R. Accademiadei Lincei, août 1893. (*\ La Lumière Électrique du 14 octobre, p. 81.
- Le pouvoir inducteur est donc en général donné par les deux expressions
- et
- D =
- 1
- D =
- 1 —r<
- y/
- m’
- N
- y et yi étant deux constantes dépendant de la nature des composés.
- La première expression montre que la constante diélectrique pour chaque série augmente avec le rapport du volume moléculaire au nombre d’atomes. Les hydrocarbures présentent, il est vrai, quelques exceptions, mais les petites différences entre les valeurs de la constante diélectrique donnentbeaucoup d’incertitude sur les déductions qu’on peut tirer de leurs variations.
- Les rapports entre les volumes moléculaires et les nombres d’atomes peuvent être regardés comme exprimantles volumes atomiques moyens et, de même que les volumes moléculaires, ils représenteraient les volumes contenant dans les mêmes conditions un même nombre d’atomes, qui par suite serait en raison inverse du nombre d’atomes contenus dans l’unité de volume. Les relations précédentes montrent alors qu’à l’accroissement de volume atomique moyen ou à la diminution du nombre d’atomes par unité de volume doit correspondre une augmentation du pouvoir inducteur spécifique, ce qui se vérifie précisément, en général, pour les diverses séries des composés liquides.
- Enfin la nature et le mode de groupement et par suite la nature du corps influeront toujours sur la valeur du pouvoir inducteur spécifique. C’est pour cette raison que des corps composés, ayant à peu près le même volume moléculaire et le même nombre d’atomes par molécule, ont néanmoins des pouvoirs inducteurs différents.
- Equations de la réfraction. — Substituant à D dans les deux expériences générales, la quantité m2, nous obtenons :
- et
- «• — 1 / M ,
- ---3— \ / ^ = constante
- «2 V N
- n* — 1 N
- «* U
- = constante.
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- L’auteur a déterminé ces constantes en partant des résultats obtenus par MM. Landolt et Jahn, qui calculèrent l’indice de réfraction correspondant aux différents rayons du spectre pour les composés dont ils avaient déterminé les constantes diélectriques, et en a déduit ensuite les constantes de la formule de dispersion de Cauchy.
- Les calculs faits avec les indices se rapportant aux différentes raies du spectre et avec la constante A de Cauchy ont donné pour les constantes des valeurs assez peu différentes pour que l’auteur, dans la vérification des relations précédentes, ait cru devoir se servir seulement de la valeur de A.
- L’auteur a comparé les valeurs obtenues par les relations Lorenz-Lorentz, de Landolt et Jahn, etc., à celles obtenues par lui.
- Ces valeurs, que nous ne reproduisons pas, accusent une concordance beaucoup plus grande, soit entre les différents termes de chaque série, soit entre les séries, que ceux obtenus à l’aide de la relation de Lorenz-Lorentz.
- Comme dans les résultats de la note précédente, il y a encore une séparation très nette entre les nombres obtenus pour les alcools et les autres corps à l’aide de cette relation. Au contraire, pour les deux relations de l’auteur les nombres obtenus pour les différentes séries sont sensiblement les mêmes et par suite ces relations sont sensiblement générales.
- En se servant des valeurs des indices de réfraction donnés par Tereschin pour les éthers, on obtient aussi sensiblement les mêmes constantes.
- Une remarque assez générale est que pour les corps de composition complexe, comme les alcools et les éthers, les valeurs des constantes calculées en se servant du pouvoir inducteur spécifique sont à peu près doubles de celles obtenues avec l’indice de réfraction alors que pour les hydrocarbures elles sont sensiblement égales.
- Pour que les constantes calculées à l’aide du pouvoir inducteur spécifique soient les mêmes que celles obtenues avec les indices de réfraction, il faut donc introduire dans le calcul des premières un volume moléculaire double, c’est-à-dire considérer la formule
- D — 1 N
- —-— , —= = constante,
- D 2 U ’
- ce qui revient à considérer dans le cas de l’électrisation un nombre de molécules moitié moindre pour le même volume que dans le cas de la réfraction.
- Ceci serait évidemment par trop arbitraire. On pourrait, au contraire, prendre un volume atomique double et, sans considérer un nombre moitié moindre d’atomes pour le même volume dans le cas de l’électrisation, on pourrait peut-être expliquer ce fait en admettant que dans les composés les plus complexes une partie des atomes agit, au point de vue électrique, sous forme de groupes condensés fonctionnant comme de simples parties.
- Pour légitimer cette hypothèse, que dans le cas de l’électrisation il convient plutôt de considérer les atomes simples ou groupes d’atomes que les molécules, nous remarquerons, comme nous l’avons dit précédemment, que le pouvoir inducteur spécifique dépend d’une manière évidente, à égalité de poids moléculaire et de nombre d’atomes, de la nature de atomes et de leur groupement, tandis que les indices de réfraction en sont presque indépendants. Nous avons vu aussi que les constantes déduites du pouvoir inducteur spécifique présentaient des différences plus sensibles d’une série à l’autre que celles obtenues à l’aide des indices de réfraction.
- Appliquons maintenant les déductions précédentes aux relations les plus connues.
- Relation Obach. —M. E. Obach (a) trouve que pour chaque série de composés le rapport entre la chaleur de vaporisation 1 et la constante diélectrique est sensiblement constant, mais qu’il varie un peu d’une série à l’aütre.
- D’autre part, M. Trouton (2) avait déjà donné une relation entre la chaleur de vaporisation, la température absolue d’ébullition T et le poids moléculaire M, exprimée par
- c étant une constante variant d’une série à l’autre.
- Cette relation fut trouvée exacte par M. R. Schiff (3) dans ses déterminations des chaleurs spécifiques.
- (') Philosophical Magazine, 32, 1891.
- (2) Philosophical Magazine, 18, 1884.
- (3) Lieb. Ann., 234, 1886.
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- M. Obach, en combinant sa relation avec celle de M. Trouton, en déduisit l’expression de la constante diélectrique
- D=c‘
- T
- M ’
- et trouva que les valeurs ainsi obtenues présentaient un accord satisfaisant avec les résultats donnés par l’expérience.
- En combinant les expressions de M. Obach avec celles obtenues par l’auteur, on arrive aux relations
- et
- T=K'
- lesquelles montrent :
- i° Que la chaleur de vaporisation des composés d’une série va en diminuant avec le rapport
- ce qui a lieu en général.
- 2° Que la température d’ébullition, au contraire, croît toujours avec le poids moléculaire, déduction conforme aux résultats expérimentaux.
- Relation Runolfsson. — M. Runolfsson (a) a trouvé récemment une relation entre la chaleur moléculaire et le poids spécifique d’après laquelle le rapport entre la première et le second serait constant et égal à 6,8 et de plus le même pour tous les corps à l’état solide, liquide ou gazeux, au moins pour une même température.
- Mr M P
- Alcool méthylique 2,85 32,7
- — éthylique 4,02 26,5
- — propylique 4,93 22,8
- Benzine 4,52 2.43
- Toluène 5,5i 2,36
- L’auteur remarque qu’il est certainement vrai que le pouvoir inducteur des gaz et des vapeurs est généralement peu différent de l’unité, mais que la chaleur moléculaire, à pression constante, est dans le plus grand nombre de cas différente de 6,8 et peut varier de 9,42 à 35,2, même poul-
- ies gaz et vapeurs dent on connaît déjà le pouvoir inducteur spécifique.
- Pour les liquides, on peut citer les composés notés au tableau ci-contre, dont la chaleur moléculaire M est prise à 20°.
- Cette relation ne se vérifie donc nullement pour les liquides. Il n’y a par conséquent pas lieu de modifier, comme le voudrait M. Runolfsson, le poids moléculaire des composés pour l’adapter aux valeurs du pouvoir inducteur spécifique données par l’expérience, de façon à vérifier une relation qui n’a pas d’autre part de base théorique.
- Relation Joubin. — Cette relation, comme on l’a vu, peut se mettre sous la forme
- Nous avons vu au commencement de cette note que l’expression
- i/1
- «2 ~Y V N
- est générale.
- Pour que la relation de M. Joubin fût générale, il faudrait que l’on pût vérifier la suivante :
- n 4-1 , ,
- ---;— = constante,
- «*
- ce qui n’est pas possible pour plus de deux valeurs. F. G.
- Sur l’effet de l’électrisation et des actions chimiques sur un jet de vapeur, et sur l’influence de la vapeur d’eau sur les décharges électriques dans les gaz, par J.-J. Thomson (').
- L’influence de l’électrisation et des actions chimiques sur la condensation de la vapeur d’eau a été l’objet de nombreuses recherches de la part de plusieurs savants, notamment de von Helmholtz {Wied. Ann. t. XXXII, p. 1; 1887), von Helmholtz et Richarz {Wied. Ann., t. XL, p. 161; 1890), S. Bidwell (Phil. Mag., t. XXIX, p. t58; 1890), et enfin de Aitken {Proc. Roy. Soc., t. LI, p. 408; 1892). Les faits mis en lumière par ces travaux sont des plus intéressants et des plus suggestifs. Aussi l'auteur s’est-il proposé de chercher, en s’appuyant sur les lois connues qui régissent la condensation de la vapeur d’eau, quel doit être l’effet de l’élec-
- (') Philosophical Magazine, t. XXXVI, p. 3i3-328; octobre 1893.
- (') Comptes rendus, déc. 1892.
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- trisation sur un jet de vapeur et de voir si cet effet peut expliquer les faits observés.
- L’auteur rappelle que lord Kelvin a montré que la force élastique maxima de la vapeur d’eau dans le voisinage de la surface de séparation de la vapeur et de l’eau liquide dépend du rayon de courbure de cette surface et augmente quand ce rayon diminue. Lorsqu’une gouttelette d’eau se forme au sein d’une masse de vapeur saturante, la pression de la vapeur qui l’entoure immédiatement est peu différente de celle qui règne en tout autre point de la masse gazeuse. Par conséquent, d’après la remarque de lord Kelvin, cette pression est plus faible que celle qui correspond à l’équilibre dans le voisinage de la gouttelette. Cette gouttelette doit donc s’évaporer et son évaporation est d’autant plus rapide que la différence entre la pression actuelle et celle qui correspond à l’équilibre est plus grande; en d’autres termes, la gouttelette s’évapore d’autant plus rapidement qu’elle est plus petite. Il en résulte une très grande difficulté pour obtenir la condensation, les gouttelettes s’évaporant dès qu’elles se forment.
- La présence de poussières au sein de la vapeur diminue cette difficulté, car la couche d’eau qui se dépose par condensation à la surface d’un corpuscule solide a nécessairement un rayon de courbure plus grand que la gouttelette liquide qui se formerait si le corpuscule n’existait pas et, par suite, cette couche s’évapore moins rapidement que ne le ferait la gouttelette.
- Ces considérations, qui expliquent la tendance de la vapeur d’eau à devenir sursaturante quand elle ne contient pas de poussières et sa facile condensation quand elle en est souillée, peuvent s’exprimer sous une autre forme qui convient mieux pour étudier l’influence de l’électrisation.
- A la surface d’une gouttelette liquide existe une tension superficielle. Par suite de l’existence de cette tension, la condensation de la vapeur d’eau est accompagnée d’une augmentation de l’énergie potentielle du système, augmentation qui est proportionnelle à la surface totale des gouttelettes. En même temps, le système abandonne au dehors une certaine quantité de chaleur, qui est proportionnelle au volume d’eau condensé. Par conséquent, le rapport de l’augmentation d’énergie potentielle à la quan-
- tité de chaleur perdue augmente indéfiniment quand la grandeur et le nombre des gouttelettes diminuent. D’après les principes de la dynamique la condensation doit donc se trouver re-tardée.
- Mais d’après ces mêmes principes, toute circonstance produisant une diminution de l’énergie potentielle doit faciliter la condensation. Supposons la vapeur soumise à l’action d’un champ électrique. L’énergie potentielle due à ce champ est proportionnelle à l’inverse du pouvoir inducteur spécifique de la substance. Or, le pouvoir inducteur de la vapeur est voisin de 1 ; celui de l’eau voisin de 76, d’après Cohn et Rosa. La condensation de la vapeur d’eau est donc alors accompagnée d’une diminution de l’énergie potentielle du système. Par conséquent l’électrisation doit faciliter la condensation de la vapeur.
- Toutefois quand le champ électrique est uniforme, son action doit être insensible. En effet, on démontre par un calcul que nous ne reproduirons pas que si p désigne la densité de la vapeur quand il n’y a pas électrisation, et Sp l’augmentation de cette densité sous l’influence d’un champ uniforme d’intensité H, on a
- Sp __ 3 K H2 p 8 h cr R ü’
- où K est le pouvoir inducteur spécifique de l’eau, c sa densité, 0 la température absolue, et R une quantité définie par l’équation des fluides gazeux
- p = K 6 p,
- p étant la pression de la vapeur. Or le champ le plus intense que l’on puisse produire dans l’air sous la pression atmosphérique sans qu’il y ait décharge est d’environ io2 unités électrostatiques. Si on admet la même valeur pour la vapeur d’eau, corps pour lequel R est égal à i,3x io9, on trouve
- d p I
- — =----5- environ.
- p io°
- La plus grande variation de la densité et, par suite, de la pression est donc excessivement petite. De plus, elle est indépendante de la grandeur des gouttelettes. Par conséquent, l’action d’un champ électrique uniforme n’est pas
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- capable de contrebalancer le retard résultant de l’existence d'une tension superficielle.
- Mais le cas est tout différent quand le champ, au lieu d’être uniforme, est dû à des atomes électrisés distribués dans l’espace occupé par la vapeur.
- Des expériences récentes de l’auteur sur l’électrolyse de la vapeur (La Lumière Électrique, t. XLIX, p. 329) montrent que les charges électriques convoyées par les atomes d’un gaz sont égales à celles qui accompagnent ces atomes dans le phénomène de l’électrolyse. D’après Richarz la charge d’un atome d’hydrogène est 12,9X io_11 unités électrostatiques; par conséquent la charge d’un atome dans la vapeur d'eau est au moins égale à cette valeur.
- D’autre part, l’auteur a montré dans son ouvrage sur les Applications de la dynamique à la physique et à la chimie (p. 167) que l’accroissement 8 p de la densité de la vapeur en équilibre dans le voisinage d’une gouttelette de rayon a dont le centre est à une distance /d’une charge électrique e, est donnée par
- 8 p _ 1 e* <3 1 , aB ____j j_
- 7 - "R9K a—p U/»(/-a*) + / (/»-«) Un
- A titre d’exemple on peut supposer que la distance entre le point électrisé et la surface de la gouttelette est très petite par rapport au rayon de cette dernière. Si nous posons / — a — x,
- — est alors négligeable et il vient a
- 8 p _ 1 e8 ______1_ 1_
- p R 0 K a — p 16 7t a8 X1
- Si l’on compare cette expression à celle qui donne la variation de densité due à la tension superficielle T
- 8 p _ 2 T 1
- p a— p a R!) ’
- on voit que la première varie en raison inverse du carré du rayon a et la seconde en raison inverse de la première puissance de ce rayon. L’effet de l’électrisation l’emporte donc sur celui de la tension superficielle quand les gouttelettes sont petites.
- Pour rendre la comparaison plus instructive admettons que e = 12,9 X io-11, que x = io~9, et que la tension superficielle T soit égale 75, valeur donnée par l’expérience dans le cas des lar-
- ges gouttes. Il est alors facile de voir que l’effet de l’électrisation surpassera celui de la tension superficielle si
- (I2,9)8 x 10-22 a<' l6 75 x i5o x 10—ls’
- c’est-à-dire si a est plus petit que 2 x io-8. Par conséquent quand les gouttelettes ont un rayon plus petit que cette quantité, la force élastique maxima de la vapeur dans le voisinage est moindre lorsque ces gouttelettes sont électrisées que lorsqu’elles ne le sont pas. Il en résulte que la condensation de telles gouttelettes est facilitée par l’électrisation. Mais remarquons qu’il pourrait fort bien en être encore de même pour les gouttelettes de plus grand rayon, car il a été supposé que la charge était 12,9 x io~n, valeur qui est un minimum.
- Jusqu’ici aucune expérience n’a été faite dans le but de montrer directement l’influence de l’électrisation sur la valeur de la force élastique de la vapeur en contact avec de l’eau liquide. Mais d’après l’auteur les variations de cette force élastique sous l’influence de l’électrisation doivent être assez grandes pour être mesurables.
- D’ailleurs quelques-uns des effets observés par von Helmholtz et par S. Bidwell sont d’accord avec les considérations précédentes. Telle est l’expérience suivante de von Helmholtz.
- Un jet de vapeur s’échappe par un tuyau étroit dans de l’air parfaitement dépouillé de poussières. Une très faible condensation peut être observée à 1 ou 2 centimètres de l’extrémité du tuyau. Si on place tout près de cette extrémité un conducteur chargé, on constate qu’une forte condensation se produit dès l’extrémité du tuyau, et le jet apparaît coloré, coloration qu’on peut attribuer à la réfraction de la lumière par un grand nombre de particules ayant un diamètre comparable à ses longueurs d’onde.
- Cette influence de l’électrisation peut encore se montrer autrement. Un ballon contenant de l’eau en ébullition est fermé par un bouchon portant un tube vertical auquel est soudé un tube horizontal de manière à former un tube en T.
- Deux fils de platine sont soudés au tube horizontal, l’un à gauche, l’autre à droite du tube vertical ; ces deux fils sont reliés aux pôles d’une bobine d’induction. Quand la bobine ne fonctionne pas, les deux jets de vapeur qui s’échap-
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- pent des extrémités du tube horizontal sont invisibles. Dès qu’elle fonctionne, la vapeur se condense aux extrémités et devient visible. La condensation est plus grande à l’orifice correspondant au fil de platine relié au pôle négatif de la bobine qu’a celui qui correspond au fil relié au pôle positif.
- Un autre phénomène observé par von Helm-holtz est la condensation immédiate d’un jet de vapeur d’eau, d’alcool, d’acides acétique et formique quand un phénomène chimique se produit dans le voisinage. Si on admet que dans une molécule diatomique un des atomes possède une charge positive et l’autre une charge négative égales, ce phénomène se rattache à ceux de l’électrisation et l’explication reste la même.
- En effet, quand la molécule est complète ces deux charges se neutralisent et le champ électrique dans le voisinage de la molécule est très faible. Mais quand un atome devient libre le champ dans le voisinage de cet atome est considérable et produit la condensation. Or quand les molécules de deux gaz, comme l’oxygène et le bioxyde d’azote employés par von Helmholtz dans ses expériences, entrent en combinaison pour former un nouveau groupement d’atomes, il est possible qu’un atome des molécules primitives devienne libre à un certain instant.
- L’auteur insiste assez longuement sur cette manière de considérer les phénomènes chimiques. Nous ne le suivrons pas dans ses considérations et nous nous bornerons à une remarque sur l’importance de ce qui précède relativement aux phénomènes actino-électriques.
- Dans un récent article sur la Déperdition de l'électricité par les gaz (x), nous avons vu que la déperdition de l’électricité sous l’influence des radiations ultra-violettes s’expliquait facilement par un transport d’électricité à l’aide des particules arrachées aux corps par les rayons ultraviolets. Cette hypothèse se trouve confirmée par plusieurs expériences de MM. Lénard et Wolf dans l’une desquelles on observe la condensation d’un jet de vapeur. Déjà les expériences de von Helmholtz et de M. Richarz sur l’action des phénomènes chimiques avaient diminué l’importance de cette expérience. L’explication donnée par M. J.-J. Thomson de l’influence de l’électrisation la réduit encore, puis-
- que d’après cette explication, la condensation de la vapeur peut résulter de l’action d’un champ électrique sans qu’il y ait de poussières. Nous ne croyons cependant pas qu’il faille rejeter, du moins jusqu’à preuve évidente du contraire, l’explication des phénomènes actino-électriques par un transport d’électricité au moyen de corpuscules.
- Passons maintenant à la seconde partie du mémoire de M. J. J. Thomson, laquelle a pour objet la recherche de l’influence de la vapeur d'eau sur la décharge dans les gaz.
- L auteur rappelle qu’un assez grand nombre d’expériences ont été faites sur ce sujet, mais que bien peu d’entre elles donnent des renseignements précis sur la différence que présentent les décharges dans un gaz parfaitement sec et dans le même gaz mélangé de vapeur d’eau. Les expériences de Warburg 0 méritent seules d’être rapportées.
- Warburg mesure la chute de potentiel à la cathode, c est-à-dire la différence de potentiel entre la cathode et le bord lumineux de l’espace sombre qui se produit dans le voisinage immédiat lorsqu’on relie les électrodes d’un tube à gaz raréfié aux pôles d’une bobine d’induction. Les expériences ont porté sur l’azote et sur l’hydrogène bien desséchés ou humides. Warburg trouve que la chute à la cathode dans l’azote sec est plus grande que dans l’azote humide, tandis que c’est l’inverse pour l’hydrogène. La présence de la vapeur d’eau semble donc retarder le passage de la décharge électrique dans l’hydrogène.
- Mais dans ces expériences sur des gaz raréfiés, la différence de potentiel des électrodes de décharge est toujours assez faible et l’influence de la vapeur d’eau est difficile à mettre en évidence. L auteur a préféré résoudre la question en étudiant expérimentalement la différence de potentiel nécessaire pour produire de courtes étincelles dans de l’hydrogène, sec ou humide, sous la pression atmosphérique.
- Dans ce but, deux ampoules sont remplies d’hydrogène préparé par l’action de l’eau acidulée sur le zinc et purifié par son passage dans un tube contenant une dissolution de permanganate de potassium, procédé de purification
- (') La Lumière Electrique, t. XLVII1, p. 311.
- C) Wicdemann’s Annalen, 1887, t. XXXI, p. 545.
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- très rapide et très sûr, d’après M. Leduc. Le gaz ainsi purifié, mais nécessairement humide, se rend directement dans l’une des ampoules; pour remplir l’autre, le gaz est préalablement desséché par de l’acide phosphorique; en outre, une petite quantité de cet acide est placée dans l’ampoule même pour assurer la dessiccation complète du gaz. Les deux ampoules sont munies d’électrodes de platine dont les extrémités en regard, parfaitement polies, sont distantes de 1/2 à 1/10 de millimètre.
- L’appareil électrique comprend une pile de 600 éléments donnant une différence de potentiel de 1200 volts environ. Ses deux pôles sont reliés aux extrémités A et B d’un rhéostat de graphite construit en décrivant avec un crayon une demi-circonférence sur un morceau d’ébo-nite. Un bras métallique mobile autour du centre C de cette demi-circonférence porte une roulette qui roule sur le trait de graphite. En déplaçant cette roulette de A vers B, on-fait varier la différence de potentiel entre A et G de o à 1200 volts. C’est aux points A et G que sont respectivement attachées les deux électrodes de l’une des ampoules. Pour compléter l'installation, un électromètre Thomson donne la valeur de la différence de potentiel entre A et C.
- Les appareils étant ainsi disposés, on fait tourner le bras métallique de A vers B jusqu’à ce qu’une étincelle éclate et on note la différence de potentiel. Puis, on fait rétrograder la roulette jusqu’à ce que les étincelles cessent de se produire et on note la valeur correspondante du potentiel. Enfin, après avoir laissé l’appareil en repos pendant un temps plus ou moins long, quelques secondes à quelques minutes, on fait revenir la roulette vers B et on inscrit la différence de potentiel nécessaire pour obtenir une nouvelle étincelle. On opère de la même manière avec l’hydrogène sec et avec l’hydrogène humide.
- Les nombreux résultats obtenus par l'auteur, peuvent se résumer comme il suit :
- La différence de potentiel nécessaire pour produire une première étincelle dans l’hydrogène sec est très variable, mais elle tombe brusquement; celle qui correspond à la cessation du flux d’étincelles est très sensiblement constante. Si l’on augmente ensuite la différence de potentiel jusqu’à ce qu’on obtienne une nouvelle étincelle, la valeur correspondante j
- de cette différence dépend du temps pendant lequel on a laissé l’appareil en repos.
- Si on opère dans l’hydrogène humide, les étincelles commencent à se produire pour une différence de potentiel à peu près constante. Elles cessent quand on diminue suffisamment cette différence, et la valeur correspondant à la cessation est la même, au degré de précision des expériences, que celle observée avec l’hydrogène sec.
- Dans tous les cas, la première étincelle exige donc, pour se produire, une plus grande différence de potentiel que les suivantes.
- M. J.-J. Thomson a constaté qu’il en était encore ainsi avec des ampoules contenant divers gaz humides et même de la vapeur d’eau seulement. Il y a toujours une sorte de retard au passage de la première décharge.
- L’auteur rapproche ces particularités de celles que l’on observe dans les phénomènes de la liquéfaction d’une vapeur, de la solidification et de la cristallisation. Ces changements d’état moléculaires éprouvent quelques difficultés à se produire quand on opère dans certaines conditions et on peut maintenir une vapeur à une pression supérieure à sa tension maxima, maintenir un liquide à une température inférieure à celle de sa solification, maintenir une dissolution en sursaturation. Mais dès qu’une gouttelette liquide a pris naissance, qu’une portion s’est solidifiée, qu’un cristal s’est formé, les phénomènes s’accomplissent jusqu’à ce qu’un nouvel état d’équilibre stable soit atteint. Or, d’après M. Thomson, un gaz sec ou humide se trouve, un peu avant le passage de la première étincelle, dans un état d’équilibre instable, analogue à celui d’une dissolution sursaturée. La présence de la vapeur d’eau s’oppose jusqu’à un certain point à l’établissement de l’état d’équilibre instable; elle agit donc comme les poussières agissent sur une vapeur sursaturée, ou comme une brusque agitation sur un liquide surfondu. Enfin les agrégations de molécules qui, d’après M. Thomson, résultent du passage des étincelles, amènent la destruction complète de cet équilibre instable, et leur action peut être assimilée à celle d'une goutte liquide dans une vapeur sursaturante ou à celle d’un cristal jeté dans une dissolution sursaturée.
- J. B.
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- FAITS DIVERS
- Le Ministre des Travaux publics vient d’adresser à la date du rr septembre 1893 aux préfets le projet d’arrêté suivant réglementant les conducteurs d’électricité sur la grande voirie nationale.
- Monsieur le préfet,
- L’administration des travaux publics a le devoir d’imposer à l’établissement et au fonctionnement des conducteurs d’électricité sur la grande voirie les précautions nécessaires pour protéger le public circulant et les riverains contre tout danger, et pour faire en sorte que les courants électriques n’occasionnent directement ou indirectement aucun dommage aux chaussées ou aux ouvrages établis dans le sous-sol.
- Jusqu’à présent les préfets, agissant conformémant aux instructions spéciales qui leur étaient données par le Ministère des Travaux publics à l’occasion de chaque demande, ont, dans l’arrêté portant permission de grande voirie pour chaque distribution électrique, prescrit les mesures de précaution jugées nécessaires dans l’espèce, d’après la décision du Ministre.
- L’expérience acquise depuis dix ans dans les applications industrielles de l’électricité permet aujourd’hui de formuler dans un règlement général les prescriptions qui correspondent aux circonstances ordinaires de la pratique, et de laisser à PAministration préfectorale le soin de statuer directement sur chaque demande par application de ce règlement.
- On n’aura plus ainsi à recourir à l’Administration supérieure que dans des cas exceptionnels, et l’instruction de la plupart des demandes pourra se faire plus rapidement.
- Deux formes de règlement générales sont possibles;
- \° Le . règlement d’admintstration publique délibéré en Conseil d’État, applicable de droit à tout le territoire:
- 2° L’arrêté préfectoral, réglé suivant un type uniforme, rendu exécutoire simultanément dans tous les départements.
- Il serait prématuré d’édicter aujourd’hui un règlement d’administration publique. La science électrique fait des progrès si rapides que l’Administration devra certainement modifier, à intervalles rapprochés, ses prescriptions réglementaires, quelque prudentes qu’elles soient. II m’a semblé, dans çes conditions, qu’il convenait de recourir pour le moment à une forme de l'arrêté préfectoral.
- A la suite d’une étude approfondie faite par une commission d’ingénieurs compétents, puis par le Conseil des Ponts et Chaussées, j’ai adopté le modèle d’arrêté réglementaire annexé à la présente circulaire. Vous voudrez bien, Monsieur le Préfet, prendra un arrêté conforme à ce modèle. Cet arrêté sera daté du i5 septembre 1893. Il sera [
- publié et affiché en la forme ordinaire, et inséré au Recueil des actes administratifs de votre préfecture.
- Les règles à suivre pour la forme des demandes et pour l’exécution des travaux de premier établissement ont été, à quelques différences près, imitées de celles qui sont en vigueur pour les permissions de grande voirie, en vertu de l’arrêté pris dans votre département en exécution delà circulaire du 20 septembre i858. Toute demande devra être accompagnée des documents propres à faciliter son instruction et que seul le demandeur peut fournir.
- La demande et les documents devront (art. 2) être fournis en trois expéditions, non compris celle à adresser au Directeur des Postes et Télégraphes par application du décret du i5 mai 1888. Une des trois expéditions est destinée à l’ingénieur ordinaire, la deuxième à l’ingénieur en chef, et la troisième à votre préfecture. Avec les moyens aujourd’hui en usage, le demandeur n’aura pas de peine à se conformer à cette prescription, dont l’objet est de rendre plus rapide l’instruction de l’affaire et d’assurer la fidèle reproduction d’indications d’un caractère technique spécial.
- Le permissionnaire ne devra pas seulement vous faire connaître exactement la consistance de sa distribution électrique telle qu’il l’aura projetée (art. 3) et telle qu’il l’aura réellement exécutée (art. 5 et 6); il devra aussi (art. 7 et 8) tenir le service du contrôle informé des développements qu’il aura donnés à ses installations en cours d’exploitation. L’ingénieur en chef aura d’ailleurs (art. 6) la faculté de réduire la fourniture des dessins quand les travaux ne comporteront que des dispositions très simples.
- Aux termes de l’article 4, vous aurez, Monsieur le Préfet, à désigner dans chaque cas particulier le service d’ingénieur qui sera chargé de contrôler et de surveiller les travaux et l’exploitation du permissionnaire. Le service sera en général celui sur le domaine duquel sont situés les travaux. Lorsqu’une distribution électrique s’étend à la fois sur les routes nationales et sur le domaine fluvial ou maritime, c’est le service le plus intéressé qui sera chargé du contrôle : les ingénieurs du contrôle se concerteront dans ce cas, suivant les formes ordinaires, avec les ingénieurs des autres services intéressés, pour les travaux à faire sur les voies de ces autres services.
- Le permissionnaire devra vérifier périodiquement et, en outre, toutes les fois qu’il en sera requis par l’ingénieur du contrôle, l’état électrique de sa distribution (art. 8). Les résultats de ces vérifications seront consignés sur un registre. Les ingénieurs auront ainsi le moyen de s’assurer que la conductibilité et l’isolement des conducteurs 11e sont pas inférieurs aux limites indiquées par la demande et par l’arrêté d’autorisation.
- Les ingénieurs et agents du contrôle devront pouvoir pénétrer à l’intérieur des usines où se trouvent les appareils d’électricité, pour y reconnaître notamment si le voltage et l’intensité du courant ne dépassent pas les limites indiquées et pour y procéder aux expériences et épreuves
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- nécessaires. Une importance particulière a été attachée à cette clause, et le permissionnaire devra prendre d’avance l’engagement explicite de s’y conformer.
- Un engagement préalable lui est également demandé en ce qui concerne les frais que pourront nécessiter les travaux» levers de plans, essais et vérifications qui, dans un intérêt de sécurité publique, auraient dû être faits d’office à son compte.
- Le modèle d’engagement est annexé à l’arrêté préfectoral réglementaire et sera publié et affiché au bas de cet arrêté. Cet engagement servira éventuellement de titre à l’Administration pour suivre par toutes voies de droit le recouvrement des frais.
- Vous pourrez, Monsieur le Préfet, autoriser l’établissement des supports des conducteurs aériens (art. 14) sur le bord de la voie publique quand il ne devra en résulter aucune gêne pour la circulation. Mais quand on voudra installer des supports sur la chaussée, c’est l’Administration supérieure qui statuera.
- Les conducteurs aériens (art. 16) seront toujours mis hors de la portée du public. Des précautions spéciales devront être prises à cet effet quand il s’agira de courants continus de plus de 400 volts. Dans la traversée des lieux habités, les conducteurs ne pourront être nus que si la tension électrique n’excède pas certaines limites, 400 volts en courant continu et 120 volts en alternatif.
- Les conditions indiquées pour l’établissement des conducteurs souterrains sont conformes aux règles généralement suivies.
- L’article 22 interdit explicitement et d’une manière générale l’emploi de la terre pour le retour du courant. Cette interdiction est d’ailleurs prononcée par l’Administration des postes et télégraphes. (Décret du i5 mai 1888).
- Les prescriptions du nouveau règlement ne visent que les cas ordinaires; il est possible que les demandeurs aient, dans certaines circonstances, un intérêt sérieux à y déroger et trouvent des dispositions spéciales qui fassent disparaître les dangers contre lesquels le règlement a entendu prémunir le public. L’Administration supérieure, saisie des demandes de dérogation en vertu de l’article 24, examinera ces demandes avec le désir de concilier les exigences de la sécurité publique avec les convenances de l’industrie électrique.
- L’Administration supérieure devra également être consultée quand les industriels voudront employer des courants d’un haut voltage exigeant des précautions spéciales.
- Il en sera de même dans tous les cas où il pourra être reconnu utile d’adopter des dispositions autres que celles prescrites par le règlement.
- L’article 35 stipule la réserve habituelle du droit des tiers. x
- Le nouveau règlement (art. 27) n’aura pas d’effet rétroactif : toute distribution existant actuellement continuera à jouir du bénéfice de l’autorisation qui lui a été accordée; toutefois elle sera de piano soumise aux prescriptions du
- nouveau réglement relatives au contrôle de l’exploitation. En outre, dès que, par une circonstance quelconque, les conditions de l’autorisation primitive devront être modifiés, la nouvelle réglementation devient intégralement applicable.
- L'arrêté d’organisation que vous aurez à prendre, Monsieur le Préfet, sur chaque demande d’installation nouvelle à la suite du rapport des ingénieurs, visera l’arrêté général réglementaire du i5 septembre 1893 et déterminera les conditions techniques administratives spéciales dont l’instruction aura démontré la convenance. 11 stipulera le retrait de l'autorisation en cas de dérogation à ces conditions ou aux prescriptions de l’arrêté général, ou en cas de violation de l’engagement pris en conformité du modèle annexé à l’arrêté général.
- -S? Vous voudrez bien remarquer que la nouvelle réglementation n’est pas applicable aux conducteurs sur lesquels les trains de chemins de fer ou de tramways ouïes bateaux mus par l’électricité recueillent directement les courants qui actionnent leurs machines. Les conditions ^ d’établissement et de fonctionnement de ces conducteurs seront arrêtées dans chaque cas par des décisions spéciales de l’autorité chargée du contrôle des chemins de fer, tramways ou bateaux en question. i
- Un médecin militaire, M. J. Chenet, décrit dans les Archives de médecine et de pharmacie militaires, un : très curieux cas de fulguration dont il a été lui-même* victime, au cours d’une excursion à Batna, en compagnie de M. Orfila, administrateur de la commune mixte de l’Aurès, et de deux Arabes qui servaient de guides. Laissons la parole au narrateur :
- «... En mêfne temps que le vent soufflait en ouragan, un orage arrivait directement sur nous par la vallée. La lumière des éclairs était plus éblouissante, les coups de tonnerre étaient plus éclatants qu’auparavant. L’éclair fec la détonation étaient très rapprochés l’un de l’autre, il y avait un intervalle de 2 ou 3 secondes entre ces deux phénomènes... Soudain, une lueur immense, blanche, en forme de. boule, éclata sous les jambes de mon cheval et m’enveloppa entièrement ainsi que ma monture. Je ressentis une violente commotion; mon cheval, sous moi, était agité de tremblements ; je croyais qu’il allait s’abattre; je sentais des étincelles me sortir des doigts; ma barbe et mes cheveux me semblaient hérissés et surtout j’avais perdu momentanément la vue; je cherchais à voir en ouvrant démesurément les yeux, mais l’impres* sion de la couleur blanche persistant toujours sur la rétine; j’étais aveuglé.
- « M. Orfila me criait ; « Qu’avez-vous, docteur? Vous êtes tout lumineux, jetez la baguette que vous avez à la main, elle est en feu. » Ce que j’avais, je ne le sentais que trop. J’ouvris la main et laissai échapper la baguette qui me servait à activer l’allure de mon cheval, et autour de laquelle serpentaient des étincelles électriques. A ce
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- moment je vis à mon tour M. Orfila et son cheval lumineux. La tête et l’encolure de mon cheval l’étaient également. La décharge avait été tellement violente et inattendue que je ne pus me rendre compte s’il y avait eu un coup de tonnerre ou non. M. Orfila et les Arabes m’ont assuré ensuite qu’il y avait eu une détonation...
- « Je mis pied à terre en gardant les yeux fermés et en me promettant bien de me rendre compte des phénomènes qui pourraient se produire de nouveau. Les mouvements du cœur et ceux de la respiration étaient à ce moment considérablement ralentis. Quelques secondes à peine s’étaient écoulées lorsque je vis, bien qu’ayant les yeux fermés, une flamme énorme, de couleur blanche, aussi éblouissante que la première, m’entourer de toute part, me recouvrir tout entier. Au milieu de ces phénomènes électriques, je ressentais des secousses violentes, et j’éprouvais une sensation d’horreur qu’il m’est difficile de définir. Il me fallut toute ma volonté et la crainte que j’avais d’être couché au milieu de cette flamme pour ne pas tomber à terre. J’entendais au même moment de nombreux pétillements autour de moi, et, à une distance qui me parut être un mètre au-dessus de ma tête, un coup de tonnerre sec et de courte durée. Je sentais, comme à la précédente décharge, des étincelles me sortir des mains. J’entr’ouvris mes yeux et je vis encore mon cheval tout lumineux. Je me sentais très affaibli et j’étais persuadé que j’allais succomber, lorsqu’une troisième décharge, beaucoup plus violente que les deux premières, me renversa à terre. J’avais toujours les yeux fermés, mais je vis très nettement, à 5o centimètres en avant de moi environ, une barre de feu en zigzag en même temps que l’entendais là, devant moi, un bruit sec et déchirant. Cet éclair était dirigé de l’est à l’ouest, en sens inverse du vent; sa couleur était d’un blanc rougeâtre. Je m’étais senti soulevé de terre, en même temps que je recevais une violente poussée sur la partie antérieure du corps et sur le côté gauche...
- « Presque immédiatement après cet éclair en zigzag la pluie tomba en grande quantité, mais pendant très peu de temps. Je m’étais relevé. Il y eut encore un quatrième éclair, cette fois en boule, qui m’électrisa comme les premiers, mais à un degré moindre. Puis les nuages électriques furent emportés rapidement au loin par le vent, car il s’écoula environ 3 ou 4 secondes entre le moment où je vis un cinquième éclair et celui où j’eniendis le bruit du tonnerre. Malgré l’engourdissement, les secousses et les fourmillements que je ressentais dans le côté gauche du corps, je pus continuer ma route et arriver à Marcouna. Les battements du cœur et les mouvements respiratoires étaient alors très notablement accélérés. Mes compagnons, comme je l’ai dit plus haut, avaient éprouvé* mais à un degré beaucoup moindre, les mêmes phénomènes que moi. A un moment donné ils m’avaient cru mort.
- « II est très surprenant que la foudre n’ait atteint ni un autre homme ni un animal. La multiplicité des
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- décharges et le peu d’intervalle qui les séparait l’une de l’autre démontrent que les nuages se trouvaient à une très faible hauteur au-dessus du sol. Les éclairs en boule paraissaient sortir de terre; nous avons dû subir les effets de la foudre ascendante...
- « J’arrivai le lendemain de très bonne heure à Batna. Je me déshabillai et je constatai des ecchymoses suivant une ligne arborisée, ainsi que des plaques d’un rouge sombre et brunâtre;sur les membres gauches, du côté externe, notamment sur l’avant-bras. Ces ecchymoses ne disparurent complètement qu’après une dizaine de jours.
- « J’eus de la parésie du bras et de l’avant-bras gauche et je ressentis, d’une façon intermittente, des secousses, de l’engourdissement et des fourmillements; ces symptômes ne disparurent qu’un mois après. Pendant une quinzaine de jours, je constatai une diminution notable de l’ouïe et je perçus souvent des bruits subjectifs.
- « Depuis cette époque mon système nerveux est resté très impressionnable; il l’est surtout lorsque le temps est orageux. Je ressens encore parfois, et principalement au moment de l’orage, de l’engourdissement dans le côté auirefois atteint par la foudre, mais à un degré qui va toujours en s’affaiblissant. »
- Le cas de fulguration très curieux que nous venons de citer, et dont l’observation remonte au mois d’août 1889 n’est pas isolé. Un voyageur, qui a longtemps habité les Indes, a éprouvé, au cours d’un violent orage, des sensations presque identiques à celles que relate M. Chenet.
- Dans l’île de Java les orages sont d’une telle fréquence que dans certains parages à proximité des montagnes pendant deux ou trois heures tous les soirs la campagne est éclairée par de continuels éclairs, et cela pendant plusieurs mois de l’année.
- Se trouvant à bord d’un vapeur en excursion le long des côtes, la personne qui a bien voulu nous communiquer ces détails put observer les effets grandioses des manifestations électriques sous les tropiques. Le vapeur se trouvait en quelque sorte enveloppé d’incessantes ; décharges électriques qui, attirées par le paratonnerre dont avait été muni le bateau, s’écoulaient directement dans Peau.
- Postée sur la passerelle et se maintenant à la rampe d’appui en fer, cette personne ressentit à chaque éclair une commotion violente; chaque fois elle fut ou se sentit soulevée légèrement. En même temps, et les yeux ouverts ou fermés, elle voyait une lueur blanche aveuglante, à se croire entouré de flammes très vives et très près des yeux. Mais le fait le plus curieux c’est qu’elle ne perçut pas le bruit du tonnerre, quoique des voyageurs couchés dans des cabines l’entendissent parfaitement.
- Malgré l’intensité de ces phénomènes, les décharges électriques n’avaient laissé aucune trace, et l’on ne constata après ni brûlure ni engourdissement chez aucun passager.
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- Voici quelques nouveaux détails à ajouter à ceux que nous avons déjà donnés sur l’Observatoire du Mont Blanc. L’édifice a la forme d’un tronc de pyramide à base carrée ayant io,5o m. à la base, et 9,5o m. à la hauteur de la ligne de neige, située 2 mètres plus haut. Sa hauteur totale est de 7,5o m. sur lesquels 5,5o m. émergent de la neige.
- La tourelle est placée excentriquement et contient le prolongement de l’escalier en spirale qui descend jusqu’au plancher de l’étage du bas. C’est sur la plateforme que seront placés les instruments météorologiques, dont l’enregistrement électrique aura lieu dans la grande salle de l’étage du haut. Cette pièce sera largement éclairée par des fenêtres garnies de doubles vitres, mais laissant pénétrer des flots de lumière. Elle servira de laboratoire pour les travaux physiques. Les lunettes seront manœu-vrées sur la plateforme de l’Observatoire, qui est assez large pour recevoir les plus gros instruments.
- Quoique les observations régulières ne doivent commencer qu’en 1894, on a déjà envoyé à Chamonix un neuf pouces en destination du Mont Blanc.
- Le haut de la tourelle sera employé pour les mesures électriques dont nous avons déjô parlé, et qui auront un intérêt tout autre qu’aux Bosses du Dromadaire, où M. Vallat a établi sa station.
- L’étage inférieur est également partagé en deux pièces. La plus grande est consacrée au logement des guides et des astronomes, et la petite sert de magasin. On a conservé l’édicule de i85o comme en-cas.
- Au gré des Américains le progrès ne marche peut-être pas assez vite; on pourrait le croire d’après les incidents qui ont marqué la construction d’une ligne de chemin de fer électrique à Hanover, petite ville de 4000 habitants située à 3o kilomètres d’York, en Pensylvanie. La Nature relate dans quelles conditions particulières cette ligne a été construite.
- Un concours agricole devait avoir lieu à Hanover pendant la troisième semaine de septembre, et les habitants étaient très désireux d’avoir leur chemin terminé pour cette circonstance; la construction de la voie n’avançant pas assez vite à leur gré, un certain nombre de citoyens s'offrirent pour travailler gratuitement à la construction. On vit alors ce spectacle curieux d’une centaine d’hommes de toutes conditions précédés par la fanfare locale, se rendre en corps au travail, la pioche ou la pelle sur l’épaule, s’arrêter au commandement d’un chef choisi par eux, et piocher avec ardeur durant plusieurs heures pendant que la fanfare jouait les plus beaux airs de son répertoire. A la tombée de la nuit, les volontaires du travail se remirent en marche, en poussant des hurrahs frénétiques, et rentrèrent chez eux tout joyeux de leur initiative.
- Cev fait nous remet en mémoire un exemple bien touchant de la solidarité qui anime les populations américaines dont un de nos amis a été témoin à Chicago ; quoiqu’il n’ait pas de rapport avec l’électricité, nous ne résistons pas au désir de le faire apprécier à nos lecteurs,
- car c’est aussi un exemple de la rapidité légendaire des neveux de l’oncle Sam.
- Un maçon très aimé dans sa corporation avait pu amasser quelques économies et s’était fait construire un petit home, but suprême de ses espérances. Son bonheur fut de courte durée, la maisonnette fut détruite par un incendie. En face du malheur qui frappait leur camarade les maçons, ses amis, ne restèrent pas inactifs. Au nombre d’une centaine ils consacrèrent leurs dimanches à la reédification de la petite maison. Quelques dimanches leur suffirent pour la rebâtir sur les anciennes fondations, et leurs cotisations réunies assurèrent une joyeuse pendaison de crémaillère.
- Un journal de l’autre côté de l’Atlantique constate cette « curieuse anomalie qu’en même temps que les applications de l’électricité se développent, la construction dès machines à vapeur augmente presque dans la même proportion. »
- Il est également curieux, dit à ce propos The Electri-cian, que la consommation de farine ait augmenté proportionnellement à la consommation de pain.
- Éclairage électrique.
- La maison Siemens et Halske, qui a été chargée de l’établissement, à Brême, d’une usine centrale de distribution avec trois sous-stations, vient de terminer les parties principales de cette importante installation. Les machines ont été mises en mouvement pour la première fois le 3o septembre.
- A l’heure actuelle, le réseau dont la longueur totale dépasse 210 kilomètres, est prêt à desservir les 35o installations particulières qui y sont déjà rattachées, et qui comportent plus de 20000 lampes à incandescence. Dès le début la station de Brême pourra donc fonctionner presque à pleine charge.
- Le réseau électrique de Manchester, qui était à deux conducteurs, vient d’être complètement transformé et distribue maintenant à cinq fils; le nouveau système de distribution a été mis en service le 25 septembre et alimente 10000 lampes de 8 bougies.
- La totalité des frais d’installation de l’usine centrale de Manchester s’élèvera à 3 75o 000 francs, dont environ 1800000 ont déjà été dépensés. Cette station comporte actuellement deux machines à vapeur compound de 400 chevaux chacune, et l’on en installe deux autres semblables. En outre, on se propose de monter encore six autres machines à vapeur de 100 chevaux avec leurs dynamos. Six chaudières Lancashire à chargeurs automatiques fournissent la vapeur.
- Imprimeur-Gérant : Y. Nory.
- Imprimerie de la Lumière Électrique. — Paris.
- 3u boulevard des Italiens.
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- La Lumière Electrique
- Journal universel d’Electricité
- 31, Boulevard des Italiens. Paris
- Directeur : D' CORNÉLIUS LIERZ
- XV- ANNÉE (TOME L) SAMEDI 28 OCTOBRE 1893 N > 43
- SOMMAIRE. — A propos de la théorie des machines à champ tournant; Paul Boucherot. — Le transport d’énergie électrique de Tivoli à Rome; P. Marcillac. — L’électricité à l’exposition du progrès; W. de Formelle. — Les lampes à arc; Gustave Richard. — Chronique et revue de la presse industrielle : Procédé pour éviter le décrochage d’alternateurs couplés en parallèle. — Microphone à filament de charbon Münsberg. — Relais électrostatique Tuma et von Motesiczki. — Formation des plaques d’accumulateurs. — Sur la transmission de signaux électriques à travers l’espace, par W.-H. Preece. — Pompe rotative à mercure, par F. Schultze-Bergë. — Revue des travaux récents en électricité : Charge oscillante d’un conducteur, par W. Lispenard Robb. — Transmission de l’électricité à travers l’air entourant un conducteur porté au rouge par un courant électrique, par M. Vicentini. — Sur la polarisation d’électrodes de platine dans l’acide sulfurique, par James B. Henderson. — Mesure de là variation de résistance avec la température d’un échantillon de cuivre, par A.-E. Kennelly et R.-A. Fessenden. — Application de l’électrolyse à l’analyse qualitative, par Charles A. Kohn. — Faits divers.
- A PROPOS DE LA THÉORIE
- DES
- MACHINES A CHAMP TOURNANT
- Le nombre de moteurs à champ tournant en service est très minime, en France principalement, et n’est certainement pas en rapport avec l’importance des installations électriques par courants alternatifs. Les causes de cette indifférence sont multiples, je crois, et je ne pense pas qu’il faille purement et simplement s’en remettre pour l’énumération de ces causes à l’opinion que M. Brown (Q émettait dans ce journal, au sujet des moteurs asynchroniques, et selon laquelle si l’un quelconque de ces moteurs eût été réellement une solution du problème, on en ferait aujourd’hui un usage général. Cette affirmation est vraie en partie; il est vrai qu’aucun de ces moteurs n’est une solution complète du problème, mais comme solutions partielles, quelques-uns d'entre eux méritaient un meilleur sort, et ce sont plutôt des questions économiques qui ont fait obstacle à leur application que des questions véritablement techniques. Il en est de même de l’application des condensateurs aux courants alternatifs; on
- (*) La Lumière Électrique, t. XLVIII, p. n3.
- a dit et répété sur tous les ions que le condensateur industriel n’existe pas; c’est vrai, mais a-t-on fait le nécessaire pour qu’il existe? Quelle société a fait faire les recherches nécessaires pour résoudre cette question, qui ne présente pour ainsi dire pas de difficultés, mais ne peut pas être résolue par un simple particulier?
- Ainsi donc je persiste à croire que si la machine à champ tournant n’occupe pas la placé qu’elle devrait occuper, cela est dû en partie à des causes particulières et non entièrement à son insuffisance.
- Mais notre intention n’est pas d’insister sur cette question et nous voulons simplement nous occuper de la théorie de ces machines en donnant les résultats de quelques expériences personnelles à l'appui de cette théorie.
- Depuis l’apparition des premiers travaux sur ces machines, les théories les plus contradictoires ont été mises au jour. En ce qui concerne le démarrage, par exemple, les uns sont arrivés à ce résultat que le couple doit être maximum à ce moment ; d’autres ont trouvé qu’il doit être nul.
- Les uns ont dit que le couple diminuait aü tur et à mesure que la vitesse augmentait; d’autres ont prétendu qu’il y avait un couple maximum correspondant à une certaine vitesse, plus proche du synchronisme que de zéro;
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- Au sujet du rendement, on a affirmé d’un côté qu’il pouvait être supérieur à celui des machines à courant continu, d’un autre on a prétendu, chiffres en mains, qu’il ne pouvait excéder 3o o/o.
- Enfin, rien qu’en ce qui concerne la self-induction de l’induit, on a émis, les affirmations les plus contradictoires : on a dit qu’elle était nulle, on a dit qu’elle était presque sans action sur les résultats, on a dit qu’elle était d’une importance capitalé. On a dit qu’à ce point de vue il fallait multiplier le plus possible le nombre des sections en parallèle; on a dit qu’il fallait au contraire faire peu de sections, et faire comprendre à chacune le plus grand nombre possible de spires en tension.
- Faut-il en conclure, comme le vulgaire aime à le répéter, qu’on fait dire aux chiffres et aux lettres tout ce que l’on veut? Non. Si différents auteurs ont trouvé des résultats contradictoires, c’est que quelques-uns sont partis d’hypothèses fausses, c’ est que d’autres ont négligé des facteurs importants.
- Pour nous il n’y a qu’une façon absolument rationnelle de poser le problème et de le résoudre; c’est de ne considérer que des circuits ayant entre eux des coefficients d’induction mutuelle variables et des coefficients de self-induction constants (a).
- N’en déplaise à quelques distingués confrères, c’est à MM. Hutin et Leblanc que l’on doit d’avoir posé le problème de cette façon nette et précise, et ils l’ont fait magistralement (2).
- Nous n’avons pas l’intention de reproduire ici cette démonstration, mais nous pourrons en retracer les grandes lignes en quelques mots.
- Soient deux circuits fixes parcourus, l’un par
- un courant I — A sin ait v|., l’autre par un cou-
- rant l' = A cos 2 K
- t
- T
- et deux circuits mobiles
- tournant avec une vitesse ü et tels que les coefficients d’induction mutuelle soient :
- Entre le i" circuit fixe et le icl' circuit mobile :
- M, = p. sin 2 7t ilQ,l\
- (’) Dans notre dernier numéro, MM. Boissonnas ont exposé une théorie beaucoup plus compliquée que celle que nous rapportons, mais qui rend compte également de tout ce qui se passe, ce que bien d’autres ne font pas.
- (2) La Lumière Electrique, t. XL, 1891, p. 372.
- entre le 20 circuit fixe et le 1" circuit mobile :
- M s = p, cos 2u«Q£ ;
- entre le i°r circuit fixe et le 2“ circuit mobile :
- M', = p. cos 27cnüt;
- entre le 2° circuit fixe et le 2° circuit mobile :
- M's = — p sin 2 7t 11Q t,
- 211 étant le nombre de pôles de la machine.
- La force électromotrice induite dans un circuit par un courant I étant
- „ d(MI)
- dt ’
- on peut en déduire immédiatement les forces électromotrices induites dans les deux circuits mobiles par les deux circuits fixes: de ces deux forces électromotrices on déduira les intensités J et J'dans les deux circuits mobiles, leur résistance étant p et leur self-induction A, par la formule connue :
- E+pJ+A w = °-
- Cela étant, l’expression de la puissance fournie
- d_l rT dM, rfM.'l I- dM, T, dM,'~|
- dt ~J L dt + dt J + J L dt + dt J
- permet d’exprimer ce travail en fonction de A, u., nÜ, ;^,p et A, et par suite le couple. On arrive ainsi à l’expression :
- mu n O J
- C —
- ! + 4n! 11Ü J 2 A2
- p.2 A2,
- (>)
- qui montre que le couple n’est nul que pour «ü = 7^, c’est-à-dire pour la vitesse correspondant au synchronisme.
- Cette expression montre encore qu’au démarrage le couple est égal à
- 4it
- + Ça*
- p2 A2
- et qu’il est maximum pour une vitesse ü telle que
- (“)
- l_T ~ H " |A '
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- Le couple n’est donc pas nul au démarrage, mais il a aussi le plus souvent une valeur très petite, suffisante malgré cela pour entraîner le moteur à vide.
- La formule (i) montre encore que si l’on fait varier, en même temps que la vitesse, la résistance p de manière que la relation (2) soit satis-
- faite, le couple est constant et égal à - A2,
- c’est-à-dire à la valeur maxima qu’il pourrait atteindre si l’on ne changeait pas la résistance.
- On a dit quelquefois que la vitesse correspondant au maximum du couple est très voisine du démarrage. Elle peut être très voisine du démarrage ou très voisine du synchronisme ; on
- --WWVWWWWWWV\X/W
- Moteur
- + Source
- Fig- 1
- A, anneau en expérience. — r I, résistance égale à E. — A, Aî( ampèremètre.
- peut même faire qu’au démarrage le couple soit maximum; seulement ce sera, la plupart du temps, au détriment de la puissance spécifique. Pour que le couple soit maximum au démar-
- rage, il suffit que la condition p = 2
- A
- soit remplie pour ü=o. Nous verrons plus loin comment cette condition ne serait remplie qu’au détriment de la puissance spécifique et du rendement, à cause de la grandeur de la self-induction.
- Pour réduire cette self-induction, on a dans certains cas composé l’induit de beaucoup de spires en quantité, mais en même temps la résistance s’est trouvée réduite dans la même proportion et le rapport de la insistance à l’in-ductahce au démarrage est resté le même. Il n’y a donc rien à faire avec cet artifice, et si l’on veut
- avoir une grande utilisation spécifique de l'induit, il faut éloigner le couple maximum du démarrage ; c’est donc bien pour accroître le couple au démarrage que l’on introduit des résistances dans l’induit, dans quelques types de machines à champ tournant, quoique l’on ait voulu faire croire que c’est uniquement pour éviter un échauffement dangereux.
- Comme le montre la formule (1), le couple croît d’abord avec la vitesse, puis décroît ; c’est dans cette seconde partie de sa variation que la machine doit être utilisée pour être en équilibre stable (fig. 4).
- Le rendement électrique est facile à calculer, puisque l’on connaît les intensités et les résistances de tous les circuits. Il est _ l*2
- 7I«Û “
- A
- R étant la résistance de chaque circuit fixe. De même les auteurs ont encore évalué la force électromotrice nécessaire dans chacun des circuits fixes, le condensateur à intercaler dans l’un d’eux, pour pouvoir se servir de la même force électromotrice, l’influence du fer sur les résultats, etc.
- Cette théorie ainsi établie est, je crois, à l’épreuve de toute critique, et les expériences que nous avons eu l’occasion de faire, et que nous allons décrire, montrent qu’elle cadre entièrement avec les faits, si les expériences des auteurs ne l’avaient déjà montré suffisamment. Elles seront pourtant un complément à certains points de vue, notamment en ce qui concerne le sectionnement de l’induit et la self-induction.
- Pensant qu’il serait peut-être plus aisé de discerner ce qui se passe avec des courants continus qu’avec des courants alternatifs, nous avons fait tourner un induit de machine dans un champ constant et nous avons mesuré le travail absorbé par cet induit dans différentes conditions. Cet induit était un induit Gramme de machine à courant continu comprenant 60 sections avec collecteur; il était donc facile d’en faire un induit de machine à champ tournant ayant un nombre de sections compris entre 1 et 60.
- Cet induit était actionné dans le champ constant par une réceptrice préalablement essayée au frein et qui permettait ainsi par une
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- simple lecture de volts et d’ampères de se rendre compte du travail absorbé par l’induit en observation. Le montage était celui de la figure 1 ; la résistance r permettait de supprimer l’excitation de la machine en observation pour mesurer les frottements de cette machine.
- Les résultats de ces mesures sont consignés dans la figure 2.
- La courbe I est celle des frottements dus aux paliers. La courbe II donne la puissance absorbée par les frottements et l’hystérésis de l’induit, c’est-à-dire en excitant la machine, l’induit étant ouvert.
- La courbe III donne la puissance absorbée, par l’induit monté en machine à courant continu avec balais réunis par un court circuit.
- Tours /tar minute
- Fig. 2. — Puissances absorbées par l’induit. — I. à vide sans excitation ; II, à vide avec excitation ; 111, balai
- en court circuit ; IV, Induit divisé en Go sections, chacune en court circuit ; V, Induit divisé en 4 sections chacune en court circuit ; VI, Induit divisé en 2 sections chacune en court circuit.
- Cette courbe devrait être une parabole; elle en diffère un peu par suite de la réaction de l’induit, de la saturation du fer, de réchauffement des fils et de l’augmentation de résistance qui s’en est suivie. Il n’a pas été possible en outre d’aller au-delà de 5 à 600 tours, cet induit étant fait pour marcher normalement à 1200 tours ; à cette vitesse déjà l’intensité était trois ou quatre fois plus forte que l’intensité normale, et il fallait que les mesures fussent faites très rapidement, avec un temps de repos très grand après chacune.
- La courbe II donne la puissance absorbée par l’induit dont les Go sections étaient chacune en court circuit, ce qui avait été obtenu en enroulant et soudant du fil de cuivre sur le collecteur. On voit que cette courbe, au lieu de monter comme la précédente, s’infléchit vers
- 200-250 tours, à cause de la self-induction, ce qui prouve que la self-induction n’est pas du tout négligeable comme quelques-uns l’ont affirmé.
- La comparaison des courbes III et IV montre bien l’effet de destruction de la self-induction du collecteur. En réalité, la courbe III devrait toujours être supérieure à la courbe IV, et elle lui est un peu inférieure au commencement; cela tient à différentes causes, réaction de l’induit, résistance additionnelle due aux balais et contacts dans le premier cas, courants de Foucault produits par l’induit dans les inducteurs dans le second cas.
- La courbe V donne la puissance absorbée
- Tours p.ar minute
- Fig. 3. - Couples entre l’induit et les inducteurs. — I. Induit entre balais et court circuit ; II, Induit divisé en 60 sections chacune en court circuit; III, Induit divisé en 4 sections chacune en court circuit; IV, Induit divisé en 2 sections chacune en court circuit.
- par l’induit divisé en 4 sections, chacune de ces sections étant formée par la réunion en tension des i5 sections précédentes.
- Enfin, la courbe VI donne la puissance absorbée par l’induit divisé en 2 sections formées chacune de 3o sections de l’induit ordinaire en série.
- Si des quatre courbes III, IV, V, VI on retranche la courbe II, on aura les puissances en watts observées dans les différentes conditions, par l’induit, en dehors du frottement et de l’hystérésis et ces puissances divisées par les vitesses correspondantes donneront les couples en watts-minutes par tour ou mètres-kilogrammes correspondant aux différentes vitesses (un watt-minute par tour vaut à peu près 1 mètre-
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- kilogramme, 0,97 exactement). Ces couples sont représentés dans la figure 3.
- La courbe I est celle des couples correspondant à l’induit entre balais en court circuit. Sans les differentes causes que nous venons de voir, ce serait une droite. Les courbes II (60 sections), III (4 sections), IY (2 sections) en diffèrent totalement et montrent nettement l’influence de la self-induction par la présence d’un maximum, maximum correspondant à la relation r = u> l dont nous avons parlé plus haut et qui existe vers 200 tours par minute.
- Les différences existant entre les trois courbes montrent qu’il y a intérêt à sectionner l’induit en un certain nombre de sections, puisque le couple le plus fort est obtenu entre le champ et l’induit quand celui-ci est divisé en 60 sections chacune en court circuit. Elles montrent également que le maximum se déplace légèrement quand le fractionnement change ; mais ce déplacement est très faible, et cela confirme ce que nous avons dit plus haut relativement au
- T
- rapport —qui ne change sensiblement pas
- (O l
- quand on fait passer les spires du couplage en série ou couplage de quantité.
- Le léger déplacement existant montrerait que l’importance de la self-induction s’accroît légèrement quand on sectionne grandement l’induit, puisque le maximum se déplace vers la gauche, c'est-à-dire puisqu’il faut un plus petit w pour faire <o Z — r. "Le sectionnement en un grand nombre de bobines a été indiqué par différents auteurs comme devant diminuer la self-induction de chacune par suite de l’induction mutuelle des bobines les unes sur les autres. Ceci est discutable ; on voit en tout cas que si le sectionnement présente un avantage, ce n’est pas à ce point de vue.
- Puisqu’il est avantageux de prendre c.et induit à 60 sections, nous allons voir maintenant comment il se comporterait en le plaçant dans les inducteurs d’une machine à champ tournant.
- Supposons que le champ produit par ces inducteurs tourne à la vitesse de 1200 tours par minute. Il en résulte que lorsque l’induit sera immobile, le couple exercé sera le même que celui exercé lorsque le champ est immobile et l’induit tourne à 1200 tours, c’est-à-dire 1,25 m.k; le couple disponible sera donc i,25 m.k, moins
- o,55 m.k, qu’exigent les paliers, c’est-à-dire 0,7 m.k.
- De même, à une vitesse quelconque, 400 tours, par exemple, le champ tournera autour de l’induit avec une vitesse de 800tours par minute; il exercera donc un couple sur l’induit correspondant au couple qu’il exercerait sur lui s’il était fixe et que l’induit tourne à la vitesse de 800 tours, c’est-à-dire 1,7 m.k.; le couple disponible sera donc 1,7 — o,55 = i,i5 m.k.
- On peut ainsi tracer (fig. 4) la courbe des couples disponibles sur l’axe de l’induit à différentes vitesses avec un champ tournant à la vitesse de 1200 tours par minute. Nous avons
- Tours jiar rn.inu.te
- Fig. 4. — Induit précédent appliqué à une machine à champ tournant avec une vitesse de 1200 tours par minute. — I, Couple disponible sur l’arbre du moteur; II, puissance disponible sur l’arbre du moteur; III, puissance absorbée par l’induit (y compris frottement et hystérésis).
- joint à cette courbe celle de la puissance disponible et celle de la puissance absorbée par l’induit (perte ohmique, frottements, hystérésis).
- Ainsi qu’on le voit, le couple passe par un maximum correspondant à (1200— 200) = 1000 tours par minute, ainsique l’indique la théorie. Pour que le moteur soit en marche stable, il faut qu’il fonctionne entre 1000 et 1200 tours, et pour cela on doit lui opposer un couple inférieur à 3 m.k. De cette façon, à un ralentissement correspondra une augmentation d’effort moteur et à une augmentation de vitesse une diminution d’effort moteur.
- Nous avons pris pour le champ tournant la vitesse de 1200 tours par minute, mais nous aurions pu prendre n’importe quelle vitesse. Avec 1000 tours, pa* exemple, le couple dispo-
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- nible au démarrage aurait été de 0,95 m.k., l’axe oy était transporté en o'y' ; et le couple maximum anrait existé pour la vitesse de 800 tours au lieu de 1000. Mais la puissance disponible maxima au lieu d’être de 3ooo watts n’aurait été que de 2600 watts. De même, ainsi que nous l’avons dit en commençant, il serait possible d’utiliser cet induit en lui faisant donner le couple maximum au démarrage, mais pour cela le champ ne devrait faire que 200 tours par minute et la puissance maxima dtsponible ne serait que de e5o watts.
- Ce serait donc bien au détriment de la puissance spécifique et du rendement que l’on obtiendrait cet avantage, et s’il existe des machines industrielles démarrant avec le couple maximum, leur induit ne peut avoir qu’une faible puissance spécifique et un médiocre rendement.
- Paul Bouciierot.
- (A suivre)
- LE TRANSPORT D’ÉNERGIE ÉLECTRIQUE DE TIVOLI A ROME (*)
- Service électrique.
- A côté de chaque turbine, et directement accouplée avec elle, se trouve une dynamo. L’ensemble de ces machines est réparti avec beaucoup de symétrie. Sur le grand axe de la salle sont disposées les trois turbines de 5ochevaux et les 3 excitatrices. Chacun de ces groupes est placé entre deux grandes turbines de 35o chevaux, commandant 2 alternateurs. On a ainsi trois rangées parallèles de 3 turbines et 3 générateurs de courant, soit un total de 9 moteurs et 9 machines.
- De même qu’il nous a paru inutile de détailler les turbines Girard, bien connues aujourd’hui, nous croyons superflu de décrire les alternateurs électriques, très répandus déjà, nous bornant comme pour le matériel hydraulique à signaler les quelques particularités dignes d’attention
- que l’on peut rencontrer dans cette vaste installation.
- C’est la maison Ganz et C° de Budapest qui a fourni et fait installer par son représentant, M. Alker, tout le matériel des usines de Tivoli et de Rome.
- Les alternateurs sont du type Zipernowsky. Ils n’offrent rien d’extraordinaire, ou du moins qui ne soit connu. Ils ressemblent aux types courants, à cette différence près qu’ils donnent ici une différence de potentiel de plus de 5 000 volts exigeant des conditions particulières d’isolement, peu faciles à obtenir, malgré les précautions prises, dans une usine à moteurs hydrauliques.
- Ces machines sont du modèle A 7. Leurs constantes sont les suivantes :
- Nombre de tours par minute, à pleine charge, 170.
- Tension maxima correspondant à 170 tours, 5ioo volts.
- Intensité normale 42 ampères.
- Diamètre de l’inducteur mobile 2,20 m.
- Nombre des pôles 3o.
- Poids des machines 12000 kilog.
- Rendement g3,5 0/0. (
- Les machines excitatrices à courant direct sont à quatre pôles du type V P V, font 3y5 tours à la minute et développent i5o ampères à 180 volts de tension.
- Les conducteurs qui servent au transport de l’énergie pénètrent dans la salle des machines par des tranchées creusées sous le parquet. Il y a un caniveau par groupe de deux alternateurs et une excitatrice, soit 3 en tout, pour contenir les fils qui réunissent les machines au grand tableau de distribution.
- Chaque tranchée contient 12 conducteurs : quatre du courant primairede deux alternateurs distincts, quatre des courants correspondants d’excitation, deux de la dynamo excitatrice et deux autres du courant d’excitation de cette excitatrice.
- Ces fils sont minutieusement isolés : chacun d’eux est revêtu de six couches de caoutchouc et traverse une série de rondelles de porcelaine posées sur la tranche dans des gaines en bois; il est noyé en outre dans de la paraffine coulée dans ces gaines.
- Les bornes d’attache sont montées sur des disques séparés, en porcelaine, qui reposent sur deux planchettes, l’une en ébonite, l’autre en bois paraffiné.
- (') La Lumière Electrique du 7 octobre 1893, p. 7.
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
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- Tableau. — Le tableau de distribution des courants est formé d’un grand panneau en charpente long de 20,5o m. et haut de 3,80 m. placé sur un des grands côtés de la salle des machines.
- Il est écarté du mur de plus 0,60 m. de façon à permettre la surveillance et l’entretien des conducteurs qui passent derrière le panneau. On n’a placé sur la face antérieure du tableau que les conducteurs aboutissant aux appareils de
- Fig. 8
- mesure ou aux interrupteurs, c’est-à-dire les seuls conducteurs sur lesquels doit se porter l’attention de l'électricien pour l’exécution des manœuvres et le réglage des machines.
- Pour la commodité de l’étude, supposons le tableau divisé en quatre parties limitées par les lignes pointillées XX, YY, ZZ (fig. 10), en allant de la gauche vers la droite, et considérons séparément chacune de ces parties.
- Section 1. —A, B, G, sont trois commutateurs montés sur porcelaine, auxquels aboutissent les conducteurs des dynamos excitatrices. Ces fils
- se rattachent à des isolateurs à tubes représentés par de petits ronds placés au-dessous de trois ampèremètres a, b, c, de i5o ampères.
- On voit d’après la figure, que si l’on tourne à droite la manette du commutateur, on envoie le courant d’excitation sur les deux barres inférieures (représentées par un trait fort) qui conduisent le courant aux alternateurs, et que si on tourne la manette à gauche, le courant passe par les barres (dessinées en traits plus fins) qui sont reliées à un rhéostat en fil de fer.
- Ce rhéostat, qui peut supporter 200 ampères, est divisé en 20 sections correspondant à un égal nombre de touches. Ce clavier est in-
- Fig. 9
- diqué (fig. 10) à gauche des commutateurs. Entre ceux-ci, on voit deux voltmètres de 200 volts, V! V2, mis en dérivation le premier sur la ligne du rhéostat, ïe second sur celle de l’excitation. Au-dessous du clavier est placé un autre commutateur D, plus bas encore un rhéostat à main, et, plus à gauche, un régulateur automatique Blathy.
- Ces deux derniers appareils servent à maintenir le potentiel constant aux lampes destinées au service de la station, qui, alimentées par le courant direct des dynamos excitatrices, auraient sans cela, un potentiel variable. Le commutateur sert pour charger sur le rhéostat l’une quelconque des excitatrices ou celle qui travaille sur la ligne d’excitation des alternateurs et, au besoin, pour mettre deux excitatrices en série parallèle.
- Rappelons en passant, bien que l’appareil ne
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- soit pas inconnu, les dispositions du régulateur automatique Blathy, en raison de son emploi constant dans ce mode d’installation. Il comprend (fig. 8) un jeu de résistances, un électro creux et un noyau mobile.
- Le rhéostat est formé par des fils de fer tendus sur un châssis fixe A, en bois, se terminant par autant de pointes qui descendent en échelons (comme le montre la figure 9).
- Une dérivation du courant qui parcourt le
- rhéostat et qui, dans le cas sus-énoncé, est le courant du circuit d’excitation, traverse le solé-noïde fixe B dont le noyau en fer, équilibré par un flotteur, peut monter ou descendre. Gomme ce noyau porte à sa partie supérieure une cuvette à mercure (fig. 8 et 9), selon qu’il est plus ou moins attiré par le solénoïde, il met en court circuit par le mercure de la cuvette un nombre plus ou moins grand de pointes et de résistances. On s’explique facilement comment, une fois taré,
- Transport d’énergie électrique de Tivoli a Rome.
- F g. to. — Caniveau U : I, I et II, II, conducteurs primaires de 2 alterna eurs; A, A, conducteurs allant de la dynamo excitatrice A, au tableau; les conducteurs placés entre I et A amènent le courant d’excitation à l’alternateur I : ceux qui se trouvent à droite de II l’amènent à l’alternateur II; les fils placés entre A et A sont destinés à l’excitation de la dynamo excitatrice.
- Courant d’excitation : A, B, C, commutateurs auxquels aboutissent!respectivement les conducteurs des 3 dynamos excitatrices; a, b, c, ampèremètres respectifs; V, et Vs, voltmètres; D, commutateur pour mettre le courant d’excitation sur rhéostat T; O, automatique Blathy et r rhéostat à main pour régler le potentiel aux lampes de la
- l’automatique maintient dans les lampes de la station un potentiel constant.
- A la partie inférieure de la première section du tableau, on voit au-dessous de chaque commutateur A, B, C, des rhéostats à main 1\ r2 r3, respectivement traversés par le courant d’excitation pour les dynamos excitatrices. Ces dynamos sont excitées par une dérivation prise aux deux barres sur lesquelles elles lancent leur courant. Une prise faite en /près du commuta-
- teur A aboutit à une borne du rhéostat susmentionné; l’autre prise est faite sur la barre horizontale supérieure, au point g, c’est-à-dire en dehors de la première portion du tableau. En suivant le circuit, de ce point aux rhéostats rx r2 r3, on voit qu’entre ceux-ci et la prise g se trouvent disposés en série les châssis fixes de deux régulateurs automatiques SS'.
- Section 2. — On trouve dans cette section les deux régulateurs dont le rôle est de régler l’exci-
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- tation des excitatrices ou, comme on le dit habituellement, l'excitation de l’excitation. Leur construction est la même que celle de l'appareil déjà décrit, mais ils satisfont à des conditions très différentes. Dans ce régulateur, ce n’est plus un courant dérivé du châssis fixe qui sert à exciter le solénoïde imprimant au noyau mobile son mouvement ascendant ou descendant; c’est une dérivation du courant alternatif secondaire provenant des alternateurs.
- Ce courant secondaire qui traverse les bobines des deux automatiques est un courant alternatit égalisé. Sans insister maintenant sur le sens de cette expression, notons que l’emploi de deux automatiques est obligatoire en raison de ce que le réglage du courant d’excitation de l’excitation devant embrasser une échelle très étendue, un seul automatique n’eût pas suffi. Comme ce réglage doit être fait de façon à maintenir à la Porte Pie (station de transformation et de dis-
- Tableau de distribution des courants a la station centrale de Tivoli.
- Rhéostat en fila fCe fer-
- station; S S', régulateurs automatiques dont les châssis sont parcourus par courant direct et les solénoïdes par courant alternatif égalisé; V, voltmètre de Cardew qui en indique le potentiel.
- Courant primaire : Il et K, interrupteurs à mercure; N, ampèremètre ; C, commutateur; V, interrupteurs à fil fusible ; R, rhéostat d’excitation appartenant à l’alternateur II; ces appareils se répètent pour les 5 autres alternateurs I, III, IV, V, VI; E, transformateur égalisateur; A T, ampèremètres totaliseurs de 280 ampères; C,, C„ C3, C4, les 4 câbles de ligne; T S, T D, claviers des deux rhéostats de charge pour les alternateurs; R S et R D, voltmètres de Cardew en dérivation sur ces rhéostats; L, voltmètre de Cardew sur la ligne Tivoli-Rome ; I, indicateur de phases.
- tribution du courant) un potentiel constant, on peut dire qu’il faut régler le courant d’excitation des excitatrices suivant les variations du potentiel primaire des alternateurs à la station de Tivoli.
- Ce potentiel primaire, supposé transformé dans le rapport de 1 à 36, peut varier de io5 à 145 volts : l’excitation des excitations devra par conséquent subir des variations correspondantes. Pour donner ces variations, l’auto-
- matique de gauche fonctionne seul quand le potentiel alternant varie de io5 à 120 volts, celui de droite étant mis à part par le jeu de l’interrupteur S', et à son tourcelui de droite fonctionne seul, le premier étant mis hors circuit, par S, lorsque le potentiel varie de 120 à 145 volts.
- Le Cardew placé entre les deux automatiques dont les solénoïdes sont parcourus par le fcou-rant alternatif égalisé, peut, grâce au commutateur figuré au-dessous de lui, être mis en dériva-
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- tion sur l’un ou sur l'autre des solénoïdes pour en indiquer le potentiel.
- Section 3. —• Dans là section 3 du tableau, c’est-à-dire la partie comprise entre les lignes YY, ZZ, se trouvent réunis :
- En T S et T D, les rhéostats de charge des alternateurs, avec leurs claviers et les ampèremètres correspondants;
- En RS, L, RD, trois voltmètres de Cardew;
- En I un tableau de 4 à 6 lampes ;
- Et enfin divers commutateurs et un interrupteur à mercure placé entre les deux rhéostats.
- Les rhéostats sont divisés chacun en 16 sections : ils supportent à chaud 25 ampères. Ils peuvent être mis au besoin en série parallèle à l’aide de l’interrupteur à mercure. On reviendra sur leur rôle en parlant de la quatrième section du tableau.
- Les voltmètres de Cardew correspondent à trois transformateurs figurés plus haut, dont le rapport de transformation est de i/36 et qu’on appelle aussi les réducteurs parce qu’ils ne servent qu’à donner le potentiel réduit du courant alternatif qui parcourt soit la ligne, soit le rhéostat de droite, soit celui de gauche.
- Au-dessus de ces voltmètres sont trois commutateurs. Supposons leurs manettes verticales. Dans ce cas si le courant était envoyé tant sur la ligne que sur les deux rhéostats, le voltmètre L seul fonctionnerait, comme on le voit en suivant les connexions. Mais si les commutateurs des voltmètres R S, R D, étaient tournés à gauche, chacun d’eux donnerait alors le potentiel du courant du rhéostat de droite et de gauche. Si on les tournait au contraire à droite, les deux voltmètres précédents seraient en série parallèle avec le voltmètre L du transformateur appartenant au courant de ligne, ce qui permettrait de vérifier la graduation des trois instruments. En prenant les voltmètres latéraux, on voit un pôle du transformateur du courant de ligne en z2 24 et z2z3 et l’autre pôle en y.
- Le commutateur du Cardew L a pour but, quand il est tourné par exemple à gauche, de réunir, entre xq et x2 par l’intermédiaire du tableau I à 4 ou 6 lampes, un pôle du transformateur de gauche avec le pôle semblable de celui du milieu, les deux autres pôles de même nom étant déjà reliés, comme on l’a dit, par ^ z2. Une disposition analogue sert à mettre en parallèle deux alternateurs.
- Le petit tableau I est appelé indicateur de phases.
- Supposons qu’un alternateur envoie son courant sur la ligne et qu’un autre envoie le sien sur le rhéostat de gauche : au moyen des deux Cardew L et R S on pourra observer si les potentiels sont égaux, mais on ne verra s’ils marchent synchroniquement qu’au moyen du tableau de lampes I, aux extrémités duquel existera une différence de potentiel d’autant plus variable que les phases des deux alternateurs se trouveront plus éloignées l’une de l’autre.
- On a placé à droite un second indicateur de phases symétrique au précédent, pour le cas où le rhéostat de droite fonctionne : grâce au petit interrupteur dessiné au-dessous du Cardew L, on peut aussi mettre en série les deux indicateurs de phases.
- Sur le Cardew L et sur celui qui donne le potentiel égalisé sont placés en dérivation deux enregistx*eurs Mengarini ayant pour rôle non pas tant de mesurer le potentiel à un instant donné, que d’indiquer sur une bande de papier, l’un la régularité de la marche pendant les heures de service, l’autre les variations continuelles que subit le potentiel des alternateurs suivant la variation d’intensité du courant fourni. Comme les appareils figurant à l’extrême droite de la section Y Y, Z Z, se répètent sur la dernière partie du tableau, nous en parlerons en détaillant cette quatrième section.
- Section 4. — Le tableau porte d’abord 6 groupes d’appareils, semblablement disposés, désignés par les chiffres romains de I à VI. Considérons l’un quelconque de ces groupes, le n° II, par exemple.
- Il est formé d’un ampèremètre N, d’un commutateur C, d’interrupteurs à fil fusible v, d’un interrupteur à mercure H, K et d’un rhéostat R.
- Au-delà de cet ensemble, on voit en A T des ampèremètres totaliseurs, de 280 ampères, en E un transformateur égalisateur, en F un double commutateur et enfin en C, C2 C3 C.( les quatre câbles de ligne.
- Revenons au groupe n° II pris pour type. Au-dessous de N se trouvent deux petits ronds xx qui représentent les tuyaux d’adduction des conducteurs de l’alternateur n" II. L’un de ces fils s’arrête à la barre horizontale inférieure; le second, sur lequel est intercalé l’ampèremètre N, se rattache à la barre supérieure. Ces deux
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- barres qui portent les courants de nom contraire, se terminent par quatre tiges verticales à côté desquelles se trouvent deux autres couples de tringles également verticales : celles de droite se rattachent, à travers deux interrupteurs à fil fusible, aux deux barres MM, marquées d’un trait fort ; celles de gauche se relient, par l’intermédiaire d’un commutateur C monté sur porcelaine, aux barres m m, ou n n, selon que l’on tourne à droite ou à gauche les manettes du commutateur. La jonction entre les tiges verticales se fait au moyen d’interrupteurs à mercure tels que H ou K. Un interrupteur se compose d’une auge cubique en ébonite, à deux compartiments, contenant du mercure ; l’auge glisse entre deux guides et reçoit d’un simple levier, un mouvement ascendant ou descendant, de façon que lorsqu’elle est soulevée, elle met en court circuit les deux baguettes postérieures, dessinées en haut sur la figure et les deux extérieures dessinées au-dessous.
- La partie supérieure est fermée par un couvercle en ébonite dans lequel sont percés quatre trous qui donnent le passage aux tiges, et entre les trous antérieurs et les trous postérieurs se trouve une cloison en ébonite destinée à établir une séparation matérielle entre les pôles de nom contraire. Cette précaution est nécessaire avec des différences de potentiel de 5ooo volts.
- Quand les interrupteurs de droite, comme K, sont soulevés, le courant des alternateurs va sur les barres M M et de là se rend à travers les ampèremètres totaliseurs aux quatre conducteurs de la ligne allant de Tivoli à la Porte Pie. Dans la liaison des barres aux quatre conducteurs, sont intercalés des coupe-circuits fusibles, des ampèremètres et d’autres interrupteurs à mercure, de façon à permettre la lecture du nombre d’ampères transportés par chaque fil et à utiliser pour la transmission du courant deux des brins seulement, ou trois dont deux en parallèle, ou tous les quatre accouplés deux à deux, comme on s’en rend compte à la simple inspection de la partie Q du tableau.
- Si, au contraire, on tient soulevés les augets de gauche, comme, par exemple, l’auget H de l’alternateur II, le courant ira sur les barres mm ou n 11, selon que le commutateur C sera tourné à droite ou à gauche. Le courant alimentera dans l’un ou l’autre cas, les deux rhéostats spéciaux
- dont il a été parlé à la section 3. Au-dessous de chaque couple d’interrupteurs à mercure des six alternateurs, il y a un rhéostat à main qui sert à régler le courant d’excitation : ainsi, au-dessous du groupe II, par exemple, on voit le rhéostat en dérivation sur la ligne du courant d’excitation en d d, dont les fils vont, comme le montre la figure, rejoindre l’alternateur II en passant par le caniveau n" i.
- Notons, pour compléter la description de l’extrême droite du tableau, que le conducteur supérieur de la ligne qui recueille le courant de tous les alternateurs traverse avant d’arriver aux interrupteurs placés entre la ligne intérieure et la ligne extérieure, un transformateur E, situé sur le haut du tableau et appelé égalisateur. Ce transformateur, qui est parcouru par tout le courant alternatif lancé sur la ligne Tivoli-Rome, a un rapport de transformation i/i et prend une faible différence de potentiel.
- Sans suivre pour l’instant sur le tableau le parcours des conducteurs secondaires de ce transformateur, parlons de son rôle.
- Dans les stations électriques qui alimentent un réseau de distribution à grande distance, il faut régler le potentiel de la dynamo de façon à avoir un potentiel constant au point de jonction entre les feeders et le réseau, quel que soit le courant dépensé dans celui-ci.
- Une méthode consiste, par exemple, à ramener à la station génératrice le potentiel de la jonction, à l’aide de deux petits fils séparés et à régler à la main selon cette indication, l’excitation de la dynamo.
- La maison Ganz possède un système automatique de réglage qui permet de maintenir à la Porte Pie un potentiel constant, quelle que soit la charge utilisée à Rome. Le schéma figure io montre le principe de ce système dans sa plus grande simplicité.
- Supposons que aa, b b soient les conducteurs sur lesquels est lancé le courant alternatif produit et que les consommateurs se trouvent très éloignés de la station centrale, de sorte qu’il y ait sur la ligne une chute de potentiel considérable. A la station centrale, on met en dérivation sur la ligne primaire un transformateur T auquel on donne, si la tension du courant engendré varie de 3 8oo à 5 ioo volts, un rapport de transformation de i/36 pour obtenir sur le secondaire io5 à 140 volts. On met en série sur une
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- ligne un second transformateur E ayant un rapport de transformation i/i et dont le secondaire est fermé par une résistance R proportionnelle à la résistance de la ligne qui relie la station au réseau. Une extrémité du secondaire du transformateur T se rattache au solénoïde d’un rhéostat automatique A et de là à une résistance additionnelle r pour se relier ensuite en n à la résistance R et au transformateur E. L’autre extrémité du secondaire de T s’unit directement en m avec R et E. On a ainsi un circuit secondaire, composé du secondaire du transformateur T, du solénoïde de l’automatique A, d’une
- Fig. il.
- résistance additionnelle r et du secondaire du transformateur E lequel, à son tour, a en dérivation sur ses pôles une résistance R proportionnelle à celle de la ligne.
- Notons en outre que le châssis fixe de l’automatique n’a aucun contact avec le circuit précédent parcouru par le courant alterné et qu’il est parcouru par le courant direct servant à exciter les dynamos excitatrices. Cela dit, supposons que le circuit secondaire du transformateur E agisse comme simple résistance sans être le siçge d’une force électromotrice propre. Dans ce cas, si le réglage des machines est fait de manière à donner un potentiel constant à l’extrémité de la ligne, le potentiel à la station indiqué par le CardewC, devra varier et être d’autant plus élevé que l’intensité de courant est
- plus grande. En maintenant le potentiel constant à la station, on l’obtiendrait variable dans le réseau de distribution.
- Si donc il était possible de placer dans le circuit secondaire du transformateur T une force contre-électromotrice qui variât dans le même rapport que la perte de charge de la ligne avec l’intensité du courant envoyé, le voltmètre C placé à la station indiquerait la différence de potentiel constante que l’on veut maintenir au point de jonction de la ligne et du réseau. Ainsi en obligeant, dans cette hypothèse de la force contre-électromotrice, le voltmètre G à indiquer constamment une différence de potentiel donnée, en tarant convenablement l’automatique A qui fait augmenter ou diminuer le courant d’excitation de l’excitation des alternateurs, on aurait constamment cette différence de potentiel à l’extrémité du conducteur, quels que fussent les volts dépensés sur la ligne.
- Le transformateur E, disposé comme on l’a dit plus haut (fig. u) a pour but* comme l’indiquent les flèches de cette figure, de provoquer la force contre-électromotrice variable recherchée. Ce transformateur, placé dans la station, a donc pour rôle d'égaliser la différence de potentiel engendrée et transformée par le transformateur T, à cette différence de potentiel secondaire qui doit exister aux extrémités du réseau de distribution : d’où le nom d'égaliseur ou égalisateur et de courant égalisé pour ce courant qui traverse le Cardew G et le solénoïde de l’automatique A.
- Dans le tableau de la station électrique de Tivoli, ce système de régulation électrique est rendu un peu plus compliqué par le fait déjà signalé, qu’au lieu d’un seul il y a deux automatiques en série, servant à régler le courant d’excitation des dynamos excitatrices. Un schéma spécial (fig. 12) représente les circuits du tableau qui se rapportent à cette disposition. Soit E l’égaliseur, entre les pôles secondaires a et b duquel sont intercalés une résistance à fils de fer R et un rhéostat à main r. L’extrémité b est mise en communication avec un pôle secondaire du transformateur T et le pôle semblable de Tt. L’autre pôle du transformateur T se rattache par le solénoïde de l’automatique A à l’extrémité a de l’égaliseur, auquel aboutit aussi l’autre pôle de Tj par l’intermédiaire de l’auto-, matique B.
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- Il est facile, en s’aidant de ce schéma, de retrouver sur la figure io le tracé de cette disposition identique à celle que représente la figure il portant un seul automatique au lieu de deux. Il faut noter pourtant que, en partant de l’égaliseur E, la résistance R peut être scindée en trois parties, grâce au commutateur F, de façon à pouvoir en employer deux parties, ou trois dont deux en parallèle, ou toutes les parties en parallèle deux à deux, selon le nombre de fils de la ligne qui fonctionnent. Quant au rhéostat à main r dont il est question, il est placé dans la portion du tableau comprise entre les lignes Y Y, Z Z. D’après ceci, on conçoit aisément la
- manœuvre à faire pour mettre deux alternateurs en série parallèle.
- Supposons que l’alternateur II fonctionne sur la ligne, l’interrupteur K étant soulevé, et que l’on veuille mettre l’alternateur I en parallèle avec lui. On charge cet alternateur sur le rhéostat de gauche, par exemple, de façon à obtenir la même charge que l’alternateur n° II et on le porte au même potentiel en agissant sur son excitation. Mettant en service l’indicateur de phases de gauche, on saisit le moment où les phases sont égales et l’on soulève l’interrupteur H après avoir tourné à gauche la manette correspondante. Alors les deux alternateurs se
- Fig. 12.
- trouvent en parallèle sur la ligne et sur le rhéostat. Pour les mettre tous les deux en ligne, il suffit d’élever l’interrupteur de ligne de l’alternateur I, et d’abaisser ensuite tous les autres qui communiquent le courant au rhéostat local.
- Assurément les manœuvres que l’on exécute à la station centrale pour satisfaire à toutes les nécessités du service sont multiples, mais en s’aidant des détails qui précèdent on peut résoudre toutes les difficultés qui se présentent.
- LIGNE
- Parler de la ligne de Tivoli au point de vue du tracé, c’est faire le tableau de la Campagne romaine avec son fleuve aux eaux jaunâtres, ses
- voies militaires foulées par les légions, ses aqueducs croulants, ses tombeaux et ses ruines classiques sur lesquelles le passant se repose un instant sous l’empire de l’indéfinissable impression de tristesse qui monte le soir de ce grand ossuaire aux horizons infinis, dans lequel se confondent les poussières des peuples. A voir les conducteurs fuyant à travers des champs mornes peuplés de buffles aux larges cornes, vautrés dans la fange et qui paraissent les gardiens farouches des poteaux, on a la vague sensation d’une ligne saharienne ou australienne s’enfonçant dans le désert, sensation que dissipe à peine quelque groupe d’hommes des champs rappelant les moissonneurs de Léopold Robert. Comme pour mettre en harmonie parfaite avec ce milieu désolé tout le matériel élec-
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- trique (et cette préoccupation d’artiste nous a paru se dégager du traité du Dr Banti sur la ligne de Tivoli) les ingénieurs italiens ont remplacé les poteaux de clair sapin et les isolateurs de porcelaine blanche par des poutres en fer avec supports en porcelaine bistre, qu’on dirait jaunis par la fumée et sur lesquels courent les gros conducteurs aux reflets fauves. Aux deux extrémités seulement du réseau, cette uniformité de teintes et de plans fait place d’un côté au panorama de Tivoli se relevant brusquement de 200 mètres, appuyé à un groupe de collines qui atteint presque sans transition une hauteur de 612 mètres au Mont Sterparo; de l’autre aux murailles de Rome.
- Le tracé que porte la carte ci-après, se trouvait tout indiqué par cette circonstance particulière qu’un autre genre de canalisation, la conduite hydraulique d’eau Marcia, réunissait déjà Tivoli à Rome en coupant la campagne romaine. Les deux tracés des lignes électrique et hydraulique se confondent presque constamment. Les conducteurs ont une longueur de 24,858 km.
- Leur parcours est tracé sur le plan de la page suivante (fig. 14).
- La station de Tivoli est indiquée par un petit rectangle S d’où part la ligne. Celle-ci descend presque à pic de la colline Tiburtine, traverse l’Anio qui, comme il est dit plus haut, court au-dessous de la station électrique avec une différence de niveau de 5o mètres , remonte une colline et passe à travers une pittoresque plantation d’oliviers jusqu’à sa rencontre avec la conduite de l’eau Marcia.
- Les deux canalisations s’en vont alors côte à côte vers Rome jusqu’à quelques kilomètres avant Ponte-Mammolo.
- La ligne de lumière coupe une première fois en A le chemin de fer de Rome-Sulmona et le réseau télégraphique de l’Etat. Les deux poteaux, qui flanquent les rails de part et d’autre, ont été surélevés de telle sorte que le fil le plus bas est à 9,5o m. du sol. Ils supportent un filet métallique qui, en cas de rupture éventuelle des conducteurs, empêcherait leur chute sur le sol. La ligne télégraphique a été en outre placée souterrainement pour prévenir tout danger.
- Un peu plus près de Rome, en B, la ligne passe de la droite à la gauche de la voie Tiburtine et la cotoie constamment jusqu’à proximité de Ponte-Mammolo, où elle abandonne, en D,
- la conduite de l’eau Marcia, pour suivre un chemin plus direct vers Rome. Aux deux passages de la voie Tiburtine, les poteaux ont été .surélevés et soutiennent un filet métallique, comme au croisement de la voie ferrée. A Ponte-Mammolo, la ligne traverse de nouveau, en E, l’Anio sur lequel on a jeté une passerelle en fer de 32 mètres d’ouverture pour rendre possible le service de surveillance et, trois kilomètres plus loin, elle traverse de nouveau, en F, la voie du chemin de fer, à la station de Portonaccio. Ensuite, la ligne franchit une petite colline et arrive tout d’un coup à la station de la porte Pie.
- Fig\ i3. — Vue de la maisonnette du service électrique aux « Gapannacce ».
- A la demi-distance environ de Tivoli à Rome au point dit « Les Gapannacce » (v. le plan), on a construit une maisonnette G dont la figure 12 montre l’ensemble.
- Elle a plusieurs destinations. Elle sert d’habitation aux gardes-ligne, de dépôt pour le matériel de rechange, de point de communication entre les deux stations extrêmes et le personnel de surveillance, et enfin de point de coupures et de poste pour les mesures électriques.
- Gette maisonnette a, d’un côté, la forme d’une tour : dans la pièce la plus élevée arrivent par des trous pratiqués dans les glaces d’une fenêtre spéciale F, les conducteurs du poteau voisin qui forme tête de ligne, soit vers Tivoli, soit vers Rome. Il entre donc dans cette pièce huit fils qui à l’intérieur sont réunis deux à deux par
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- des interrupteurs à mercure semblables à ceux que l’on a décrits en parlant de la station de Tivoli.
- A la partie inférieure de cette fenêtre sortent, par quatre isolateurs à tube, quatre fils TT qui suivent le mur extérieur de la maisonnette et vont à la terre.
- Ces fils sont reliés respectivement à quatre dèchargeurs ou parafoudres qui sont intercalés 9Ur les quatre conducteurs. Un déchargeur se compose de neuf petits cylindres en ébonite, verticaux, recouverts de manchons de zinc séparés par un intervalle d’un millimètre environ. Les manchons extrêmes communiquent l’un avec la terre, l’autre avec la ligne : tous
- sont serrés ensemble par deux lames d’ébonite et ces manchons sont enfermés dans une simple boîte. Toute décharge atmosphérique provenant de la ligne passe d’un cylindre à un autre et s’écoule silencieusement à la terre. Les fils de terre des parafoudres pénètrent, sans les toucher, dans des tuyaux de fonte P remplis de sable baigné constamment par un petit jet d’eau.
- Dans la même pièce sont placés les instruments pour la mesure des isolements, des pertes à la terre, etc., et de tout dégât électrique; dans la pièce inférieure se trouvent les appareils de communication, téléphones, appareils télégraphique Morse et un appareil imprimant non synchronique (léléprint).
- _ Ligne électrique
- ___Conduite de f'fiquaMarcra qui suit
- presçuepartout fa. ligne électrique. Kilomètres
- .Marcelli
- Fig. 14. — Tracé de la ligne.
- Le poteau d’arrêt situé près de la maisonnette des Capannacce (fig. i3) porte un plus grand nombre d’isolateurs que les autres poteaux. Néanmoins son. ossature est la même. La figure i5 représente un des poteaux, de face et de profil. On en a esquissé les parties les plus importantes. Il est formé de deux fers à double T, hauts de 9 mètres, de 2180 mm2 de section, avec un écartement de 0,16 mm. obtenu par interposition de bobines en fonte, de forme parabolique, traversées par des boulons. A leur partie inférieure, les fers sont boulonnés avec un patin G en fonte et sont enfoncés à deux mètres environ de profondeur dans une coulée de ciment.
- Nous formulerons ici une critique sur ce mode de plantation des appuis, sinon sur leur nature. Dans le service télégraphique français il fut procédé, il y a une quinzaine d’années, à
- des essais comparatifs sur la durée d’appuis en sapin et en mélèze, semblables et pareillement injectés au sulfate de cuivre. Ces recherches furent poursuivies méthodiquement par M. Sa-lomez, inspecteur des télégraphes, qui procéda comme il suit : des poteaux furent implantés dans des embases différentes : les uns dans le roc, avec coulée déciment; les seconds dans des terrains riches en argile; les autres dans des terrains mixtes, le pied du poteau étant, dans ce dernier cas, enveloppé pour ainsi dire, d’une gaine de drainage formée de sable, gravier et cailloux menus. Trois ans environ après la plantation, on pratiqua l’extraction des arbres. Les brins à gaine étanche en ciment étaient absolument pourris. En entourant les tronçons d’épreuve avec les mains et en opérant une pression modérée, on imprimait les doigts dans la masse spongieuse noire ou verte, véritable
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- colonie de champignons; les brins à gaine argileuse n’étaient qu’imparfaitement attaqués, les parties saines alternant avec les parties molles : la résistance à l’écrasement était grande. Quant
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- Fig. i5.
- aux brins habilement drainés, ils étaient sains, durs, et ne présentaient pas cette coloration brune spéciale du poteau mal injecté qui commence à pourrir. M. Salomez fut amené à reconnaître, au cours de ses recherches, que sous l’effort combiné des trépidations du sol près des voies ferrées, du vent qui frappe les appuis, du
- tirage des fils en tête des poteaux, les brins de sapin ou de mélèze oscillaient malgré tout, créant de façon presque insensible un espace annulaire entre le cylindre de bois et sa gaine de ciment, espace dans lequel l’eau pénètre pour ne plus en sortir, en raison de l’étanchéité de cette gaine. D’où la pourriture à courte échéance. Dans les terrains gras, l’effet est moindre : il devient nul dans un sol bien draîné. Supposons des appuis en fer et nous verrons l’oxydation jouer dans les mêmes conditions le rôle néfaste des colonies cryptogamiques avec les appuis en bois. Il arrivera que les rails rongés de rouille se briseront comme un sapin pourri. Le danger ne sera pas grand, dans un lieu comme la Campagne de Rome, si le courant ne foudroie que quelque buffle sauvage. Mais il y aura danger sérieux dans des centres populeux. La question vaut la peine d’être étudiée de près.
- P. Marcillac.
- (A suivre).
- L’ELECTRICITÉ
- A L’EXPOSITION DU PROGRÈS
- Organisée au palais des Champs-Elysées par M. Muzet, vicè-présiderit du Conseil municipal, l’Exposition du Progrès a pour but de présenter, dans un cadre plus restreint que lès expositions universelles, un tableau facile à comprendre, de la marche ascendante des Arts et de l’Industrie. Dans les différentes sections qui la composent, on peut dire qu’elle justifie vaillamment son nom, car partout l’on rencontre de brillantes innovations. Mais sans être injuste vis-à:vis des efforts faits par les exposants des autres sections, nous pouvons dire que nulle part le progrès n’est plus apparent que dans les industries qui dépendent de l’électricité.
- 11 faut dire que cet heureux résultat tient en partie à l’installation récente du secteur des Champs-Elysées, qui fournit au palais le courant alternatif produit à l’usine de Levallois-Perret, c’est-à-dire à une distance d’environ 6 kilomètres.
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- Grâce à cette-heureuse coïncidence, l’on a sous les yeux les types les plus intéressants des moteurs à courants alternatifs, dont on a tant parlé'depuis ces dernières années, et que presque personne' n’a encore vu fonctionner à Paris, Actuellèment le public n’est plus obligé de se contenter des descriptions plus ou moins complètes qu’on lisait des démonstrations faites à l’Exposition de Chicago.
- Au premier étage, où nous avons été attiré par l’ouvérture de la section orientale organisée par M. Marye, l’électricité n’est que très médiocrement représentée.
- . Comme éclairage nous n’avons vu que des lampes à pétrole employées dans les vitrines de plusieurs parfumeurs et de quelques autres industriels.
- . Nous avons vainement cherché, même dans la section coloniale, les indications sur le caoutchouc et la gutta-percha, ou leurs succédanés. Ces renseignements seraient certainement plus utiles à la cause du progrès que l’exposition du grand fétiche, hideux objet d’art infernal arraché aux charniers d’Abomey. Il n’y aurait qu’à prendre quelques échantillons dans les collections du ministère de la marine et d’y joindre les inscriptions et les indications nécessaires.
- Dans une salle dudeva.nt, nous voyons de très jolis spécimens des travaux exécutés à l’école industrielle de Saumur, à celle de Versailles, etc. Les élèves font preuve d’une véritable aptitude pour l’exécution de travaux délicats. Nous nous demandons pourquoi les directeurs de ces excellentes institutions ne tournent pas leur attention sur les ressources que les applications de l’électricité procureraient incontestablement à leurs élèves.
- Nous ferons une réflexion analogue à propos de très belles vitrines renfermant des règles à calcul. Ne serait-il pas utile d’en construire à l’usage des électriciens, surtout à cause du diviseur —que l’on a introduit dans les calculs 9.81 ^
- pour évaluer les unités électriques en unités absolues?
- M. Blum de Lamotte a exposé dans une salle voisine de la section orientale une lampe à incandescence pour l’éclairage électrique des galeries principales d’une exploitation minière. L’auteur admet qu’il faut répartir 200 lampes du modèle qu’il met sous les yeux du public pour
- éclairer un développement linéaire de 8000 mètres, ce qui suppose 16000 mètres de galeries d’extraction.
- Les lampes que présente cet inventeur sont alimentées par un courant que l’on engendre au moyen d’une dynamo Edison, à laquelle la vapeur est fournie par la chaleur perdue. Dans ces conditions l’éclairage électrique ne coûtera que l’intérêt des frais d’installation évalué par l’auteur à la suite d’un devis très bien étudié, à 52000 francs. La dépense normale réduite à l'entretien et à l’amortissement des frais d’acquisition serait donc au-dessous de 10000 francs.
- Il serait à désirer que l’auteur, qui paraît un très habile ingénieur et un financier distingué, eût joint à son intéressant travail le compte d’une exploitation fictive, le surcroît de rendement résultant d’un mèilleur éclairage des voies de communication, et le prix de l’éclairage actuel. En outre il aurait pu y joindre une statistique des accidents résultant des explosions de grisou que son système a pour but d’éviter.: • ‘
- La lampe est très simple, très robuste, admirablement protégée contre tous les accidents ; elle est pourvue d’un fil flexible, renfermant les deux rhéophorès parfaitement isolés. Le mode de suspension au plafond est également très bien étudié. La disposition de tous les organes accessoires., tels que coupe-circuits automatiques, dans des boîtes, remplies d’huile lourde est également bien comprise.
- La Sociétéitopographique de France a fait une belle exposition qui remplit deux vastes salles contiguës à celle de la photographie, où nous n’avons pas vu d’appareils électriques, l’éclair du magnésium ayant à ce qu’il paraît une ten» dance à remplacer l’éclair électrique, à tort nous le supposons. Ici nous rencontrons partout des applications qui rentrent dans notre spécialité.
- Dans la salle rétrospective nous trouvons les cartes en usage avant et après la découverte de l’Amérique,, et dont Christophe Colomb s’est servi, comme nous l’avons rappelé. On y voit les lignes dont les marins se servaient alors qu’ils naviguaient à la boussole, méthode qui n’a été abandonnée que pour celles dans lesquelles on emploie les méridiens et les parallèles et qui sont basées uniquement sûr les observations astronomiques.
- . On se rappelle, en effet, que les méridiens magnétiques ne coïncident pas avec les méri-
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- diens astronomiques; la déclinaison est tantôt à l’est, tantôt à l’ouest du méridien vrai. C’est la constatation de ce fait qui jeta un si grand trouble parmi les équipages que Colomb conduisit à la découverte de l’Amérique.
- Dans la salle moderne se trouvent en trop petit nombre peut-être les boussoles dont se servent les topographes pour le lever des plans. A la place d’honneur, au sommet d’une colonne, nous voyons un magnifique tour d’horizon obtenu par la photographie à l’aide du système Triboulet. Ce système est appliqué, comme nous l’avons rapporté il y a quelques années, à la partie inférieure d’un ballon captif auquel une sorte de lanterne photographique est attachée par une suspension à la Cardan.
- Comme nous l’avons déjà indiqué à nos lecteurs, le déclenchement des huit objectifs qui constituent la lanterne est obtenu instantanément à l’aide d’un courant électrique.
- L’opérateur peut profiter d’un moment où le ballon est en repos. L’action des aimants s’exerçant presque au contact, on peut s’arranger pour que les panneaux ne cèdent jamais à l’action des mouvements du ballon, quelque violents qu’ils soient, et que l’ouverture n’ait lieu qu’au moment choisi par l’opérateur. L’appareil est donc, malgré la puissance qu’on peut lui donner, susceptible d’agir avec beaucoup de précision.
- Un système analogue ne pourrak-il point être employé au sommet de l’observatoire du Mont Blanc pour prendre des tours d’horizon les jours où l’air a la transparence inouïe que M. Janssen a eu déjà l’occasion de remarquer?
- Il nous paraît difficile de ne pas songer à cette application de l’électricité à la photographie, en voyant à côté de l’appareil Triboulet la photographie du Mont Blanc et de l’observatoire Janssen, qui s’élève actuellement au sommet.
- Mais au rez-de-chaussée du palais l’on n’a pas besoin, même en plein midi, de chercher longtemps avant de se trouver en présence des plus brillants effets de l’électricité. Dès les premiers pas que l’on fait dans le couloir qüi fait face à l’entrée des Champs-Elysées et conduit dans la grande nef, on aperçoit deux très remarquables éclairages électriques. A droite se trouvent un nombre considérable de petits lustres de forme bizarre et gracieuse parfaitement appropriés à l’exposition orientale de
- ! M. Zachiri, de l’avenue de l’Opéra. Ces effet, font admirablement comprendre la,faveur avec laquelle la lumière électrique a été accueillie dans tous les harems de l’Orient, où l’on n’a pas craint d’employer cette invention des Francs.
- A gauche, en face de l’éclairage oriental, sont disposés avec beaucoup de goût et une régularité sévère deux lustres faisant admirablement valoir les cachemires et les étoffes précieuses de la maison Dehens de la rue Saint-Marc.
- Ces deux éclairages, qui à eux deux emploient certainement plüs de cent lampes à incandescence de seize bougies sont fournis par le secteur des Champs-Elysées comme la plupart, sinon tous les éclairages de la grande nef. Le nombre de cesderniers va en augmentant chaque jour; nous n’entreprendrons donc point d’en faire un tableau, qui ne serait plus exact au moment où il arriverait entre les mains de nos lecteurs.
- Nous citerons seulement à cause de son originalité un kiosque ravissant, celui des rideaux de verre, qu’un joli lustre d’un petit nombre de lampes éclaire à merveille. Ces rideaux sont formés d’une série de longues bandes composées de pièces de verre rectangulaires de couleurs différentes, entourées chacune d’un petit cadre en métal argenté, et articulées.
- A peu de distance du kiosque des rideaux de verre se trouve l’exposition des pianos électriques de M. Alphonse Magnier. Cet emploi de la puissance mécanique de l’électricité est fort heureux, car les touches, qui paraissent se mouvoir sous les doigts invisibles d’esprits mélomanes, fonctionnent avec une remarquable précision, que l’on n’obtient pas avec les anciens procédés automatiques.
- Il est infiniment supérieur à la meilleure boîte à musique. Malheureusement les sons du piano électrique ne peuvent avoir le brio et la délicatesse que les artistes savent imprimer à ceux qu’ils tirent de la moindre épinette.
- Le piano électrique possède il est vrai cet avantage incontestable qu’il ne se fatigue pas, lorsque la source du mouvement est empruntée au secteur, ou à l’installation qui fournit l’éclairage du salon où l’on donne une soirée dansante.
- Parmi les appareils intéressants nous citerons la machine destinée par M. Genteur aux sections de vote. Cet ingénieux instrument est des-, tine à faire automatiquement le dépouillement
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- au fur et à mesure que les votants exercent leur droit. Suivant que l’on cache ou non les inscriptions, il convient au vote secret ou au vote public. Il permet même, tout en conservant le secret individuel du vote à chacun de ceux qui s’en servent de voir la marche du scrutin auquel ils prennent part.
- L’électeur monte sur une planche horizontale servant de battant. Il se trouve en présence d’autant de boutons qu’il y a de candidats inscrits. Le poids de son corps a produit un déclenchement à la suite duquel il peut inscrire un vote, n’importe lequel, mais un seul. Il appuie le doigt sur le bouton du candidat qu’il a choisi et descend pour faire place à un autre votant. L’appareil est si robuste et si peu susceptible de dérangement qu’il est abandonné au public avec invitation d’en faire usage, ce que font nombre de visiteurs.
- L’enregistrement est sous les pieds de l’électeur, qui ne peut voir marcher l’appareil, et ne sait pas même s’il a marché. Il faudrait qu’un compteur indiquât au président que le vote est enregistré, mais sans en faire connaître la nature. Au point de vue électrique, le succès est parfait, mais le problème est compliqué par des questions politiques dont nous ne pouvons nous occuper.
- Les lampes qui éclairent le piano électrique sont du système de la Société des lampes françaises. L’énergie nécessaire est empruntée à une installation composée de la machine à vapeur Willans et de la dynamo à quatre pôles Thury.
- L’ensemble de cette installation est très compact et marche avec une grande régularité. La force employée est de 24 chevaux; l’installation produit normalement le courant sous la pression constante de 110 volts, qui alimente les lampes de la Société des lampes françaises. On se trouve en présence d’une installation complète, comme il en existe un nombre considérable, car on évalue à 5ooo le nombre des stations centrales ainsi équipées, tant en Angleterre qu’en France, et à 80000 chevaux leur effectif en force motrice. La station centrale que l’on a devant les yeux entretient 3oo incandescences de 16 bougies ou leur équivalent en lampes à arc.
- Les manipulations tant électriques que dynamiques sont très simples et toutes les instructions sont concentrées dans un tableau que
- peut comprendre tout ouvrier intelligent et qui est accroché dans la salle des machines. Une instruction moins rudimentaire, mais toujours essentiellement simple, est donnée aux clients, car la compréhension de l’électricité, quand on la réduit à ses éléments essentiels, est de la plus grande facilité. Les théories abstraites dans lesquelles les physiciens ont dépensé tant de génie n’ayant pas encore permis de calculer tous les effets, on s’en tient la plupart du temps à des formules empiriques dont la précision augmente journellement et dont l’usage ne demande presque jamais la possession de notions transcendantes.
- En face delà petite usine Willans-Thury s’en trouve une autre qui pourrait produire des effets plus puissants. S’il était nécessaire d’éclairer les nombreuses salles de l’exposition orientale, ou même toute la grande nef pour donner des représentations du soir, l’on n’aurait qu’à placer des fils. Ce fait suffit pour faire juger du progrès accompli depuis 1881, où le Palais de l’Industrie a donné l’impulsion à toute l’électricité du monde !
- - La grande usine de Grenelle, qui est le chef-lieu et le berceau des anciens établissements Cail, ne s’occupe d’électricité que depuis l’année 1890. Mais depuis cette époque, grâce à la direction de M. Bourdet, ancien élève de l’École centrale, cette lacune a été comblée. Actuellement la Société Cail fabrique tout le matériel de distribution et d’emploi des courants alternatifs. L’ingénieur en chef de ce nouveau service est M. Helmer, ex-ingénieur de la Société alsacienne de Belfort.
- Le public a sous les yeux un alternateur à flux renversé, dans lequel l’induit est fixe et l’inducteur mobile, et qui est susceptible de donner 10 000 watts. Le courant engendré est utilisé à allumer un nombre respectable de lampes à incandescence, des lampes à arc et à la simulation d’un transport de force.
- Un compteur rotatif d’énergie alimenté par le courant de la machine Cail fonctionne à distance dans le voisinage de la dégustation.
- L’induit fixe et l’inducteur mobile comprennent le même nombre de bobines à noyau de fer, constitué à l’aide de tôles de 35 millimètres d'épaisseur séparées par du papier et pliées de façon à obtenir des demi-novaux en U. Les premières sont boulonnées à l’intérieur d’une cou-
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- ronne circulaire formée par deux circonférences entretoisées. Au milieu de planchettes d’un métal peu magnétique, elles sont fixées par des écrous isolés.
- Les secondes sont attachées d’une façon inébranlable à la périphérie d’un tambour composé de deux plaques identiques clavetées sur l’arbre et que l’on peut rapprocher à l’aide du serrage des écrous. Les noyaux sont formés, de même que ceux de l’induit, de manière à réduire au minimum l’action des courants de Foucault. Ces points ne seront peut-être poursuivis par les électriciens que jusqu’à ce que l’on ait trouvé moyen de les utiliser d'une façon plus avantageuse que les courants qu’on leur préfère encore.
- M. O. Patin est un des hommes les plus avantageusement connus dans l’électricité parisienne depuis la grande exposition de 1881. 11 a été collaborateur de Jablochkoff, qui est le premier ingénieur à avoir employé sur une grande échelle les courants alternatifs de la machine l’Alliance.
- A l’heure qu'il est, M. Patin a installé trois dynamos alternatives de 6000 chevaux chacune, a5 dynamos de 3ooo chevaux et 1 de 600 à Paris, Nancy, Rethel, Vierzon, le Havre, Troyes, Sens, Melun, Nîmes, Cannes, Auxerre, Dijon, Poitiers, Saint-Cère, c’est-à-dire réparti ioooooche-vaux sur toute l’étendue du territoire français. Une si vaste expérience n’a pas tardé à révéler à M. Patin les inconvénients des courroies, qui sont positivement intolérables avec les vitesses formidables que nécessite l’induction pour produire des courants alternatifs de tension suffisante pour être utilisée à grande distance. De là, à l’invention des dynamos volantes, il n’y a qu’un pas.
- C’est cette considération qui a conduit M. Patin à déplacer la masse la plus pesante, c’est-à-dire celle de l’inducteur.
- L’important lorsque l'on veut utiliser les courants d’induction, c’est d’arriver à imprimer à la partie mobile la vitesse linéaire convenable pour obtenir la tension que l’on veut donner au courant, de transport de force ou d’éclairage, et vque M. Patin a fixé à 2000 volts, tension normale de production qu’il est facile de réduire à la pression ordinaire de consommation à l’aide d’un transformateur.
- • M. Patin donne donc à son inducteur une vitesse rotative d’autant plus faible que son dia- l
- mètre est plus grand. Cette loi de proportionnalité lui a permis de passer de la dynamo.qu’il présente et qui tourne à ij5 tours, à la dynamo de Troyes qui, donnant 60 000 watts, n’a plus une vitesse que de 160 tours. L’une possède un diamètre de i,5o m. pour donner 6000 watts, et l’autre un diamètre de 6 mètres pour en donner onze fois plus. Encouragé par les succès qu’il a obtenus, M. Patin a imaginé la construction d’une dynamo monstre de 2000000 de watts ou de 5oobo bougies. Voilà certainement des machines qui devraient fonctionner dans les futures usines du Bosphore et dont le prix de revient ne serait, d’après les calculs, que de 6 francs par lampe, ce qui non seulement à Stamboul mais même à Bagdad, la patrie d’Ala-din, vaudrait à la lampe électrique d’être considérée comme la vraie lampe merveilleuse.
- L’induit est calé sur l’arbre. Il est constitué par une série de bobines plates formées par un ruban de cuivre isolé et roulé sur champ.
- On l’introduit à l’aide d’une yis qui le fait glisser sur son manchon, entre les deux séries d’aimants de l’inducteur, qui tournent chacun avec un jeu de i5 millimètres.
- W. de Fonvieli.e.
- {A suivre.)
- LES LAMPES A ARC 0.'
- La lampe différentielle simple de Cromplon el Pochin représentée par les figures 1 à 5 est à deux solénoïcjes A et B, l’un en série, l’autre en dérivation, dont les armatures sont articulées aux extrémités du balancier EE„ pivoté en E2, et qui contrôle comme l’indique la figure 3 la roue du frein b à crémaillère G. Le solénoïde en série A, plus court que le dérivé B, est pourvu, à sa partie supérieure, d’un dashpot à air C2; le piston porte une petite soupape C3 (fig. 5) s’ouvrant de bas en haut et dont l’effet est de permettre aux charbons de se rapprocher plus rapidement qu’ils ne s’éloignent. Ces charbons sont, comme l’indique la figure 2, moufflés par une corde G. (*)
- (*) La Lumière Electrique du 19 août 1893, p. 3i3.
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- La lampe double (fig. 6 et 7) diffère de la simple en ce que le balancier E E[ est suffisamment élargi pour commander deux crémaillères, et que les deux guides K Bj sont remplacés par un guide central K, à section en forme de H, de
- « a
- tu
- %
- C*\
- Fig-. 1 à 5. — Lampe différentielle simple et focale Cromp-ton et Pochin (1892). Coupes verticales et orthogonales, détail du frein b F et du dashpot c, c3.
- manière que les charbons inférieurs Iv2 IŸ2 puissent s’y croiser.
- Dans ces deux types de lampes, le mécanisme est isolé de son enveloppe par une garniture d’amiante a.
- La lampe est suspendue au couvercle de fonte
- N2 par deux tiges M M, enfilées dans les tubes N N, et accrochées au fond K par deux cliquets nn. Pour visiter la lampe, on repousse ces cliquets et on laisse descendre K jusqu’à ce que ces cliquets viennent l’arrêter en se renclenchant dans les encoches nx nx des tubes N N.
- Les conducteurs arrivent à la lampe par les tubes dd et les contacts élastiques L L2, qui se défont quand on descend la lampe, et se refont automatiquement quand on la remonte.
- Fig. 6 et 7, — Crompton el Pochin. Lampe double.
- Ces lampes parfaitement symétriques peuvent supporter, par exemple, le roulis d’un navire, sans que l’équilibre de leur mécanisme en soit troublé, se remplacer sans avoir à refaire aucun joint, en outre leur mécanisme est excessivement simple et robuste.
- La lampe Davis a son mécanisme commandé par une dynamo régulatrice au moyen de la vis sans fin H (fig. 11). L’armatùre A de cette dynamo porte deux enroulements l’un à fils fins F aboutissant (fig. 8 et 10) aux segments G,, et l’autre, à gros fils E, aboutissant aux segnients
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- C, du double commutateur G C, desservi par les balais fixes D et Da. Les balais mobiles D2 et D3, portant l’un sur C,, l’autre sur G sont aC'
- Fig. 8 et 9. — Lampe Davis (1892) Élévation et plan du mécanisme.
- tionnés par le solénoïde K, dont le noyau peut se régler, par la vis N, au-dessous de l’armature R suspendue au ressort S'.
- Fig. 10 et 11. — Lampe Davis. — Détail du double commutateur et du solénoïde régulateur.
- Les inducteurs N S de la dynamo sont montés en compound avec un gros fil M M, et D, D, sur
- LL,.
- Lorsque les charbons sont au contact, le adénoïde K, insuffisamment excité, laisse D3 au contact de G, de sorte que son gros enroulement E entraîne l’armature de manière à séparer les charbons et à amorcer l’arc, jusqu’à ce que, la résistance de l’arc augmentant, K attire son armature R, sépare D3 de C3 et amène D2 sur G de manière à renverser la marche de la dynamo par l’enroulement en fil fin de son armature.
- La lampe double à compensateur de Hunier (fig. i3) — Cle Thomson-Houston — a ses deux arcs en série, de sorte que le courant, admis après avoir traversé successivement les charbons
- Fig. 12. — Lampe Davis. Schéma des circuits.
- 1 2 3 4 et l’électro en série E, de manière que cette lampe à deux arcs de 5o volts chacun puisse se monter sur un circuit de lampes à incandescence de 100 volts. Le frein G, commandé par le jeu différentiel des électros en série E et en dérivation E1 au moyen du balancier-armature D, actionne directement la tige B, qui supporte l’attache G des deux porte-charbons supérieurs. Ces porte-charbons ne sont pas attachés à B directement, mais par l’intermédiaire de deux encliquetages I et I', articulée en i, et appuyés sur les rebords J du croisillon G de B, de sorté que si deux des charbons, 1 et 2, par exemplej arrivent par un accident quelconque, à trop se
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- brûler, la descente exceptionnelle de B, occasionnée par ce fait, amènera au contact les autres
- Fig-. 13 et 14, — Lampe à compensateur Hunter (1893).
- soulèvera 1, et lui fera lâcher le charbon 2 de façon à réamorcer son arc: après quoi, la lampe reprendra sa marche normale.
- Fig. 17. — Projecteur militaire Scott (1892).
- La lampe Turbayne représentée par la figure i5 appartient à la classe des lampes où l’arc se dé-
- Fig. 18 et 19.— Projecteur Scott.
- veloppe entre un charbon ordinaire B et un gros charbon C, qui reçoit au-dessus de B. outre son mouvement d’avançage ordinaire, un mou-
- Fig. i5 et 16. — Lampe à charbon oscillant Turbayne (189.3).
- charbons 3 et 4, et que 3, appuyé sur 4, repoussera de bas en haut son encliquetage I', lequel.
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- vement de va-et-vient horizontal alternatif très lent. Ce mouvement lui est, ici, imprimé par le pignon manivelle Q, en prise avec la crémaillère R, et dont la bielle O fait, par le balancier K, osciller C sur ses menottes de suspension G.
- Le projecteur portatif militaire 4 de M. R. A. Scott est(fig. 17 à 20) monté en 7 sur un chariot par un support 5, à crochets 8, et à charnière 6,
- , permettant de le renverser.au repos dans la position indiquée en pointillé.
- Les accumulateurs 3 sont pourvus de fiches 8 et de contrefiches 97 qui s’emboîtent automatiquement lorsque l’on pousse les accumulateurs sur les quatre voies 2 2 du chariot et de sa palette d’arrière a. La fiche 8 de chacun des accumulateurs de tête s’engage dans une borne 10
- Fig-. 20. — Projecteur Scott.
- dont les deux extrémités sont reliées aux pôles -J- et — du projecteur et dont les intermédiaires relèvent en série les rangées correspondantes d’accumulateurs.
- Gustave Richard.
- CHRONIQUE ET REVUE
- DE LA PRESSE INDUSTRIELLE
- Procédé pour éviter le décrochage d’alternateurs couplés en parallèle.
- Nous avons décrit dans un de nos derniers numéros l’appareil dont se sert la Société générale d’éleçtricité de Berlin pour mesurer la dif-. férence de phase entre deux alternatifs. Geti appareil est appliqué dans les conditions sui-j vantes. j
- On place un phasemètre dans chaque circuit
- des machines couplées en parallèle ; d’après les applications de l’appareil, on règle l’excitation de chaque machine de façon que dans toutes la différence de phase entre la force électromotrice et le courant soit la même. On évite ainsi le décrochage des machines.
- Microphone à filament de charbon Miinsberg.
- Les pièces de contact de ce microphone sont constituées par des fibres carbonisées, comme la fibre de coton, qui est élastique, vibre aisément et offre une résistance relativement faible.
- Relais électrostatique Tuma et von Motesiczki.
- Dans ce relais, le circuit d’une pile locale se ferme dès que deux plaques qui agissent l’une sur l’autre par attraction électrostatique viennent à se toucher.
- Ce relais doit permettre de réaliser la communication télégraphique des stations avec les trains en marche. . '
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- *• Formation des plaques d’accumulateurs.
- Les plaques de plomb dont la formation a été accélérée en les plongeant dans de l’acide nitrique, retiennent dans leurs pores une certaine quantité d’acide qu’il est nécessaire d’éliminer. A cet effet, M. Lucas propose de laver les plaques à l’ammoniaque et de décomposer ensuite par la chaleur les sels ammoniacaux formés.
- Sür la transmission de signaux électriques à travers l’espace, par W.-H. Preece (*).
- En 1842, Henry observa que la décharge dis-ruptive d’une bouteille de Leyde placée à un étage supérieur de sa maison aimantait des aiguilles se trouvant dans la cave, à 10 mètres au-dessous,
- En 1884, des télégrammes en signaux Mqrse envoyés du Post-Office de Londres à Bradford à travers un fil couvert de gutta-percha enfermé dans un tuyau de fer souterrain, furent perçus sur un circuit téléphonique ouvert formé de fils de fer passant au-dessus des maisons, à 24 mètres du fil souterrain.
- En i885, M. Edison montra qu’il était possible de communiquer avec un train en utilisant l'influence électrostatique entre un circuit passant sur des poteaux le long du chemin de fer et un circuit téléphonique porté par le train ; et dans la môme année, l’auteur fit de nombreuses expériences pour découvrir si les effets observés en Angleterre étaient dus à l’induction électromagnétique et s’ils étaient indépendants de la • terre, de même que pour chercher la distance maxima à laquelle ces effets étaient perceptibles.
- Avec nos courants télégraphiques ordinaires, la région de perturbation atteignait un rayon de 900 mètres, mais les effets purent être décelés sur des lignes télégraphiques à 16 kilomètres de distance, entre Durham et Darlington. Même entre les côtes est et ouest, à 64 kilomètres de distance, des courants produits à Newcastle, sur la ligne de Jedburgh, purent être entendus distinctement à Gretna surune ligne parallèle.
- Ces résultats, obtenus dans le nord de l’Angleterre, étaient suspects par suite de la présence d’un réseau de lignes télégraphiques entre les deux stations, et l'on expérimenta successivement entre Gloucester et Bristol, le long du
- (’) Communication faite au Congrès d’électricité de Chicago.
- Severn, puis dans la vallée de la Mersey et en différentes autres localités.
- L’auteur rappelle que les courants constatés dans un circuit peuvent provenir des courants terrestres, de l’induction électrostatique ou de l’induction électromagnétique. Il montre que les courants terrestres peuvent être poursuivis sur de grandes distances ; c’est ainsi que des courants provenant du chemin de fer électrique de City and South London affectent des galvanomètres enregistreurs à Greenwich, à 5,6 kilomètres de distance.
- 1. —Effets dus à l'induction électromagnétique. — Pour montrer que les effets observés étaient dus à l’induction électromagnétique on a formé de fils de cuivre couverts de gutta-percha des carrés de 400 mètres de côté (fig. 1) que l’on éloignait l’un de l’autre également de 400 mètres.
- Des dispositions spèciales permettaient de faire circuler dans ces cadres des courants vi-
- Fig. 1
- bratoires ou alternatif qu’une clef télégraphique permettait de couper en signaux Morse. Gomme récepteurs on employait des téléphones. La communication à l’aide de l’alphabet Morse s’établissait facilement entre les deux cadres.
- Les courants terrestres ne pouvaient jouer aucun rôle dans cette transmission de signaux, puisque les fils étaient complètement isolés de terre. Pour chercher à déceler des effets électrostatiques on mit un pôle de la pile à la terre et l’on isola l’extrémité éloignée des cadres (fig. 2), mais on ne put réaliser de transmission entre les deux cadres, même en les rapprochant jusqu’à une distance de 5 mètres. Seule, l’induction électromagnétique pouvait donc jouer un rôle dans les expériences.
- II. — Les effets augmentent avec l’intensité du courant primaire et avec la conductibilité du circuit secondaire. — 1. Les deux cadres décrits ci-dessus sont placés à des distances variant entre 7 et 175 mètres. Lorsqu’on double le courant primaire, on observe que le courant secondaire
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- double également. Les mesures ont été faites avec un galvanomètre à réflexion.
- 2. Des fils sont disposés parallèlement comme l’indique la figure 3, et séparés par une distance de 1600 mètres. [Le fil primaire a 3200 mètres de longueur. Le secondaire est divisé en deux moitiés de 1600 mètres chacune. Avec un courant primaire de 0,22 ampère, les vibrations sont juste perceptibles dans un téléphone relié à l’une des moitiés du secondaire, dont la résistance totale est de 85 ohms. Lorsqu’on relie entre elles les deux moitiés du secondaire, il faut doubler la résistance totale du secondaire, c’est-à-dire l’élever à 170 ohms, pour obtenir le même effet que dans le cas précédent.
- III. — Variation des effets avec la longueur du système et avec la distance séparant les flls. — Cette loi de variation est très compliquée et dépend de la forme des circuits. On peut l’obtenir par les déductions-suivantes :
- Soit l la longueur des conducteurs supposés égaux et d la distance qui les sépare.
- —1
- Fig. Si
- 1. Avec deux fils rectilignes de longueur infinie, l’induction varie comme l’inverse de d.
- 2. Avec un fil de longueur infinie et l’autre de longueur finie,- la variation est proportionnelle . I
- a d'
- 3. Avec un fil infini opposé à un rectangle, la loi devient
- D étant la distance entre le côté le plus éloigné du rectangle et le fil.
- 4. Lorsqu’on remplace le rectangle par un carré, la formule ci-dessus devient
- 2 l-
- d{ly d)'
- 5. Avec un fil rectiligne de longueur finie opposé à un carré, la longueur du fil étant égale au côté du carré, on a la formule
- ±
- U '
- 6. Avec deux carrés de dimensions égales (fig. 4), l’effet varie, si l est grand par rapport à
- . ‘ l
- d, comme ——.
- s/d
- 7. Avec deux fils d’égale longueur la formule complète pour la partie aérienne du circuit est, en appelant
- it le courant primaire;
- q2 la quantité induite dans le secondaire;
- r2 la résistance du secondaire;
- l la longueur des fils ;
- d leur distance,
- et M une constante :
- <7*
- ii
- rt
- v7-2 + ai -d
- d
- x M .
- La formule complète doit naturellement tenir compte de l’effet inverse dû au circuit de retour à travers la terre; j'espère obtenir ultérieurement des données qui me permettront d’établir une formule.
- La valeur de M, d'après une série de mesures sur deux carrés parallèles de 1100 mètres de côtés et distants de 4,5 m., est de o,oo3 unités
- C. G. S.
- 8. Dans l’eau les effets ne sont pas très différents; ils sont un peu inférieurs à ceux qui se produisent dans l’air.
- IV. Expériences. — Le détroit de Bristol offre les conditions voulues pour expérimenter la transmission de signaux à des distances de 5 et de 9 kilomètres sans conducteurs intermédiaires. A ces distances de la côte se trouvent les îles de Fiat Holm et de Steep Holm, en face de Penarth et de la pointe de Lavernock, près de Cardiff.
- Sur la côte deux gros fils de cuivre furent fixés sur des poteaux sur une longueur de 1160 mètres, et le circuit était complété par la terre. Sur les sables on déposa à marée basse 55o mètres de ce circuit primaire et parallèlement à lui deux fils couverts de gutta et un fil de cuivre nu, tous ayant leurs extrémités enfouies dans le sol.
- Ces fils se trouvaient périodiquement noyés à marée haute. Sur l’île de Fiat Holm, à 5 kilomètres en mer, on posa un autre fil couvert de gutta, de 55o mètres de longueur.
- En outre, un petit vapeur ayant à bord des fils couverts de gutta évoluait à quelque distance de la côte. On attachait l’extrémité d’un de ces
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- fils de 800 mètres de longueur à une bouée, et le vapeur s’éloignait en laissant dérouler le fil, qu’il maintenait à la surface de l’eau.
- L’appareil employé à terre était une machine portative Marshall de 2 chevaux actionnant un alternateur Pyke et Harris, donnant 192 alternances complètes par seconde et un courant pouvant aller jusqu’à i5 ampères. En circuit on avait une clef Morse. Dans le circuit secondaire, des téléphones servaient de récepteurs.
- Le but de ces expériences n’était pas seulement d’établir la possibilité d’une communica-
- Fig. 3
- tion entre la côte et le phare de Fiat Holm, mais aussi de différencier les effets dus à la conduction à travers la terre de ceux dus à l’induction électromagnétique, et d’examiner l’influence de l’eau.
- On pouvait facilement déterminer l’endroit où lescourants terrestres devenaient imperceptibles. Il suffisait pour cela de noyer le câble suspendu près de la surface de l’eau entre la bouée et le vapeur. Près de la côte on ne percevait pas de différence, que le câble fût noyé ou hors de l’eau, mais en s’éloignant on atteignait un point, à
- Fig. 4
- environ 1600 mètres de terre, où les courants cessaient lorsqu’on noyait le câble et réapparaissaient quand on le sortait de la mer.
- L’absence complète de courants dans le câble submergé doit être due soit à la disposition des ondes électro-magnétiques dans le milieu conducteur, soit à leur réflexion à la surface de l’eau.
- La transmission de signaux de la côte à Fiat Holm ne présentait pas de difficultés. On ne réussit pas à communiquer entre Lavernock et Steep Holm. La distance entre ces derniers points est de 7600 mètres; des signaux étaient perceptibles, mais trop confusément. Si la ligne avait été plus longue ou le courant primaire plus intense, la transmission aurait été possible.
- Ces expériences ont démontré que l’on peut, dans certaines conditions, transmettre des signaux à travers des espaces considérables; mais les conditions voulues n’existent généralement pas dans le eas des phares établis sur des îlots Il faut, en effet, que la longueur du circuit secondaire soit très grande, au moins égale à la distance entre les deux circuits. De plus, les appareils à employer sont encombrants etcoûteux, et il peut dans ces conditions être plus économique de poser un câble sous-marin.
- Quoi qu’il en soit, il est possible d’établir des communications directes entre la France et l’Angleterre, à travers le détroit. Dans le cas d’une guerre, ces systèmes pourraient rendre des services; ils permettraient de communiquer avec les habitants d’une ville assiégée, ou entre des armées séparées par des fleuves, ou même par l’ennemi.
- Enfin, ces signaux électromagnétiques permettent d'avertir les navires du voisinage de la côte ou de récifs dangereux. M. Stevenson fait actuellement sur la côte écossaise des expériences dans ce sens. Il propose d’immerger des câbles en certains endroits et d’y envoyer automatiquement des signaux de façon qu’un navire passant au-dessus d’une ligne de ce genre puisse recevoir les signaux à bord et reconnaître ainsi sa position.
- Comme la transmission de ces signaux n’est pas rendue impossible par les brouillards, la neige ou la pluie, elle pourrait recevoir d’importantes applications dans les phares.
- Pompe rotative à mercure, par F. Schultze-Berge (').
- De toutes les formes de pompes à mercure proposées jusqu’ici, les appareils Geissler et Sprengel semblent avoir reçu l’application la plus générale. Ces appareils fournissent un vide excellent, mais comparés aux machines pneumatiques à piston, ils ont l'inconvénient de ne permettre qu’un travail lent et de ne pas être avantageux, par conséquent, pour l’épuisement de récipients de grande capacité.
- D’autre part, les machines pneumatiques sont loin d’atteindre l’efficacité des pompes à mercure.
- (') Wiedemann’s Annalen n* 10, 1893, p. 368.
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- . Dans le but de réunir en un seul appareil les avantages des deux genres de pompes nous avons, mon frère Hermann et moi, construit la pompe rotative que nous allons décrire et qui permet de produire un vide très élevé, en un temps très court.
- Principe de la pompe. — L’appareil a été réalisé sous diverses formes, toutes basées sur le même principe.
- - Le corps de pompe est constitué par un tube courbe revenant sur lui-même et tournant toujours dans le même sens autour d’un axe fixe. Un piston de mercure qui circule à l’intérieur du tube produit d’une part la raréfaction de l’air et chasse d’autre part l’air évacué, tandis que la communication du corps de pompe avec le récipient et l’atmosphère est assurée par des robinets ou des soupapes de forme appropriée.
- . Parmi les nombreuses modifications que
- peuvent recevoir les appareils basés sur ce principe, nous en indiquerons quelques-unes et nous décrirons plus longuement celles qui ont semblé les plus avantageuses dans la pratique.
- Pompe annulaire à robinet. — Le corps de pompe annulaire P (fig. 1 et 2) a un diamètre total d’un mètre et un diamètre intérieur de quelques centimètres. Il est mobile autoür de l’axe horizontal A, qui est creux et fermé à une extrémité, tandis que l’autre extrémité entre à frottement dur par le coussinet S dans le tube fixe R. Ce dernier présente un ajutage pour la mise en communication avec le récipient à épuiser.
- A l’intérieur de l’anneau se trouve du mercure Q en quantité suffisante pour faire équilibre à la pression atmosphérique, lorsque la colonne occupe la gauche ou la droite de l’anneau.
- La circonférence de l’anneau est coupée par un robinet à trois voies H, relié par l’intermé-
- Fig\ i, 3 et 3. — Pompes rotatives à mercure, à robinet.
- diaire du tube r à l’axe creux A. Pendant la rotation de l’anneau, ce robinet passe par trois positions différentes. Dans la première position du robinet, le mercure peut circuler librement (fig. 1). Dans la deuxième position, le robinet coupe toute communication des deux parties du corps de pompe P avec le tube r ou avec l’atmosphère. Dans la troisième, enfin, il relie la partie Ei de l’anneau avec l’atmosphère, et la partie E2 avec le tube r et l’axe.
- Faisons tourner l’anneau dans le sens de la flèche (fig. 1), jusqu’à ce que la colonne de mercure ait traversé entièrement le robinet, et amenons celui-ci dans sa deuxième position. Si l’op continue à faire tourner, la colonne de mercure suit le mouvement ascendant du robinet .jusqu’au moment où la différence de niveau entre ses extrémités équilibre la pression atmosphérique. Si l’on amène alors le robinet dans la troisième position, l’air du récipient est attiré à
- travers l’axe dans l’anneau, et continue à l’être pendant la rotation en même temps que l’air se trouvant au-dessus du niveau N] est chassé dans l’atmosphère. Lorsque l’anneau atteint le niveau Nx, il est ramené à sa position initiale, et le jeu de la pompe recommence, comme nous venons de le décrire.
- Pompe hélicoïdale à robinet. — Dans la dispo-. sition précédente, le mercure ne remplit le corps de pompe que partiellement, et une quantité assez modérée de mercure suffit pour le ronchonnement ; mais on peut, avec la même quantité de mercure, obtenir un vide beaucoup plus étendu. Si l’on donne au corps de pompe non la forme d’un anneau simple, mais la forme d’une double hélice fermée sur elle-même, comme dans la figure 3, la rotation continue de l’appareil a pour effet d’évacuer le volume entier du tube hélicoïdal. Donc, tandis que le jeu de là pompe est le même que dans le cas précédent,
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- on peut, dans la disposition ci-dessus décrite, augmenter considérablement le vide sans employer plus de mercure.
- Pompe annulaire à soupape. — La pompe représentée parla figure 4 comporte un corps de pompe annulaire tournant autour d’un axe horizontal. On suppose qu'à cet appareil est adjoint une pompe auxiliaire (machine pneumatique, trompe à eau, etc.), qui aspire l’air expulsé du récipient au lieu de le laisser échapper directement dans l’atmosphère.
- Le robinet est ici remplacé par la soupape V, en forme de tube hélicoïdal à deux spires, insérée dans la circonférence de l’anneau P. Si l’on suit la périphérie de l’anneau dans le sens de la Hèche, on remarque qu’en partant de E2 la soupape hélicoïdale tourne dans le sens opposé pour aller rejoindre l’anneau en
- L’axe A, dont on voit la section sur la figure 4, est creux et divisé en deux compartiments égaux par une paroi transversale. Le compartiment postérieur est relié au récipientà épuiser, tandis qu’un second tube r". partant de Et va déboucher dans le compartiment antérieur.
- La soupape en hélice et une partie de l’anneau contiennent du mercure,
- Lorsqu’on tourne l’anneau dans le sens indiqué par la flèche, l’air se trouvant au-dessus du niveau Nj est chassé à travers 1\ dans l’espace à vide partiel de la pompe auxiliaire. En même temps le tube r2 aspire dans l’anneau l’air du récipient. Ce jeu se répète à chaque tour de l’anneau.
- Le mercure contenu dans l’hélice V sépare complètement le vide du récipient de celui de la pompe auxiliaire, pourvu que la pression dans celui-ci soit assez faible pour que la colonne de mercure dans la soupape puisse faire équilibre à la différence de pression des deux vides. Une partie de ce mercure pénètre à chaque tour dans le tube r,, mais revient ensuite dans l’anneau. Le diamètre du tube 1\ doit donc être tel que le mercure qui y pénètre ne puisse jamais boucher ce tube entièrement.
- Pompe à double anneau. — La plus grande difficulté que l’on rencontre dans la construction de ces pompes rotatives consiste dans l’obtention d'un joint durable entre les parties fixes et les parties mobiles. C’est sans doute dans cette circonstance qu’il faut voir la raison pour laquelle les pompes rotatives n’ont pas été em- .
- ployées jusqu’à présent. Sans un joint absolument étanche entre le récipient et la pompe, ori ne saurait produire un vide aussi élevé que l’exigent nos besoins actuels. D’autre part, : si l’on voulait réunir le récipient à la pompe>d’une façon rigide, le récipient prendrait part à la' rotation, ce qui ne serait que rarement pratique.
- S’il est vrai que les pompes décrites précédemment permettent d’appliquer . un joint étanche, nous avons trouvé qu’un pareil joint est bien plus facile à obtenir dans le dispositif représenté par les figures 5 à 8. Cette pompe se distingue par la facilité de sa manipulation et par la rapidité et la sûreté de son action, et semble aussi propre aux travaux de laboratoire qu’aux applications industrielles.
- Il est nécessaire d’employer avec cet appareil
- -Fig-. 4. — Pompe annulaire à soupape,
- une pompe auxiliaire produisant un vide provisoire. • :
- Pour la clarté du dessin oh n!à représenté dans la figure. 5 qu’un seul des deux corps de pompe annulaires.
- Considérons d’abord la. position de l’axe de rotation. Elle comporte deux tubes concentriques A1 et A2. Le plus gros de ces tubes, A,, peut tourner dans les coussinets Lj et L2, est incliné de 45" sur l'horizontale et son extrémité inférieure pénètre dans la boîte à joint fixe S. Dans 'e fond de cette boîte pénètre le tube R, dont l’extrémité est embrassée, par le tube plus large R, en forme dé cloche. L’espace concentrique entre les deux tubes est rempli de mercure. Dans cet espace plonge le tube intérieur A2, qui traverse J’extrémité supérieure fermée du tube Ai et tourne avec celui-ci.. Le tube. R
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- communique avec le récipient, le tube R2 avec la pompe auxiliaire. Ces deux tubes sont réunis par le tube à deux branches G. disposé de façon qu’une fois le vide obtenu on puisse faire monter ôu descendre du mercure dans la fourche G en levant ou baissant le réservoir Gt.
- Le corps de pompe annulaire P est lïxé sur l’axe par six bras. Dans l’anneau est insérée la soupape V, qui se compose essentiellement d’un vase, cylindrique fermé à sa partie inférieure et parallèle à l’axe, et qui est divisé en deux compartiments par une languette Z qui plonge presque jusqu’au fond. L’un des compartiments communique par le tube rt avec le tube A2 de
- Fig. 5. — Pompe à double anneau et à soupape.
- l’axe, tandis que l’autre compartiment communique par le tube r1 avec l’espace annulaire C compris entre les tubes et A2.
- Nous avons trouvé avantageux de remplacer cette forme de soupape par un tube courbé de la forme que représente la figure 6 et qui a déjà été employée en i885 par Clerc. On peut aussi se servir d’une soupape de la forme indiquée par la figure 7, dans laquelle les deux compartiments sont concentriques.
- La soupape V et le tiers environ de l’anneau sont remplis de mercure. Lorsqu’on fait tourner l’anneau dans le sens indiqué par la flèche, l’air contenu au-dessus du niveau Nj est expulsé par le tube /y et l’espace C vers le tubeR2. En même temps, l’air est aspiré derrière N2 par les tubes r2, À2 et R.
- Relions le récipient à épuiser au tube R et fixons la pompe dans la position représentée figure 5, de sorte que rx communique librement avec l’intérieur de l’anneau. Nous mettons d’abord en action la pompe auxiliaire, qui produit à l’intérieur du récipient un vide partiel de 10 mm. de mercure par exemple.
- Pendant ce temps, le mercure monte dans le tube barométrique B jusqu’en b, par exemple. Elevons alors le réservoir G,, jusqu’à faire monter le mercure en G et à interrompre ainsi la communication entre R et R2.
- Le niveau du mercure dans l’espace compris entre R et Rt n’a pas été modifié par cet épuisement provisoire, la même pression existant en A2et en G.
- Si l’on fait maintenant tourner l’anneau, le
- E,
- Fig. 6 et 7. — Formes de soupapes.
- piston de mercure aspire l’air du récipient par R, A2 et 7"jj, et expulse de la pompe par rt, G et R2 l’air contenu au-dessus du niveau Nj, tandis que le mercure en V empêche une communication directe entre les extrémités Ej et E2. La pompe auxiliaire ne doit agir que pour enlever l’air expulsé et pour maintenir en R2 et dans les parties qui y aboutissent le vide qui y a été créé initialement.
- Comme à chaque tour de l’anneau la pression diminue dans le récipient et à l’intérieur de A2) tandis qu’elle reste invariable entre A, et At, le niveau du mercure entre A2 et R s’élève, tandis qu’il baisse entre A2 et R,. La différence de niveau ainsi créée ne peut, toutefois, devenir su-périeureà celle qui correspond à la différence de pression entre le vide préliminaire dû à la pompe auxiliaire et le vide absolu, c’est-à-dire ne peut dépasser, dans le cas considéré, 10 mm.
- La différence de pression entre le vide défi-
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- nitif et le vide préliminaire s’accuse également dans les deux branches de la fourche G, ce qui permet de suivre les progrès du vide jusqu’au moment où l’accroissement de la’différence de niveau devient inappréciable. Pour obtenir des indications plus précises on fait alors communiquer avec R une jauge de Mc Leod,.qùe nous avons employée avec la modification représentée figure 8. Le tube T communique avec R. La variation de niveau en D est produite par une modification correspondante de la pression en I. A cet effet, F est muni d’un tuyau de caoutchouc conduisant à la pompe auxiliaire. Un tube dessicateur inséré dans ce tuyau maintient l’air en I exempt d’humidité.
- La boîte à joint S n’a d’autre but que de pro-
- Fig. 8. — Jauge de Mc Leod modifiée.
- téger le vide préliminaire autant que possible contre l’accès de l’air atmosphérique. Ce but est rempli par une série d’anneaux de cuir graissés K, serrés ensemble par l’écrou M.
- La séparation entre le vide définitif produit en R et le vide préliminaire incombe au mercure contenu entre Rt et R. Ce joint est parfait même pour les vides les plus élevés.
- On peut également employer un joint ainsi constitué pour remplacer la boîteS. Nous avons appliqué ce dispositif dans plusieurs appareils. Il exige un axe un peu plus long, mais évite la surveillance et l’entretien d’une boîte à joints.
- La pompe qui nous a donné les meilleurs résultats diffère de celle représentée par la figure 5 par un point seulement, mais qui est d’une grande importance pratique. A la place du Corps de pompe unique P, elle en comporte
- deux formés par les anneaux concentriques P, et P2 (lig. 9), disposés de façon que l’air évacué du récipient pendant la rotation doit traverser successivement les deux anneaux.
- L’air pénètre d’abord par r2 dans l’anneau P2 et est ensuite expulsé vers r3 parjle piston Q2. De cette façon il arrive à l’anneau Plt d’où il est expulsé par le piston Q,, après quoi la pompe auxiliaire l’enlève comme dans le cas de la figure 5.
- Le vide créé en Pt derrière N4 s’améliore à chaque tour. Il en résulte que l’air enlevé au récipient par l’anneau P2 arrive, après une courte durée de fonctionnement dans un vide déjà très élevé, celui de l’anneau P,. Le volume entier de l’anneau P2 et le mercure qu’il contient ne viennent donc en contact qu’avec un air déjà très
- Fig. 9. — Disposition des deux anneaux.
- raréfié, condition très importante pour l'obtention des vides extrêmes.
- La pompe ne demande pas d’autre manipulation qu’une simple mise enrotation. On peut donc facilement l’actionner mécaniquement. A cet effet on • ménage sur l’arbre l’emplacement nécessaire pour une poulie. Pour l’actionnement à la main on se sert de poignées en bois qui forment des prolongements des six rais.
- A l’aide de cette pompe nous avons souvent produit des vides si parfaits qu’ils dépassent les limites de mesure précise par la jauge de Mc Leod. Il est nécessaire, naturellement, de dessécher d’une façon absolue le mercure et toutes les parties de la pompe et du récipient.
- Comme desséchant nous avons employé avec succès le sodium métallique. Cette substance retient avidement l’humidité et se recouvre d’une couche de soude en dégageant de l’hydro*
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- gène. Comme la soude est très hygroscopique, elle ajoute à l’effet desséchant du métal. Le vase contenant le sodium était généralement relié au reste du système par un tube que l’on pouvait isoler par un joint à mercure.
- Une pompe du type décrit, dans laquelle l’anneau extérieur avait un diamètre de 60 cm. et une capacité de 0,9 litre, peut'être actionnée facilement à la main à raison de i5 tours par minute. On construit actuellement une plus grande machine, industrielle, dans laquelle le volume de l’anneau extérieur est dë 8,5 litres.
- A. H.
- REVUE DES TRAVAUX
- RÉCENTS EN ÉLECTRICITÉ
- Charge oscillante d’un conducteur par W. Lispenard Robb (*).
- Ce travail comprend une série de mesures que l’auteur a effectuées pour chercher la relation pouvant exister entre la charge d’un condensateur et la durée de cette charge.
- Pour obtenir les durées de charges excessivement courtes nécessaires en vue de la détermination des lois qui régissent le phénomène, l’auteur a eu recours à une méthode dont le principe lui a été indiqué par M. H.-F. Weber.
- Le mode de montage pour la mesure de la charge du condensateur est représenté figure 1. E est la batterie dë charge, :S; et-.S2 sont deux sphères d’acier.'La plus'grande de ces sphères,' a un diamètre de 7 contimètres; elle esUifn-mobile. S2 a représenté successivement, aucours des expériences, dès sphères de 'diamètre différent. Ces petites sphères étaient’suspendues à l’aide d’un fil très fin et disposées'comme le montre la figure. En vertu de cette disposition, la charge du condensateur ne s’effectuait que quand les deux sphères, la grande et la petite, étaient en contact. Pour charger le condensateur, on faisait osciller les petites sphères et on
- (•) Extrait du Philosophical Magazine, t. NXXIV, n° 210. . .
- les faisait rebondir contre la plus grande. On pouvait faire varier la durée de la charge, soit en prenant une petite sphère de dimensions différentes, soit en alternant le nombre des contacts entre les deux sphères, soit encore en modifiant la vitesse de la petite sphère au moment du contact. La mesure de la charge du condensateur s’obtenait par la décharge à travers un galvanomètre à grande, résistance
- Earth
- Fig.
- Siemens et Halske dont on observait l’élongation.
- Quelques mesures préliminaires ont montré l’importance du rôle que joue la résistance du courant à travers lequel la charge a lieu lorsqu’on détermine celle-ci à un instant quelconque. La figure contient les résultats obtenus avec deux éléments Latimer Clark construits par MM. Muirheàd et C°. On a employé
- Fig. 2. —A, pile à 20 ohms derésistance intérieure; B, pile ; à .395ohms.'.Ordonnées’:icharge.en .microcoulombs. Abscisses : nombre de contacts des deux-sphères.
- pour ces mesures un condensateur à feuilles de papier paraffiné,' d’.un.e,capacité d’un microfarad. Dans-, toutes, les .expériences .o.n-slest efforcé de rendre aussi uniforme que possible la vitesse de la petite sphère au moment du contact. Pour obtenir ce résultat on lâchait la petite sphère toujours du même point afin de lui faire décrire le même arc. Le diamètre de la. petite sphère employée dans ces expériences était de 2,16 m. Comme il. n’a pas été possible.de.calculer exactement la durée du contact, il a paru
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- préférable d’exprimer la durée pendant laquelle le condensateur reçoit sa charge, en fonction de la durée d’un simple contact. .
- Les effets différents que l’on obtient avec les deux fils proviennent, en majeure partie, de ce
- Fig. 3. — Abscisses : durée de la charge.
- que les résistances intérieures ne sont pas égales. L’un de ces éléments avait une résistance de 20 ohms, l’autre de 3g6.
- Après avoir remarqué cette grande différence, l’auteur s’est servi, pour les expériences ulté-
- rieures, de cinq accumulateurs réunis en quantité. La résistance intérieure de chaque accumulateur étant d’environ cinq millièmes d’ohm, la résistance totale de la batterie n’était que d’un millième d’ohm. Les fils d’attache, aussi courts que possible, étaient des fils de cuivre
- Fig. 4
- de 3 millimètres de diamètre, excepté ceux employés pour la suspension de la petite sphère. Ces derniers étaient en argent recuit: ils avaient un diamètre de o,o5 millimètre et une longueur de 6 centimètres.
- Malgré les changements de la batterie et des
- ; Condensateur à mica. Condensateur à papier paraffiné.
- ' Fig. 5..— A, longue durée de charge; B, durée intermédiaire; C, courte durée.
- (Fig. 5, 6, 7, 8 et 9 : ordonnées, déviations de la charge normale en microcoulombs; abscisses, vingt observations successives.)
- fils de connexion on a trouvé que la charge communiquée au condensateur pendant le contact des sphères n’était pas constante. Ces charges variaient, au contraire, dans de fortes
- limites; fréquemment elles dépassaient ce qu’on peut appeler la charge normale, c’est-à-dire celle que prend le condensateur pendant un contact prolongé. Ces variations semblent indi-
- Condensateur à mica. Condensateur à papier parafiné.
- Fig. 6. — A, 3,72 ohms; B, 0,04 ohm; C, 0,41 ohm.
- quer que la charge du condensateur se fait d’une manière oscillatoire. Chaque variation de vitesse de la petite sphère au moment du contact change la durée du contact et par conséquent la charge communiquée au condensateur.
- En dépit de toutes les précautions qu’on peut prendre, le mode de suspension de la petite sphère occasionne de légères variations dans la durée de contact.
- Si la relation entre'la charge du condensateur
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- :ïS14 LA. LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- et la durée de la charge était représentée par une courbe comme celle représentée figure 3 les variations inévitables des durées de contact des sphères dans les- diverses séries d’observations empêcheraient d’obtenir la charge correspondant à une durée simple; on observerait, au
- contraire, des charges correspondant à une série a et b, a désignant la durée la plus courte, b la plus longue. En outre, la différence la plus grande dans la charge observée indiquerait l’amplitude des oscillations correspondant à la durée de contact.
- Les considérations suivantes montrent que la charge d’un condensateur doit être nécessairement oscillante ; elles montrent, en outre, de quelle façon ces oscillations sont fonction de la durée de la charge, de la résistance et de la
- self-induction du circuit, de la force électromotrice de la batterie de charge et de la capacité du condensateur. Soit i (fig. 4) le courant, soit Pj et P2 les différences de potentiel aux faces opposées du condensateur, au moment /,
- Condensateur à mica. Condensateur à papier paraffiné.
- Fig. 8. — A, grande self-induction; B, faible self-induction.
- après la fermeture du courant; soit C la capacité du condensateur, E la force électromotrice de la pile, R la résistance et L le coefficient de self-induction. On aura :
- et
- îR + LJ7 = -(P'-P’)
- i __d (P, — P.)
- C “ dt
- ()
- (2)
- La dérivée de l’équation (1), combinée avec '(2), donne :
- r d‘i di 1 3-E
- L dt* + R dt + C “ St ~°‘
- dit Rdi i __ dt* + L dï + LC ~ °'
- (3
- Les coefficients R, L et G étant constants, on obtient :
- -4'*
- 2L
- A sin
- V/fic-^+BcosV/n
- R1 LC “'4L*'
- (4)
- Pour déterminer les constances A et B on a : pour t - o,
- d’où
- 1—0', B = o;
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- JOURNAL UNIVERSEL D'ÉLECTRICITÉ
- 1 85
- et l’équation se réduit à :
- i = Ae
- -4'
- 2 L
- 5in v4fc-
- R* 4 L2
- (5)
- Par la substitution de la valeur de (i) on obtient :
- -4/
- RA 2L .
- —— e sin
- 2
- • * / 1 R* .
- Sln S/lc-TD-
- T » . / 1 4L* / I
- +LAe y LC ~Rr'COS VLC
- Pour / = o, on a :
- -4*
- 2L
- R*
- /
- 4 L*
- = E-(P,-Ps). (6)
- P, —P, = o,
- et par conséquent A=
- Vré-
- R8 4 L*
- et, d’après l’équation (5),
- /
- E 2L .
- e sin
- Vr
- R2 LG 4 L2
- On obtient ainsi, par substitution :
- P, — P. = E —
- Ee
- -£*
- 2l y
- /J___R_
- ' LC 4L*
- iSRsinv/rc“Æ'
- , / 1 R* / 1 R 1
- + 2LVï^“^cos Vlc-ïl*M
- = E
- Ee
- -4i
- 2L
- V'1
- = s>n (2it«/ + ç), (8)
- R* C 4L
- si l’on fait
- r R5 , . a L /~i R*
- 3*W=VEC~ÏÏ? ettan»*= -R VLG-4L
- L’équation (8) ne s’appliquerait qu’à condition que la capacité du condensateur fût indépendante du temps. Ceci n’ayant pas lieu (*), l’équa-
- (*) Wullner, Sitzungsberichte der Kœnigl. bayerischen Akademie, 1877-1878,
- tion ne sert qu’à indiquer le caractère des oscillations et montre comment elles sont influencées par les variations dans la valeur des différentes quantités qui entrent dans l’expression de leur amplitude.
- L’équation (8) montre que l’amplitude des oscillations est égale à
- Ee
- R 2 L
- t
- yj
- 1
- R* C 4L
- Cette expression montrerait qu’une augmentation de l’amplitude des oscillations que subit la différence de potentiel des deux surfaces du condensateur correspond à une diminution du temps de charge ou de la résistance du circuit et à une augmentation de la force électromotrice, du coefficient de la self-induction et de la capacité.
- Les expériences suivantes, qu’il faut considérer simplement comme qualitatives, ont été faites pour montrer jusqu’à quel point les variations observées dans la charge suivent des lois analogues à celle donnée par l’équation (8) pour les variations des différences de potentiel du condensateur.
- Dans ces expériences, on s’est servi de deux condensateurs,- l’un un microfarad étalon à feuilles de mica construit par la maison Carpentier, de Paris, l’autre à papier paraffiné, construit par la Société d’exploitation des câbles électriques de Cortaillod (Suisse).
- 1. — Influence de la diminution du temps de charge.
- Dans une série d’expériences faites pour déterminer l’influence de la durée du contact de deux sphères (fig. 1) on a employé pour la petite sphère, des sphères de différents diamètres. L’augmentation du diamètre de la sphère augmente la durée du contact. On s’est servi de trois sphères. La figure 5 donne les résultats de vingt mesures effectuées avec chaque sphère. Dans ces expériences, on a fait au moins cin-quantes observations pour s’assurer de l’exactitude des valeurs consignées dans ces tableaux.
- L’inspection de ces courbes montre que, si l’on augmente le diamètre de la sphère S;, et
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- par conséquent la durée de charge du condensateur, les variations de la charge diminuent rapidement.
- 2. — Influence de la variation de la résistance.
- On a effectué une série de mesures afin de trouver l’effet dû à la variation de la résistance du circuit de charge sur la charge du condensateur. On a fait varier cette résistance en changeant le fil de suspension de la sphère S2 (fig. i). Pour la première série, on s’est servi d’un fil d’argent de o,o5 mm. de diamètre et de 6 centimètres de longueur; dans une seconde expérience on a fait un faisceau contenant dix de ces fils, la résistance était par conséquent réduite au dixième. Dans la troisième série, on a pris un fil de platine de o,o5 mm. de diamètre et de 6 centimètres de longueur. Les courbes de la figure 6 contiennent les résultats de ces expériences.
- Ces courbes montrent que les variations qu’on'observe dans le champ diminuent rapidement lorsqu’on augmente la résistance du circuit de charge.
- 3. — Effet dû à la variation de la force éleclro-
- molrice.
- On a fait deux séries d’expériences pour déterminer cette influence. Dans la première, la batterie comprenait cinq accumulateurs couplés en quantité. Dans la seconde, on avait pris quinze accumulateurs groupés en série de cinq couplés en quantité. Toutes les autres conditions étaient les mêmes dans ces deux séries d’expériences. Les courbes de la figure 7 contiennent les résultats.
- Ces courbes montrent que les variations dans le champ augmentent lorsqu'on augmente la force électromotrice de la batterie de charge.
- 4. — Effet dû à la variation de la self-induction.
- Pour déterminer cet effet, on a. effectué deux séries d’expériences. Dans la première, on s’est servi de 5o centimètres de fil de cuivre, 4,5 mm. de diamètre; dans la seconde, la longueur de ce fil a été portée à 170 centimètres, ce qui ne faisait vaiier que très peu la résistance totale du circuit, tout en augmentant la self-induction.
- A l’inspection des Courbés'(fig. S), qui donnent les résultats des expériences, on voit que les variations de l’intensité'1 de la charge augmentent beaucoup avec la self-induction du circuit à travers lequel la charge a lieu.
- 5. — Effet dû à la variation de la capacité.
- Le condensateur à paraffine était construit de telle sorte qu’on pouvait faire varier la capacité introduite dans le courant; on a dû par conséquent se borner à étudier ces variations sur des condensateurs à lamés-de-mica. Les résultats sont consignés;dans la figure 9. A l’examen des courbes montre que les variations de la charge augmentent avec l'a capàcité du condensateur.
- Bien que le résultat du précédent travail soit simplement qualitatif, il semble résulter de ces observations qu'il se produit des oscillations
- Fig. 9. — Condensateur à mica : A o,5 microfarad;
- B 1 microfarad. _ , ;
- pendant la charge d’un condensateur, que l’amplitude de ces oscillations diminue rapidement au fur et à mesure que la durée de la charge augmente, et qu’on peut augmenter les oscillations soit en diminuant la résistance du circuit, soit en augmentant la force électromotrice, la self-induction ou la capacité.
- Depuis l’achèvement de ces expériences, l’auteur a entrepris une série de mesures quantitatives afin de déterminer les relations entre la charge du condensateur et la durée de cette charge. Pour montrer le caractère des oscillations qui ont lieu pendant la charge, on a effectué une série de mesures relatives à. un condensateur à mica; la courbe figure 10 contient les résultats ainsi obtenus. .. ,
- La résistance du circuit était d’environ o,o3 ohm; on a chargé le condensateur à l’aide du pendule de Helmholtz (*). On a modifié légèreté Uelmuoltz. Monàlsb'erichle dcr Berhner Akademie, 25 mai 1871, p. 294. ' ~ ..“
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- ment le mode ordinaire de connexions ainsique cela est indiqué dans la figure 11.
- Les sections des deux barres d’acier attachées à la partie inférieure du pendule sont désignées par A et B. La pile est toujours reliée à A et isolée de B. En P on a figuré les bornes d’attache des fils, les lames métalliques y attachées
- Fig. 10. — Échelle des ordonnées : charge du condensateur de microcoulombs; abscisses : durée de la charge en cent-millièmes de seconde.
- sont isolées par de l'ébonite. Les choses étant ainsi arrangées, le circuit était fermé en établissant. en A un contact avec le levier C et coupé en B par l’éloignement du levier D.
- Afin d’assurer de bons contacts, on a pourvu les lames de'petites pièces d’or, aux endroits où le circuit se coupe et à ceux où il se ferme. Une
- p
- vis micrométrique montée sur la plaque d’ébo-nite permet de faire varier la durée pendant laquelle le circuit reste ouvert ou fermé.
- Le tambour porte 100 divisions. Un tour complet correspond â une différence de 0,00018 de seconde dans la durée du contact et par suite à une égale durée de charge. Les résultats de ces mesurés.s’accordent parfaitement aven ceux ob-
- tenus au moyen des condensateurs à mica. En ce qui concerne les mesures effectuées sur le condensateur à paraffine, reproduites dans la première partie de ce travail, les charges observées sont généralement bien plus petites que la charge normale et que la charge communiquée au condensateur à lames de mica, les conditions étant les mêmes dans les deux cas. Il faut donc s’attendre à ce que la répétition de ces expériences avec un condensateur à paraffine donne des courbes différant légèrement de celles obtenues avec le condensateur à lames de mica.
- G. B.
- Transmission de l’électricité à travers l’air entourant un conducteur porté au rouge par un courant électrique, par M. Vicentini (*;.
- Dans le but d’étudier les phénomènes dont s’est occupé M. Branly, sous le titre « D’une nouvelle conductibilité unipolaire des gaz » (2), l’auteur a fait une série de recherches sur le même sujet en employant comme corps porté au rouge une hélice de platine.
- Ces expériences ont quelques points communs avec celles exécutées à un point de vue différent par Elster et Geitel (3).
- Le peu de temps que l’auteur a eu à consacrer à ces essais ne lui a pas permis de prendre connaissance des travaux de ces deux derniers savants, aussi une partie de ce travail est-elle une confirmation indirecte des résultats obtenus par eux.
- Les premières expériences ont été faites avec des hélices de platine en très fin (o,23 mm. de diamètre) de façon ' naître comment varie l’électrification prov dans un fil isolé avec
- l’intensité du courani rend la spirale incandescente et par suite av. . la température.
- L’hélice est placée dans le circuit d’une série d’accumulateurs. Le fil de platine sur lequel elle doit exercer son action est soutenu par un bâton de cire d’Espagne et communique avec une des paires de quadrants d’un électromètre Thomson. La seconde paire est mise en communication avec le sol et l’aiguille est chargée à un potentiel fixe contrôlé fréquemment et conservé invariable pendant toutes les expériences.
- (') Elettricista, 1893.
- (s) Comptes Rendus, t. 114, p. 831, 1892.
- (*) Wiedemann’s Anna leu, v XXVI, p. 109, etv XXXVII, p. 3i5.
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- Chaque division de l’échelle de l’électromètre correspondait à 0,0211 volt. Lorsque le til de platine communiquant avec celui-ci ne devait pas être soumis à l’action de l’hélice, il était relié à la terre.
- Quand le courant traversant l’hélice disposée verticalement est suffisant pour la porter au rouge, on enlève la communication du fil avec le sol, et on constate une déviation de l’aiguille correspondant à une électrification positive. Cette déviation se produit quelle que soit la position du fil par rapport à l’hélice.
- Le potentiel du fil dépend de l’intensité et de la direction du courant dans l’hélice. La déviation, toutes choses égales d’ailleurs, est plus grande lorsque le fil est disposé horizontalement à la partie supérieure de l’hélice, de façon à être entouré par le courant d’air chaud qui circule autour d’elle que dans toute autre position.
- Une première série de mesures faites pour servir de guide aux autres, a montré que l'électrisation du fil se manifestait déjà pour un courant de 1,85 ampère traversant la spirale, courant pour lequel les spires commencent à émettre des radiations visibles. La charge du fil augmente très lentement; il faut environ 4 minutes lorsque le courant traverse l'hélice de haut en bas et 6 lorsqu’il la traverse de bas en haut pour que le potentiel maximum soit atteint. Avec un courant de 2,10 ampères la durée d’électrisation n’est plus que d’une minute environ.
- Ces mesures montrent combien est grande l’influence de l’intensité du courant et par suite de la température du fil.
- Il était nécessaire de séparer l’action de l’intensité du courant de celle de la température. A cet effet l’auteur a employé une hélice autour de laquelle on pouvait faire varier la température sans changer l’intensité du courant qui la traverse. Il suffit pour cela de donner à l’hélice différentes hauteurs, la température est d’autant plus élevée que les spires sont plus rapprochées.
- Le tableau suivant contient les résultats obtenus avec une spirale constituée par 10 spires et d’une hauteur de 10 mm.
- Le tableau est divisé en deux parties correspondant aux cas bien distincts où l’hélice est parcourue par le courant de haut en bas ou de bas en haut.
- La colonne I indique l’intensité du courant, la colonne t le temps en minutes ou en secondes
- et n les déviations lues sur l’échelle de l’électro-mètre.
- Les chiffres de ce tableau ont été reportés sur la figure 1 et correspondent aux courbes I et 1'. Elles représentent les valeurs de potentiel maximum en fonction de l’intensité du courant. La courbe I correspond au courant descendant et I' au courant ascendant. Elles montrent que le poténtiel, faible pour un courant de 2 ampères,
- TABLEAU I. — Hélice de u spires, haute de 10 mm.
- Courant descendant
- Courant ascendant
- (2 Acc.)
- (2 Âcc.)
- (3 Acc )
- (3 Acc.)
- (4 Acc.)
- (4 Acc.)
- (5 Acc.)
- (5 Acc.)
- (6 Acc.'
- (6 Acc.)
- augmente d’abord très rapidement avec l’intensité, passe par un maximum de 2,8 ampères et décroît ensuite presque aussi vite.
- Une seconde série de mesures faites avec la même hélice, mais réduite à la hauteur de 4 mm., adonné les résultats réunis dans le tableau ci dessus.
- Les courbes II et II' correspondent respectivement comme pour le tableau précédent au courant descendant et au courant ascendant. Le fil de platine s’électrise dans ces nouvelles con-
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- ditions beaucoup plus fortement que dans le cas précédent et ceci même avec un courant ne produisant; aucun phénomène sensible dans le premier cas.
- Ces chiffres montrent qu’à partir d’une certaine intensité la charge du fil devient presque instantanée.
- Un grand nombre de séries de mesures furent faites ensuite avec des spirales d’un nombre de
- TABLEAU II. — Môme hélice, mais réduite à 4 mm.
- Courant descendant
- Courant ascendant
- (2 Acc.)
- (2 Acc/
- (2 Acc.'
- (3 Acc )
- (3 Acc.)
- (4 Acc/
- (4 Acc.)
- (5 Acc.]
- (5 Acc.)
- (6 Acc )
- (6 Acc )
- spires plus ou moins grand ; toutes donnèrent des résultats analogues aux précédents. Notons seulement qu'avec une hélice de 35 spires, haute de 14 mm., le potentiel du fil de platine placé à 3 mm. de l’hélice est d’environ 7 volts pour un courant de 1,9 ampère.
- Expériences avec les courants alternatifs
- L’auteur a étudié aussi l’effet produit par des courants alternatifs de différentes périodes
- fournis par un alternateur Siemens fonctionnant avec une turbine.
- Les observations consignées dans le tableau suivant ont été faites avec une spirale en platine de 20 spires et d’une hauteur de 10 mm. N désigne le nombre d’alternances par minute.
- TABLEAU III
- N 1 n N 1. n
- IOOO l,5g + ‘9 2100 T ,68 3- 98
- 1,67 149 1,75 273
- 1,83 487 i,83 431
- 1,75 3io 1,92 565
- J,83 485 2124 1,61 18
- 1,90 597 1,68 85
- 2100 1,63 24 1,76 347
- Ces chiffres montrent que même avec un courant alternatif le fil de platine s’électrise positivement. L’action de la spirale se manifeste dès que celle-ci commence à émettre des radiations visibles. Avec un courant de 1,8 amp. la charge est très grande et augmente encore très rapidement avec l’intensité du courant.
- La même hélice parcourue par un courant continu communique au fil une électrisation déjà manifeste par une intensité de 1,6 ampère mais le potentiel ne peut atteindre qu’un maximum correspondant à i5o divisions de l’échelle.
- Phénomènes délectrisation provoqués dans un fil
- rectiligne parcouru par un courant électrique.
- Les expériences précédentes montrent qu’un fil isolé peut être porté à un potentiel plus ou moins élevé par l’action d’un conducteur métallique voisin traversé par un courant électrique. Ce fait étant donné, que la direction du courant dans le fil roulé en hélice a une grande influence sur la valeur du potentiel du conducteur, conduit à admettre que sur cette valeur influe celle du potentiel moyen de la partie de l’hélice placpp au-dessous du conducteur assujetti à l’électrisation.
- Cette considération a guidé l’auteur dans les expériences que nous allons décrire maintenant et lui a permis d’étudier le phénomène dans les conditions les plus simples.
- Dans ces expériences on mesure l’électrifica-
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- tion provoquée en un point déterminé d’un fil horizontal parcouru par le courant, à l’aide d’un second fil horizontal, mais disposé perpendiculairement au premier.
- Les appareils étaient disposés et les mesures laites de la manière suivante :
- Un fil de platine AB d’environ 20 centimètres de long (fig. 2) est tendu par deux petits étaux M, M' à l’aide d’une hélice de fil de cuivre S.
- Le fil de platine est ainsi maintenu rectiligne, sous une légère tension, lors même d'un fort échauffement.
- 12 3 4
- Fig. 1
- Le courant est fourni par une batterie d’accumulateurs. Deux résistances R et R' formées par quatre grands rhéostats permettent de régler le courant ou de faire varier à volonté le potentiel en un point o du fil, tout en conservant constante l’intensité du courant.
- Un électrodynamomètre Siemens Esertà mesurer le courant et un commutateur-inverseur permet de changer rapidement le sens du courant dans cet appareil sans le changer dans le fil de platine. Un second commutateur-inverseur permet d’inverser le courant dans tout le circuit.
- Le potentiel du point o se mesure en mettant1 ce point en communication avec l’électromètre.: Dans ce but au point o est relié un fil très fin-de platine qui n’apporte aucun refroidissement sensible au fil A B. Ce fil est relié à un autre plus gros soutenu par une colonne de cire et mis au moment opportun en communication avec une des paires de quadrants de l’électro-mètre.
- Le fil de platinep<7 qui doit être soumis à l’action du fil A B est également soutenu horizontalement par un bâton de cire à un millimètre au-dessus du point o.
- Pour mesurer les températures du fil AB l’auteur se servait des variations de la résistance d’une partie mn du fil. A chaque expérience on mesurait donc la résistance de cette portion du fil dont la longueur était de 81,4 mm. Dans ce but aux points m et n étaient soudés deux fils de platine, de façon à mesurera l’aide d’un galvano-
- mètre G, d’une résistance d’environ 10000 ohms et disposé en série avec une résistance R" de même valeur, la différence de potentiel entre les m et n.
- Passons maintenant à la description des modes d’expérimentation.
- On communiquait tout d’abord à l’aiguille de l’électromètre un potentiel fixe. On lançait ensuite le courant et on réglait l’intensité à la valeur voulue. Le courant une fois établi à cette valeur, on interrompait la communication d’un fil pq avec le sol et on l’établissait avec l’élec-tromètre. L’aiguille décroissait alors peu à peu et on notait les indications de i5 en i5 secondes, puis de minute en minute.
- En même temps que les mesures à l’électro-mètre on faisait celles de la différence de potentiel entre les points ni et n.
- Enfin à chaque essai on lisait l’intensité du courant sur l’électrodynamomètre pour les deux sens du courant.
- La durée de chaque essai varie suivant l’in-
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- tèrlsité du courant. Lorsque celui-ci est faible l’électrisation du fil/? g» se fait lentement et chaque expérience peut durer jusqu’à 20 minutes. Lorsque le courant est plus intense la charge du fil pq est très rapide et 5 à 6 minutes suffisent pour un essai.
- - La mesure du potentiel du fil pq une fois notée on faisait communiquer le point o avec une paire de quadrants de l’électromètre pour mesurer son potentiel.
- Les rhéostats montés deux par deux permettaient de faire varier le potentiel du point o sans changer l’intensité.
- Le tableau suivant reproduit quelques-unes des expériences. La colonne 1 donne les valeurs de l’intensité, e celles de la différence de potentiel entre les points metn, V le potentiel du point o et a celui du filp b, enfin l le temps.
- Les expériences sont groupées dans l’ordre des intensités croissantes; nous reproduisons seulement quelques-unes des nombreuses séries données par l’auteur.
- TABLEAU IV
- I e V a t
- X 1,84 32,9 — 354,6 — 10 6'
- 1,84 33,3 — 2o5,3 — 8 5
- 1,84 33,i — 5o — 4 3
- 1,84 33,5 16 O 9
- 1,84 32,8 201,5 6 4
- VII 2,44 58,8 314,1 i3 5
- 2,44 2,43 58,4 i34,5 9 4
- 58,4 3i 2,7 5
- 2,44 58,8 — 38 O 4
- 2,44 59,2 — i39,5 — 4,5 4
- 2,44 58,9 — 407 — 17,5 3
- V 3.42 3.43 i3o,4 — 478,5 II 9
- i3i ,0 — 325,4 — 8 4
- 3,43 i3i,2 — 181,9 -- 76,9 — 5 5
- 3.42 3.43 i3o,4 — 2,5 5
- i3i,5 60 5i 7
- 3,4^ 128,7 H4,7 87,9 5
- 3,42 i3i,5 213,2 160,1 6
- XIV 4,17 198,6 — 188,7 — 188,7 5
- 4,17 194,9
- 4,16 194,9 195,7 268,4 268,4 r
- 4,16 — 317,0 — 317,0 7
- 4,16 195,7 — H9,7 — 119,7 7
- 4,16 194,7 126,0 126,6 3
- XV 4,69 255,9 188,7 241,3 45
- 4,68 255,4 254,8 — 63,0 — 9,o i'
- 4,67 — 247,1 — I9i,7 — 260,6 3o"
- 4,68 254,6 — 31 r, 3 i b
- 4,67 4,67 252,6 — 216,1 .— 162,2 15
- 254,0 — 76 — 24,0
- 4,68 254,6 + 86 137,5 45
- Ces nombres ont permis de construire des courbes représentant (à une température déterminée du fil A B) l’électrisation du fil pq en fonction des valeurs de potentiel du point o, c’est-à-dire les valeurs de a en fonction de V exprimées toutes deux, en fonctions des divisions de l’électromètre et portées les premières en ordon nées et les secondes en abscisses.
- Les courbes ainsi obtenues ont des formes très différentes avec l’intensité du courant et par suite la température du fil A B.
- Lorsque le fil A B est parcouru par un courant assez faible, la courbe d’électrisation est une droite très inclinée sur l’axe des abscisses.
- La courbe A de la figure 3 tracée avec les
- L'ig 3
- nombres de la série VIII de la table précédente correspond à 1= 2,44; elle donne une idée de la forme de l’électrisation pour les courants faibles.
- Au fur et à mesure que l’intensité augmente la partie droite de la courbe se relève de plus en plus. La courbe B faite d’après les nombres de la série V correspond à une intensité de 3,43 ampères ; la courbe c (série XIV) à une intensité de 4,16 ampères.
- Finalement, lorsque la température augmente les deux parties de la courbe ont sensiblement la même inclinaison et la courbe devient une ligne droite, comme, par exemple, celle construite d’après la série XV (courbe D).
- Pour toutes ces courbes la valeur obtenue pour V = O est positive, excepté toutefois pour
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- la sérié X, c’est à-dire que le fil p q est électrisé positivement même lorsque le potentiel du point o est zéro. F. G.
- (A suivre.)
- Sur la polarisation d’électrodes de platine dans l’acide sulfurique, par James B. Henderson (').
- Ces recherches commencées en février 1893, à l’instigation de lord Kelvin, furent effectuées au laboratoire de physique de l’université de Glasgow. Le but en était de déterminer la différence de potentiel entre deux électrodes de platine dans l’acide sulfurique immédiatement après la cessation du courant et d’étudier la variation de'cette différence avec l’intensité du courant et la concentration de la solution.
- Des expériences antérieures faites par Buff (* 2) et par Fromme (3) ont donné pour la polarisation maxima des fils de platine de très petite surface dans l’électrolyse d’acide sulfurique dilué 3,5 et 4,6 volts.
- M. Franz Richarz, dans un mémoire « sur la polarisation des petites électrodes dans l’acide sulfurique dilué », présenté à l’Association britannique, à Bath (1888), s’exprime ainsi à propos de ces expériences :
- « Dans ces expériences la polarisation est calculée d’après des mesures de l’intensité du courant pendant l’électrolyse en admettant que la résistance du voltamètre est indépendante de l’intensité de courant. La validité de cette supposition n'a pas été démontrée. J’ai fait quelques essais par une méthode similaire, et j’ai obtenu des valeurs encore plus éelvées de la polarisation ; pour une densité de 12 amperes par centimètre carré j’ai obtenu 4,7 volts, et la valeur augmentait avec l’intensité du courant. Il est très'improbable que ce soit là un résultat correct. En supposant, toutefois, que la résistance du voltamètre n’est pas indépendante de l’intensité, mais diminue à mesure que celle-ci augmente, le calcul donne pour les mêmes expériences des valeurs faibles et constantes pour la polarisation ».
- La méthode employée par M. Richarz était indépendante de la résistance du voltamètre. La pile, le voltamètre et un commutateur c, (fig. 1) aisaient partie d’un même circuit. Une dériva-
- (*) Communication faite à la Royal Society
- (2) Poggendorff’s Ann., t. CXXX p. 341, 1867.
- 3) Wiedmann’s Annalen, t. XXXIII, p. 80, 1888.
- tion contenait une grande résistance, ùn galvanomètre et un autre commutateur c2 (ct et c2 étaient les deux contacts de l’interrupteur à pendule de Helmhotz). Lorsqu’on fermait ct, un courant très faible traversait le galvanomètre. Pour déterminer la polarisation, on ouvrait ct et immédiatement après c2. Pendant le court intervalle de temps entre l’ouverture de ct et celle de c2 un courant intense traversait le galvanomètre. L’élongation du galvanomètre était proportion-r
- Pilé
- nelle à la force électromotrice de la pile moins la polarisation. De cette façon, M. Richarz trouva des valeurs ne dépassant jamais 2,6 volts avec des petites électrodes, et obtint le même maximum avec de grandes plaques de platine.
- Le voltamètre employée dans les recherches de l’auteur est un vase de verre cylindrique dé 10 centimètres de diamètre et 11 centimètres dé
- y. 1 J Fie. 2
- hauteur. Les électrodes sont des feuilles de platine de 7 centimètres de longueur sur 5,5 cm.de largeur tendues sur un cadre formé de tubes de verre recourbés en rectangle (fig. 2). Ce support sert aussi à fixer les électrodes verticalement, Ces lames plongent dans la solution à la profondeur des 5 centimètres; leurs plans sont pa^ rallèles et distants d’environ 1 centimètre. On a ainsi 55 cm2 par plaque en contact avec lé liquide.
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- ig3
- On détermine la polarisation à l’aide d’un électromètre à quadrants de lord Kelvin ; une disposition spéciale permet d’opérer simultanément l’interruption du courant électrolyseur et la mise en relation de l’électromètre avec les électrodes. Mais avant cette opération, on fait varier l’aiguille à l'aide d’une différence de potentiel établie entre les paires de quadrants, et cette déviation est réglée par tâtonnements, de façon que la mise en communication des électrodes avec l’électromètre ne la fasse pas augmenter.
- Pour obtenir la déviation permanente de l’aiguille on se sert d’un rhéocorde à grande résistance, relié à une pile auxiliaire. Le courant d’électrolyse est maintenu constant dans chaque
- Eleciromcirè
- *Terre
- expérience; on le mesure à l'aide d’une balance de lord Kelvin, et on le règle au moyen d’un rhéostat (fig. 3). Une borne de l’électromètre, une électrode et une extrémité du rhéocorde sont mises à la terre.
- Le courant primaire est emprunté à une batterie de huit éléments secondaires, et le rhéocorde est alimenté par deux éléments secondaires. La disposition des clefs est représentée sur la figure 3. En abaissant la clef k' on relie le curseur aux quadrants isolés, et le circuit d’électrolyse est fermé par k. On le rompt en abaissant la clefÆ, et l’on relie en même temps l’électrode isolée aux quadrants isolés.
- Chaque expérience comprend les phases suivantes.
- Après avoir soigneusement étalonné l’élec-tromètre, on ferme le circuit d’électrolyse et l'on relie l’électrode isolée aux quadrants isolés (par un fil non représenté sur le diagramme). La déviation de l’aiguille ainsi produite par la polarisation augmente graduellement jusqu’à une certaine limite, au bout d’un temps dépendant de l’intensité du courant,
- On enlève alors le fil de connexion et l’on abaisse la clef k’ ; puis on déplace le curseur du rhéocorde jusqu’à ce que la déviation soit égale à celle que donnait la polarisation. En fermant ensuite la clefÆ, il se produit une élongation, à moins que le potentiel des quadrants soit égal à celui de la polarisation.
- Par une série de tâtonnements, on obtient finalement la position du curseur pour laquelle la fermeture de la clef k ne modifie plus la position de l’aiguille déviée. La déviation de l’aiguille donne alors la mesure de la polarisation. La clef k n'est abaissée que pendant deux secondes, et l’on attend au moins deux minutes entre deux essais successifs.
- Le tableau ci-dessous donne les résultats d’une série.
- Teneur en acide de la solution 0/0 Intensité du courant, ampères Durée de passage du courant Polarisation, volts
- 3o 0,2 h. 3 m. 25 2,066
- » 0,5 O 45 2,060
- » 1,0 0 35 2,060
- )) 1 ,0 O 45 2, 124
- 20 O, I 3 22 2, 126
- » 0,5 I 25 2,139
- )) I ,0 0 25 2,090
- » 1,0 0 35 2,124
- 10 0,1 17 40 2, i3g
- )) 0,5 1 19 2,066
- )) 1,0 0 44 2,066
- 5 O, I 18 3o 2,116 2,078
- » 0,5 I 36
- » 1,0 I 0 2,083
- » 1,0 3 l5 2,054
- Movenne • 2,09
- Tous ces résultats tendent à montrer que la polarisation est constante avec des électrodes de grande surface, qu’elle est indépendante de la concentration de la solution et de l’intensité du courant. Les différences dans les nombres ne
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- J 94
- suivent pas d’ordre déterminé, et sont du degré de précision que l’on peut espérer atteindre dans des recherches de ce genre. Quelques-unes des différences les plus grandes se rapportent à des expériences identiques faites à des moments différents.
- La chute de la différence de potentiel de polarisation dépend de la durée du passage du courant et de son intensité, Elle est toujours très rapide au début; dans la première minute elle est souvent aussi grande que dans les cinq minutes suivantes, et jamais inférieure au quart de la'polarisation totale.
- Mesure de la variation de résistance avec la température d’un échantillon de cuivre, par A. E. Kennelly
- et R. A. Fessenden (*).
- Dans ce mémoire, qui est intéressant au point de vue des mesures de précision, les auteurs discutent d’abord les résultats obtenus par MM. Mathiessen et Siemens, dans leurs déterminations classiques des coefficients de température du cuivre, et ils y trouvent des discordances. Il est également fait allusion aux recherches d’autres physiciens, et les résultats finaux de leurs propres déterminations indiquent une relation linéaire entre la résistance et la température du fil entre les limites de 20° et 25o° G., relation représentée par R, = R„ (1 + 0,004061),
- c’est-à-dire qu’entre les limites indiquées le coefficient de température est constant, le maximum observé étant de 0,4097 0/0 et le minimum de 0,399 °/° en divers points.
- Gomme conclusions, les auteurs se croient autorisés à dire seulement que l’on peut trouver du cuivre présentant cette relation linéaire entre 25 et 25o° G. dans les limites d’erreurs que comportent leurs observations. Il est naturellement possible, disent-ils, que dans divers échantillons de fils, le coefficient de température peut varier avec la température ; en d’autres termes, le second coefficient différentiel de la résistance par rapport à la température peut, dans certains échantillons, être positif ou négatif. Il semble donc désirable que de nouvelles mensurations soient entreprises, afin de lever cette incertitude, et les auteurs suggèrent que le
- (*) Extrait d’une communication faite au Congrès d’Élec-tricité de Chicago.
- meilleur moyen expérimental à employer serait d’enfermer le fil à essayer dans l’ampoule d’un thermomètre à air, comme ils l’ont fait dans leurs recherches.
- Les dispositions expérimentales sont décrites dans tous leurs détails, et comme elles n’ont donné de résultats satisfaisants qu’après de nombreuses modifications, leur description pourra être utile aux expérimentateurs qui voudront se servir de la même méthode. Nous espérons que leur publication dans les comptes rendus du Gongrès de Chicago nous permettra de les faire connaître à nos lecteurs.
- Une note intéressante annexée au mémoire donne les résultats de mesures faites sur la résistance de fils de cuivre enfermés dans des tubes de verre à air raréfié et portés graduellement par le courant à des températures avoisinant le rouge. En prenant le coefficient de température déterminé précédemment, la température correspondant au rouge à peine visible serait de 493° C. Cette température se déterminerait à 20 G. près. Toutefois, on a constaté entre les observations prises par des observateurs différents une variation systématiquede 3° C. environ.
- Application de l’électrolyse à l’analyse qualitative, par Charles A. Kohn (’).
- La première application de l’électrolyse à l’analyse chimique a été faite en i85o par Gaultier de Claubry, qui employait le courant électrique pour isoler les métaux vénéneux.
- D’autres chimistes le suivirent dans cette voie, et en 1861 G.-L. Bloxarn publia deux mémoires sur « l’application de l’électrolyse à la recherche des métaux vénéneux dans des mélanges de matières organiques. » L’auteur semble avoir fait un usage général des méthodes décrites dans ce mémoire, qui s’occupe de la recherche de l’arsenic, de l’antimoine, du mercure, du bismuth et du cuivre. L’électrolyse s’effectuait dans des solutions acides, d’où l’arsenic s’échappait à l’état d’hydrure, tandis que les autres éléments se déposaient à l’état métallique.
- Depuis la publication de ces résultats, l’analyse électrolytique a fait surtout des progrès au point de vue des méthodes quantitatives, tandis que ses applications à l’analyse qualitative ont
- ') Communication faite à l’Association britannique.
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- été quelque peu négligées. Dans les dix ou douze dernières années, Glassen et ses élèves ont mis entre les mains des chimistes de nombreux procédés électrolytiques pour la détermination et la séparation des métaux, procédés qui ont été étendus par les travaux de E.-F. Smith, Vortmann et d’autres. Ces procédés sont particulièrement utiles quand on les applique aux déterminations qualitatives dans les enquêtes médico-légales. On ne leur attribue pas une supériorité sur les procédés ordinaires, mais ils peuvent servir de moyen de contrôle en tant qu’elles permettent de déceler de très petites quantités des substances recherchées.
- Le procédé employé par Bloxam pour la recherche de l’arsenic, dans lequel tout danger de contamination par du zinc impur est exclu, a été perfectionné par Wolff, qui a réussi à déceler 0.00001 gr. d’acide arsénieux. J’ai examiné l’applicabilité de ces procédés électrolytiques à d’autres poisons minéraux : antimoine, mercure, plomb, cuivre et cadmium.
- Antimoine. — Le procédé employé assure une séparation complète de l’antimoine des métaux avec lesquels il précipite dans les réactions ordinaires, c’est-à-dire de l’arsenic et de l’étain.
- Le sulfure précipité est dissous dans le sulfure de potassium et la solution, après avoir été chauffée en présence d’un peu d’eau oxygénée pour décolorer les polysulfures qui peuvent être présents, est électrolysée avec un courant dégageant i,5 à 2 cm3 de gaz électrolytique par minute (10,436 cm3 de gaz par minute à o° C et à 760 millimétrés de pression correspondent à 1 ampère). L’antimoine métallique se dépose sur l’électrode négative. Une partie d’antimoine dans 1 5ooooo parties de solution peut être décelée de cette façon, la réaction est donc trente fois plus sensible que la précipitation par le zinc et le platine. Le dépôt sur la cathode, qui est constituée de préférence par une feuille de platine d’environ 1 centimètre de diamètre, se distingue bien même avec une solution ne contenant que 1/28 de milligramme d'antimoine, et en évaporant avec soin un peu de sulfhydrate d’ammoniaque sur la feuille, la coloration orangée du sulfure peut être obtenue comme contrôle. La recherche de 0,0001 gr. de métal est facile dans toutes les conditions, et la précipitation de quantités aussi faibles s’opère complètement en une heure.
- Mercure. — On dépose le mercure d’une solution de nitrate sur une petite spirale de fil de platine. La solution à analyser est acidifiée par un peu d’acide nitrique et électrolysée avec un courant de 4 à 5 cm3 de gaz par minute. Le dépôt s’effectue en une demi-heure. Le métal déposé est enlevé de la spirale en chauffant celle-ci légèrement dans un tube à essai; le mercure se condense alors dans la partie supérieure du tube. Comme réaction de contrôle, on laisse tomber dans le tube un cristal d’iode, et au bout d’un certain temps la présence du mercure est accusée par la formation de l’iodure rouge. On décèle facilement 0,0001 gr. de mercure dans i5o cm3 de solution.
- Plomb. — Le plomb se précipite à l’anode sous la forme de PbO2, dans une solution contenant de 10 à 200/0 d’acide azotique libre, ou comme métal à la cathode, dans une solution à l’oxalate d’ammoniaque. Dans les deux cas, un courant de 2 à 3 cm3 de gaz par heure suffit à effectuer le dépôt en une heure.
- On peut aisément déceler 0,0001 gr. de métal dans i5o cm3 de solution. La spirale de platine sur laquelle on effectue le dépôt se colore. On peut d’ailleurs, pour le contrôle, dissoudre le métal précipité et l’essayer à l’hydrogène sulfuré, ou bien on place la spirale dans un tube à essai et on la chauffe doucement avec un cristal d’iode, qui doit former l’iodure jaune. Cette dernière réaction est très nette surtout dans le cas du peroxyde.
- Des deux méthodes indiquées ci-dessus, celle qui se sert d’une solution à l’oxalate d’ammoniaque est la plus délicate, quoiqu’elle ne puisse être employée quantitativement par suite de l’oxydation qui se produit au séchage. Une addition d’un gramme d’oxalate d’ammoniaque à la solution est suffisante, vu la faible quantité de métal à dissoudre. Un grand avantage du procédé électrolytique réside dans ce fait que le plomb déposé à l’état de peroxyde dans une solution azotique est complètement séparé du mercure, du cuivre, du cadmium, de l’arsenic, de l’antimoine et du fer. Le manganèse est le seul élément ordinairement rencontré qui se comporte de la même façon.
- Cette méthode est donc importante pour la recherche du plomb dans l’eau, dans les acides citrique et tartrique, etc. Si l’on désire des résultats quantitatifs, le meilleur procédé consiste
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- à effectuer l’électrolyse dans une solution azotique, en employant comme anode une petite capsule de platine, à laquelle adhère le peroxyde qui peut être pesé, comme Pb O2, après lavage et séchage à uo°G. May a suggéré la calcination de Pb O2 pour l’amener à l’état de PbO, mais dans ces conditions il se produit toujours une perte qui augmente avec la quantité de Pb O2. Cette perte atteint 2 à 3 0/0 du poids du dépôt.
- Cuivre. —o,oooo5 gr. de cuivre peuvent être décelés rapidement en électrolysant de la façon ordinaire une solution acide. Une spirale de fil de platine sert de cathode, et la présence du métal peut être confirmée en le dissolvant dans un peu d’acide azotique et essayant à l’aide du ferrocyanure de potassium.
- Des résultats quantitatifs dans des solutions contenant 0,001 gr. de métal peuvent être ainsi obtenus avec précision, et la méthode est applicable à la recherche de quantités minimes de métal dans l’eau.
- Les avantages des procédés électrolytiques sur les procédés colorimétriques ordinairement employés dans ces cas sont de deux sortes. En premier lieu, il n’est pas nécessaire de concentrer, en raison de la délicatesse du procédé ; en second lieu, on évite les résultats erronnés dus à l’influence des combinaisons variables présentes dans la solution.
- Cadmium. — Le cadmium se dépose à l’état métallique dans des solutions au cyanure ou à l’oxalate de potasse. Un courant de 0,2 cm3 est suffisant et permet de déceler 0,0001 gr. de métal. Pour contrôler on dissout le dépôt dans l’acide chlorhydrique et l’on traite par l’hydrogène sulfuré.
- Recherche de poisons métalliques dans l'urine. — 11 faut d’abord détruire la matière organique à laquelle les métaux se trouvent associés ; on emploie à cet effet comme d’ordinaire l’acide chlorhydrique et le chlorate de potasse, et l’on soumet les solutions à l’électrolyse. En pareil cas, les avantages de l’électrolyse résident encore dans son extrême délicatesse et dans le fait que les petites quantités de matières organiques présentes dans la solution n’affectent pas l’essai électrolytique tandis qu’elles affectent les réactions ordinaires. Si l’on fait passer le courant plus longtemps que dans les solutions ordinaires, on décompose les matières organiques, qui ne peuvent plus alors modifier les réactions.
- La recherche des poisons métalliques dans l’urine peut se faire directement par l’électro-lyse.
- La présence du mercure ou du cuivre se révèle quand on acidifie l’urine avec 2 à 3 cm3 d’acide azotique concentré et que l’on procède à l’élec-trolyse. On peut retrouver 0,0001 gr. de métal dans 3o cm3 d’urine, ou 1 partie dans 3ooooo d’urine.
- Le plomb ne se sépare pas aisément sous forme de peroxyde, mais si l’on ajoute de l’oxa-late d’ammoniaque, la réaction est aussi délicate que dans une solution aqueuse.
- L'antimoine peut être recherché directement dans l’urine, d’après Chittenden, en électrolysant après addition de 2 à 3 cm3 d’acide sulfurique; mais ce procédé n’est pas satisfaisant. Il est préférable de-précipiter d’abord par l'hydrogène sulfuré, et d’électrolyser ensuite;
- Dans tous ces cas, il est nécessaire de faire passer le courant pendant un temps double au moins que dans le cas des solutions aqueuses. En 24 heures,uncourant de 1 à 2 cm3 de gaz par minute décompose complètement l’urine en laissant une solution claire et décolorée.
- Une comparaison des essais électrolytiques avec les procédés ordinaires à l’hydrogène sulfuré a montré que dans le cas de l’antimoine et du cuivre, l’électrolyse est une fois et demie plus sensible, tandis qu’avec le mercure et le plomb elle est au moins dix fois plus sensible. Ces comparaisons sont relatives aux solutions aqueuses.
- Dans l’essai de l’urine, la valeur des procédés électrolytiques est encore bien plus évidente, car la coloration du liquide affecte toujours plus ou moins la netteté des essais ordinaires. C’est ce que l’auteur a pu vérifier dans un cas d’empoisonnement par le plomb, dans lequel le sujet avait été traité à l’iodurede potassium. L’hydrogène sulfuré ne put, après 24 heures de contact, révéler la présence du métal, tandis que l’électrolyse donna un précipité très net de sulfure après dissolution du dépôt.
- C’est en combinant judicieusement ces méthodes électriques avec les procédés ordinaires du laboratoire que l’on pourra abréger les recherches et en même temps disposer de moyens d’essai plus sûrs et plus délicats.
- A. II.
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- FAITS DIVERS
- En exécution de la circulaire du iap septembre envoyée aux préfets par le Ministre des travaux publics et que nous avons donnée dans notre dernier numéro, les préfets devront prendre des arrêtés d’après le modèle suivant portant règlement pour l’établissement et le fonctionnement des conducteurs d’électricité sur la grande voirie nationale.
- Article premier. — L’établissement et le fonctionnement des conducteurs d’électricité sur la grande voirie nationale sont assujettis aux dispositions du présent arrêté en ce qui concerne la sécurité de la circulation publique et la conservation des ouvrages, sans préjudice de l’application des lois et règlements de grande voirie, des lois et règlements ressortissant au service de postes et télégraphes, notamment du décret du i5 mai 1888 et enfin, quand il y a lieu, des prescriptions additionnelles des actes de concessions des distributions d’électricité.
- Toutefois, l’établissement et le fonctionnement des conducteurs sur lesquels les trains de chemins de fer ou de tramways, ou les bateaux mus par l’électricité, recueillent directement les courants qui actionnent leurs machines, continuent à être exclusivement soumis aux conditions prescrites tant par l’autorité chargée des dits chemins de fer, tramways ou bateaux, que par les services des postes et télégraphes.
- Chapitre I.
- Art. 2. — Forme des demandes. — Tout concessionnaire d’une distribution d’électricité qui veut établir des conducteurs de sa concession sur la grande voirie, tout particulier qui veut établir sur la grande voirie des conducteurs pour le service exclusif d’un immeuble dont il est propriétaire, usufruitier ou locataire, doit en faire la demande au préfet dans la forme prescrite par l’arrêté préfectoral du rr décembre 1809, concernant les permissions de grande voirie.
- Lorsqu’il s’agit d’une concession municipale de distribution d’électricité, empruntant la grande voirie, la demande est présentée par le maire, et la permission est accordée, s’il y a lieu, avec faculté de rétrocession aux concessionnaires choisis par elle.
- Les demandes doivent être produites en trois expéditions dont chacune sera accompagnée des documents spécifiés ci-après et dont une seule sera sur papier timbré.
- Art 3. — Documents à produire à Vappui des demandes. — Toute demande doit être accompagnée :
- r° Des plans, profils, dessins et mémoires justificatifs nécessaires pour définir l’emplacement, la nature, le mode d’installation, les constantes électriques et l’isole-
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- ment des conducteurs projetés, ainsi que les précautions prises contre leur échauffement ;
- y8 D’un engagement conforme au modèle annexé au présent arrêté ;
- 3° Du consentement écrit des propriétaires riverains aux maisons desquels doivent être fixés les supports des conducteurs aériens.
- Les plans, profils, dessins et mémoires doivent notamment définir :
- i° Pour la pose des conducteurs aériens :
- A. Le type des supports, leurs dimensions, l’emplacement de chacun d’eux, avec toutes justifications concernant leur solidité, la solidité des conducteurs, les efforts exercés sur les points d’attache sous l’action du poids des conducteurs et du vent, le mode d’entretien, etc.
- B. Le type d’un isolateur proposé;
- 20 Pour les conducteurs souterrains :
- A. La situation respective de la canalisation projetée et des autres canalisations déjà en place telles que les égouts, conduites d’eau, d’air comprimé ou de gaz, et conducteurs d’électricité; cette situation sera définie par des plans et par des coupes suffisamment nombreuses et bien choisies, indiquant les parties ou les conducteurs électriques seront à moins de o,£o m. de masses métalliques ou d’autres conducteurs électriques;
- B. Les types de câbles et le système d’installation.
- Art. 4. — Forme et délivrance des autorisations. —
- Les autorisations sont données et délivrées dans la même forme que les permissions de grande voirie.
- L’arrêté d’autorisation désigne dans chaque cas le service d’ingénieur en chef et le service d'ingénieur ordinaire qui sont chargés du contrôle en ce qui concerne la grande voirie nationale.
- L’exécution des travaux est subordonnée à l’observation des règles indiquées aux articles 5 et 6 ci-après.
- Art. 5. — Documents à produire avant l'exécution des travaux de premier établissement. — Avant l’exécution de tout travail, le permissionnaire doit remettre, contre reçu, à l’ingénieur en chef du service du contrôle, les dessins de détail, complémentaires des dessins généraux produits, à l’appui de la demande, avec plans, profils et mémoires explicatifs et justificatifs, le tout en triple expédition.
- Art. 6. — Exécution des travaux de premier établissement. — Le permissionnaire ne peut commencer les travaux qu’après avoir reçu l’avis écrit ou l’approbation, par l’ingénieur en chef, des dessins mentionnés à l’article précédent, ou une lettre de ce chef de service déclarant qu’il n’y a pas lieu à production de dessins complémentaires.
- Il doit, au moins huit jours à l’avance, prévenir l’ingénieur ordinaire du contrôle de la date à laquelle les travaux seront commencés, afin que le tracé en soit vérifié. Il doit également le prévenir de leur achèvement en vue de leur récolement.
- Art. 7. — Documents à produire après exécution des
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- travaux de premier établissement. — Le permissionnaire doit remettre à l’ingénieur en chef du contrôle, un mois au plus après l’achèvement de chaque section de conduite principale ou de chaque branchement, un plan et des profils et dessins exactement conformes à l’exécution, indiquant, avec les cotes nécessaires pour repérer la conduite et ses accessoires par rapport à des points déterminés de la surface, le tracé de la conduite en plan, son profil en long, ainsi que les coupes et détails de construction, le tout en ce qui concerne la grande voirie. Sur le plan et les profils le permissionnaire doit indiquer les masses métalliques et leur destination, ainsi que les parties de canalisation dont la distance à ces masses métalliques est inférieure à o,5o m.
- Une notice explicative indique les constantes électriques du courant, la résistance, la section et l’isolement de chaque conducteur avec justifications à l’appui.
- Si le permissionnaire ne s’est pas conformé à ces prescriptions dans le délai d’un mois, ou si les plans et documents produits sont inexacts ou incomplets, l’ingénieur en chef le met en demeure de faire le nécessaire en lui donnant un délai supplémentaire de quinze jours.
- Passé ce nouveau délai, l’ingénieur en chef fait constater la non-exécution et peut faire procéder à l’établissement d’office des plans et documents ci-dessus définis aux frais du permissionnaire.
- Art. S. — Essais. — Des essais d’isolement ou tous autres prescrits par le contrôle doivent être faits, avant toute mise en service, par le permissionnaire, en présence de l’ingénieur ou de son délégué; les résultats en sont consignés sur des procès verbaux certifiés par le permissionnaire et visés par l’ingénieur ou son délégué.
- Art. 9. — Mise en service.—Les conducteurs ne peuvent être rnis en service qu’après notification au permissionnaire du procès-verbal de récolement prévu à l'article 36 de l'arrêté réglementaire du ["décembre i85g,concernant les permissions de grande voirie, sans préjudice dans l’accomplissement des autres obligations imposées par l’acte de concession.
- Art. io. — Vérification de l'état des conducteurs pendant Vexploitation. — Le permissionnaire est tenu de vérifier l’état électrique, la résistance et l’isolement des conducteurs le plus souvent possible et, en tous cas, au moins une fois par trimestre pendant la première année, au moins une fois par an pendant les années suivantes, et à une époque quelconque à toute réquisition de l’ingénieur du contrôle.
- Les vérifications requises par l’ingénieur du contrôle sont faites en présence et sous la direction d’un agent de contrôle à ce délégué par lui.
- xLes résultats de chaque vérification sont consignés sur un registre dont le modèle est arrêté par l’ingénieur en chef et qui doit être présenté aux agents du contrôle à toute réquisition.
- Art. ii. — Exécution des travaux partiels pendant l'exploitation. — Dans l’exploitation des conducteurs
- électriques régulièrement établies, l’exécution de toute fouille sur la voie publique doit être au préalable autorisée par lettre de l’ingénieur ordinaire du contrôle.
- Pour rétablissement de branchements nouveaux le permissionnaire doit adresser trois jours en moinsà l’avance une demande en double expédition à l’ingénieur ordinaire du contrôle, La demande spécifie la fonction, la longueur du branchement, la section et l’isolement des conducteurs avec toutes justifications à l’appui.
- Si dans les trois jours le permissionnaire n’a pas reçu avis contraire, il peut exécuter les travaux en se conformant aux indications de sa demande.
- En cas d’avarie subite ou d’accident le permissionnaire peut exécuter les fouilles nécessaires, à charge, dans les 24 heures, de justifier l’urgence et de remplir les formalités indiquées ci-dessus.
- Art. 12. — Mise annuelle au courant du plan du réseau. — Chaque année, dans la première quinzaine de janvier, le permissionnaire doit adresser à l’ingénieur en chef un état, dûment signé, indiquant les modifications, additions ou suppressions apportées au réseau, tant à la canalisation principale qu’aux branchements sur la grande voirie.
- Il y joint les plans ou extraits de plans nécessaires à la mise à jour du plan du réseau déposé au bureau de l’ingénieur en chef en conformité de l’article 7 ci-dessus.
- Art. i3. — Surveillance. — Les ingénieurs et agents chargés du service du contrôle ont le droit d’entrer dans les usines contenant les appareils d’électricité pour y faire procéder en leur présence aux expériences et épreuves de contrôle intéressant l’application du présent règlement et la sécurité de la voie publique.
- (.A suivre.)
- Un Congrès international de tramways s’est réuni le mois dernier à Budapest. Ses membres se proposaient surtout de comparer les résultats de la traction électrique à ceux de la traction par chevaux.
- Le lieu du Congrès était bien choisi ; à Budapest, il existe un réseau de tramways électriques à prise de courant souterraine qui est très prospère. En 1892, ces tramways ont transporté 10714661 personnes et les résultats financiers ont été des plus satisfaisants.
- Les congressistes, après avoir entendu les rapports sur les tramways de plusieurs villes européennes, et après avoir consacré deux journées à l’examen des dispositions employées par la Société des tramways électriques de Budapest, ont clos la discussion en affirmant que la traction électrique avec alimentation directe des moteurs par des lignes aériennes ou souterraines se recommande par ses qualités techniques et par les résultats financiers avantageux qu’elle a déjà donnés et qu’il est d’intérêt public de la développer.
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- Le 20 octobre, l'amiral Avellan et les officiers qui Tac-, compâgnent, devant visiter le Conservatoire des Arts-et-, Métiers, M. le colonel Laussedat avait fait disposer sous le péristyle de l'établissement qu'il dirige un certain nom-, bre d’objets intéressant plus particulièrement les Russes. fLe plus remarquable était sans contredit le premier spécimen de reproduction gai vanoplastique obtenu par Jacobi à Saint-Pétersbourg et offert à l’Académie des sciences. C'est un bas-relief représentant le massacre des onze mille vierges, qui fait partie des collections.
- Il n'est pas sans intérêt de faire remarquer qu’on a eu l’heureuse idée de joindre à cette exhibition un autre objet presque également remarquable que possède le Conservatoire. C’est une des premières bougies Jablochkoff. qui inventées et expérimentées à Paris par M. Jablochkoff, physicien russe, ont donné à l’éclairage électrique un développement industriel si'remarquable, et ont été le point de départ d'une ère nouveKc I 1 1 s l’électricité appliquée.
- Une nouvelle application de transport d’énergie électrique va être faite dans les Bouches-du-Rhône pour l’éclairage des petites villes de Miramas et Saint-Chamas, voisines de l’étang de Berre. Miramas, bien que ne comptant que 1100 habitants, occupe une importante situation sur le réseau de P.-L.-M. Saint-Chamas, avec 3ooo habitants seulement, n’en sera pas moins un centre de consommation très appréciable. Le pont Flavien, le pont antique le plus remarquable qui existe en France, orné de deux arcs de triomphe d’ordre corinthien qui se dressent à ses extrémités dans un état exceptionnel de conservation, y attire les touristes, et le fonctionnement des grandes poudreries lui donne une animation qui justifie bien l’emploi du nouvel éclairage. Force motrice hydraulique, alternateurs et transformateurs telles sont les conditions d’ensemble de cette installation.
- Le vaisseau cuirassé 1 e jaurèguiherry lancé à la Seyne-sur-mer, à l’occasion des fêtes franco-russes présente une particularité bien remarquable pour les électriciens. Non seulement l’éclairage sera électrique, mais l’électricité sera appliquée comme force motrice des appareils de manœuvre de l’artillerie du bord. Un navire livré par les mêmes chantiers, le Capüan Prat, est muni déjà de dispositifs analogues, mais cependant moins parfaits que les derniers. On comprendra l’importance du rôle à remplir par l’électricité sur le Jaurégaiberry pour mouvoir l’artillerie, à la simple énumération de l’armement.
- Le navire a 108 mètres de long, 22 mètres de large, i5 mètres de creux; son déplacement est de 11800 tonneaux. Sa vitesse sera de 17,5 nœuds, au tirage forcé, avec 14200 chevaux-vapeur fournis par 24 corps de chaudières timbrées à i5 kilos. Les moteurs sont deux machines à pilon, à triple expansion, actionnant 2 hélices en bronze manganèse. L’artillerie comprend : 4 grosses pièces (2 de 27
- centimètres, 2 de 3o centimètres) 2 canons à tir rapide dans chacune des 4 tourelles, soit 8 pièces de 14 centimètres; 4 canons de 65 millimètres. Pour mémoire, mentionnons les pièces plus petites : 12 de 47 millimètres, 8 dé 37 milimètres réparties ça et là. Le service de l’éclairage sera assuré par six grands projecteurs Alangin et 600 lampes à incandescence. Les ingénieurs des chantiers de la Seyne on fait comme on le voit, une création de premier ordre dans cette double installation de force et de lumière. Nous reviendrons ultérieurement sur ces remarquables travaux.
- Éclairage électrique.
- L’expiration des brevets de la compagnie Swan-Edison est attendue avec une certaine impatience par les électriciens. On sait en général que le prix des lampes venant à baisser notablement, l’éclairage électrique verrait ses applications s’étendre considérablement. En réalité, le prix de la lampe n’est qu’un facteur du prix de l’éclairage, et non le plus important.
- Le progrès de beaucoup le plus précieux pour l’industrie électrique serait celui qui permettrait de ne dépenser dans les lampes que i,5 ou 2 watts par bougie sans trop en abréger la durée. Lorsque ce but sera atteint, il est certain que ce sera une arme puissante dans la lutte contre le gaz. Mais il faut bien avouer que jusqu’à présent il n’existe pas sur le marché de lampe ayant ce rendement en même temps que la résistance à l’usure. D’ailleurs la tendance des consommateurs est de ménager la lampe, quitte à dépenser beaucoup trop de courant.
- Si l’on n’arrive pas à perfectionner très sensiblement le filament à 100 volts, on sera peut-être .obligé d’en revenir aux lampes à bas voltage. Celles-ci sont, en effet, caractérisées par une résistance considérable aux régimes excessifs. Il nous souvient avoir vu dans un cours une lampe Gérard d’une trentaine de volts que l’on cherchait à faire sauter en élevant le voltage; or, à 60 volts, la lampe, d’un éclat inaccoutumé, résistait encore; si l’on avait fait à ce moment des mesures, il est certain que l’on aurait pu constater un rendement superbe.
- Dans les nombreux essais de lampes publiés depuis quelque temps, on a négligé entièrement les lampes à bas voltage ; peut-être y aurait-il intérêt à les faire entrer dans les essais comparatifs.
- Dans un article de VElectrician, de Londres, M. Lewel-lyn Preece indique, d’après l’expérience acquise au Midland Railway, les distances à donner aux lampes à arc servant à l’éclairage des gares.
- Dans les gares de marchandises, il s’agit d’éclairer les hangars et les voies d’amenée; pour les premiers la distance entre les lampes ne doit pas dépasser 21,5 m.*
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- l’éclairage est alors suffisant pour permettre de lire sans fatigue les feuilles de marchandises; ce serait possible encore avec un écartement de 24,5 m., mais il faut éviter les ombres trop longues. L'emplacement des lampes se régie d’ailleurs aussi d’après celui des grues.
- L’éclairage des voies peut être un peu moins intense on laisse une distance de 3o mètres entre les lampes à arc. La hauteur des lampes au-dessus du sol est de 4*2 m. pour les hangars à marchandises et de 5,4 m. pour les voies. Sur les voies de garage on peut augmenter la distance entre les lampes à 36 mètres, et même à 45 mètres aux endroits dépourvus d’aiguillages, la hauteur des ampes est alors de 7,5 mètres.
- Ces indications se rapportent à des lampes de 5oo watts; pour celles de 35o watts il peut diminuer les distances indiquées de 3 à 4,5 m.
- 1 Dans les hangars et les gares de voyageurs on emploie des globes dépolis, dans les gares de marchandises des globes transparents.
- A l’aide de la formule de Trotter, d’après laquelle réclairement est proportionnel, à la quatrième puissance de l’angle d’incidence à partir de'4?ü, on peut déterminer des courbes donnant l’éclairement en fonction de la distance et de la hauteur des lampes.
- La lumière électrique, a conquis partout droit de cité. Une très élégante application en a été faite à Toulon dans l’immense'Salle de bal qui a réuni 6000 danseurs. Le lustre central formé de soixante-dix pistolets ancien modèle de 1842, de 3o sabres supportant 25 canons de pistolets portait des lampes à incandescence fixées en guîse de bougies à tous les canons; six lustres plus petits étaient éclairés de môme. Par opposition, les énormes projecteurs électriques qui servent à fouiller l’horizon pour la recherche des torpilleurs avaient été débarqués par les cuirassés de l’escadre française et concouraient à rehausser l’éclat de la fête. L’éclairage mixte de la place d’Armes comprenait des lampes électriques. On voyait dans les massifs, les palmiers et les lauriers-roses des jardins, des motifs éclairés de la même façon. Il ne manquait vraiment qu’un feu d’artifice analogue à ceux de Chicago.
- Télégraphie et Téléphonie.
- Dans la journée du i3 octobre le bureau de Toulon a transmis à l’occasion de l’arrivée de l’escadre russe, iSoooo mots. Le lendemain 14, le nombre de mots s’est élevé à r8o 000. Des dispositions spéciales avaient été prises par l’Administration des Télégraphes pour assurer le service de toutes façons. Un ingénieur, M. Massin, avait été chargé de s’entendre avec la marine pour le logement et la nourriture d’une forte escouade de télégraphistes de renfort envoyés de Paris pour la durée des
- fêtes. Une section de câble sous-marin avait été préparée par l’usine des câbles de la Seyne, pour rattacher directement au réseau aérien le vaisseau amiral russe Empereur Nicolas Vr. De la sorte, tout a fonctionné de façon parfaite et l’amiral Avellan a pu télégraphier du bord même de son cuirassé. Cette intelligente innovation mérite d’avoir une suite. Que de fois ne pourrait-on pas utiliser une semblable disposition en certains points où nos escadres séjournent longtemps et ne font le service des télégrammes qu’à grand renfort de canots, youyous et baleinières qu’un coup de vent peut retenir à terre avec une dépêche urgente.
- fc^VWWVW 1/^VVWwW
- Le gouvernement anglais a commencé la pose des câbles téléphoniques destinés à rejoindre les bateaux-phares de North Godscon Sand à Ramsgate, et de Ken-tish Knock à la baie de Kingsgate. Il est certain que le système sera étendu et généralisé sur toutes les côtes de France, d’Angleterre et de Hollande, ainsi que dans la mer du Nord, où il y a plusieurs bateaux-phares, si du moins l’expérience prouve que les marins font usage de ce genre nouveau de communications perfectionnées. En effet, à l’aide du système universel de signaux maritimes, même en pleine tempête, s’il se trouve en vue d’un phare relié, un navire peut se mettre en communication instantanée avec son port d’armement, quelque longue que soit la distance.
- La ligne téléphonique, en partie sous-marine établie au prix d’une dépense de 5ooooo francs entre les deux villes les plus commerçantes de l’Ecosse et de l’Irlande, Glasgow et Belfast, est terminée depuis plusieurs mois sans avoir donné lieu jusqu’ici à un trafic bien actif. Deux mois après la mise en service de la ligne on n’avait pas encore transmis une seule conversation. La raison en était dans le tarif excessif, d’après lequel on devait payer 7,5o fr. pour .trois minutes de conversation. Le 28 juillet ce tarif a été réduit à 3,74 fr. et depuis lors on n’a transmis que six conversations. Récemment, les conditions ont été un peu améliorées, le. Post-Office ayant permis à la National Téléphoné Company de relier ses abonnés directement au circuit Glasgow-Belfast. Mais comme cette ligne est à circuit entièrement métallique, tandis que les réseaux d’abonnés sont à simple fil, il. va falloir modifier ceux-ci afin d’obtenir une meilleure transmission. Le prix des abonnements sera, à la suite de cette transformation, légèrement augmenté.
- Imprimeur-Gérant : V. Nohy.
- Imprimerie de La Lumière Électrique. — 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 t) SAMEDI 4 NOVEMBRE 1893 N« 44
- SOMMAIRE. — Sur une hypothèse de Maxwell; J. Blondin. — Le transport d’énergie électrique de Tivoli à Rome; P. Marcillac. — A propos de la théorie des machines à champ tournant; Paul Boucherot. — Au sujet de l’unité de lumière; André Blondel.— Chronique et revue de la presse industrielle: Méthode potentiométrique pour déterminer la force électromotrice des transformateurs, par Bernard P. Scattergood. — Perfectionnements à l’isolation des câbles, par Cook. — Canalisation électrique souterraine, par D.-C. Jackson. — Sur une nouvelle forme d’embrayage à vitesse variable pour locomotives et tramcars électriques, par W. Worby-Beaumont. — Appareil pour la mesure de la réluctance magnétique, par M. A.-E. Kennelly. — Revue des travaux récents en électricité : Sur la propriété piézo-électrique du quartz, par lord Kelvin. — Sur la théorie de la pyro-électricité et de la piézo-électricité, par lord Kelvin. — Transmission de l’électricité à travers l’air entourant un conducteur porté au rouge par un courant électrique, par M. Vicentini. — Faits divers.
- SUR UNE HYPOTHÈSE DE MAXWELL
- l. D’après la théorie dynamique de l’électro-magnétisme développée par Maxwell, les composantes P, Q, R de la force électromotrice en un point de coordonnées x, y, z sont données par les équations (équations B du § 5g3 du Traité de Maxwell) ;
- dv ,dz_ d F dû
- “ C dt ~ dt dt dx1
- dz _ dx d G d J/
- — a clt C dt dt " dy ’
- , d\ dy d H d 4»
- ~b di ~ a - dt dt ~ ~dz'
- a, b, c étant les composantes de l’induction magnétique, F, G, H celles du moment électromagnétique, et le potentiel électrostatique au point considéré.
- Un peu plus loin (§ 600) Maxwell démontre que si les axes de coordonnées sont mobiles dans l’espace, ces équations doivent être remplacées par les suivantes :
- dy' b dz' d F' 3 G + p)
- dt b dt dl a -v
- dz’ „ dx' d G' $ G + Y)
- dt C dt dt 3y
- dx’ dy' d II’ 3 (* + V)
- dt ‘ dt dt dx
- P, Q, R désignant les composantes suivant trois axes fixes de la force électromotrice en un point de coordonnées x, y, 2 par rapport à ces axes; a, b, c les composantes de l’induction magnétique dans le même système d’axes; F', G', H' les composantes du moment électromagné-dx' dy' dz'
- tique, et
- dl ’ dt ’ dl
- celles de la vitesse du point
- considéré par rapport au système d’axes mobiles; 'I le potentiel électrostatique; ÿ enfin étant la fonction
- i' = -(Fsr' + G
- +1,1='
- îf T btj
- (3)
- où F, G, II sont les composantes du moment électromagnétique par rapport aux axes fixes,
- et —, —, ~ celles de la vitesse d’un point in-b l b L b t
- variablement lié aux axes mobiles par rapport aux axes fixes.
- Si l’on suit le raisonnement de Maxwell, il est facile de voir, comme nous le montrons plus loin, qu’il n’est nullement prouvé que if soit le potentiel électrostatique. Cet auteur fait donc une hypothèse qu’il ne justifie pas.
- 11 suppose en outre, et c'est d’ailleurs le trait caractéristique de sa théorie, que les équations précédentes et celles qui s’en déduisent sont applicables aussi bien à un corps mauvais com ducteur qu’à un corps bon conducteur.
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- LA LUMIÈRE ELECTRIQUE
- C’est sur cette double hypothèse que nous nous proposons d’insister en appliquant les formules précédentes aux corps en mouvement.
- 2. Rappelons d’abord succinctement comment les fonctions F, G, H et s’introduisent dans ces formules.
- Les quantités F, G, H sont définies (§ 591) par cette condition que l’intégrale curviligne
- prise le long d’un circuit fermé soit égale à l’intégrale de surface
- //<'
- a mb + ne) d S
- (4')
- étendue à la surface limitée par le circuit, /, m, n étant les cosinus directeurs de la normale à l’élément d S, et a, b, c étant (§ 592) les composantes de l’induction magnétique.
- Transformons l’intégrale curviligne en intégrale de surface; nous avons
- Ff£ + G^+H %L)ds = 1 ds ds J
- ds
- //K
- 3 H dy '
- 3G\ , /3F
- ’aj'" V3 2t‘
- 5)> *(§§-&]"•
- a_H>
- 'a.
- Par conséquent, l’égalité cherchée a lieu si
- 3 H 3 G
- 3 y 3 z
- 3 F 3 H
- 3 s 3 A
- 3 G 3 F
- 3 A 3 y
- Mais ces relations ne définissent pas complètement F, G, H. En effet, si F, G, H sont des fonctions qui y satisfont, les sommes
- F, = F +
- 3a’
- G,= G +
- 3_7
- 9 y’
- II, = H +
- 3 TL
- où y est une fonction quelconque mais continue de x,y, z y satisfont également, car
- 3 H, _ 9G, _ 3H _ 3a y _ 3G 38 y, __ 9 II 9 G 3 y 3 z 9 y dy 9s 9s dz d y 3 v 9s’
- et de même pour les autres différences.
- Aussi Maxwell est-il obligé de faire une autre hypothèse qui ne s’impose nullement ; il admet
- (§ 616) qu’en tout point de l’espace on a identi-
- quement :
- 3_F 3G 3_H _
- 9 a- + 9 r 9 ?
- (6)
- Si Ton admet cette hypothèse, il faut, pour que les fonctions Fj, Gx, H, y satisfassent, que la fonction y soit telle que l’on ait :
- 3* X . 32 |
- 3 a4' 9 y * ^
- : A y — O.
- Or, on sait que si p est la densité d’une matière attirante en un point de l’espace, et 9 le potentiel de cette matière attirante en un autre point quelconque, on a
- A 9 = — 4 7t p.
- Par conséquent y peut être considéré comme étant le potentiel d’une matière attirante dont la densité est nulle en tout point de l’espace; par suite, y doit être identiquement nul. L’indétermination signalée des fonctions F, G, H se trouve donc levée, mais à l’aide d’une hypothèse non justifiée.
- 3. Passons maintenant à la fonction Ayant établi que la force électromotrice d’induction dans un circuit fermé est égale à la dérivée par rapport au temps, changée de signe, de l'intégrale (4'), Maxwell arrive à l’équation (§ 598) :
- E =
- d F dx d G dy dt ds dt ds
- 9 F dx 1 3 G dy 3 a ds ' 3 a ds
- +
- +
- d H ds\ dt ds J
- 3H
- 3 A ds)
- ds
- dx , dt ds
- — C (— ^,3^;^,3JÎ dz\ dy
- J \3>- ds + 3r ds ' 3y ds) dt dX
- — C P F !ÈL 1 ir . 3ji ds\ dz .
- J \d z ds + 32 ds + dz ds) dt dS
- C I „ dKx , „ d\r , rT d?z \ ,
- J V V ds dt +G ds dt +H ds dt) ds'
- Remplaçant dans les deuxième, troisième' et quatrième intégrales du second membre les dérivées de F, G, H par leurs valeurs tirées des équations (5), il obtient pour la seconde:
- 3_F dx 3 a ds
- . dy ,3F dy + 6 UJ + 37 ds
- 3 F dz dz ds
- dx
- dt
- ds,
- ou
- ^ dz . d F\ dx ds ds ) dt
- ds,
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- •203
- et des expressions analogues pour la troisième et la quatrième.
- En rapprochant le dernier terme de chacune de ces expressions de ceux de la quatrième intégrale, il obtient des sommes dont la première est
- Ad F dx F ds dt\ ,
- ~dïdt + -WT)ds-
- Or, cette intégrale a pour valeur générale cix
- F -jj ; quand on la prend le long d’un circuit
- fermé, comme c’est ici le cas, sa valeur est donc nulle.
- La conclusion est la même pour les deux autres sommes analogues et l’on arrive, en groupant convenablement les termes, à l’expression
- * = /
- + J {a-dt-c-dt--dT)dsds
- + f {b%-a%-*£)¥ds.
- J \ dt dt dt ) ds
- En appelant P, Q, R les composantes de l’induction en un point du circuit, on doit avoir pour la force électromotrice totale :
- et il y a égalité entre ces dernières expressions de E si l’on a :
- dy _ h dz d F
- c dt - O dt dt ’
- a dz dx d G
- dt — C dt dt '
- p, dx - a dz d H
- U ~dt ~ dt dt
- Mais, de même que les équations (5) ne déterminaient pas complètement F, G, Fl, celles-ci ne déterminent pas complètement P,Q,R. Pour leur donner toute la généralité désirable, Max-
- well ajoute à chacune d’elles les termes —
- dx’
- — %' — ^ 0*3^en,; ^es équations (i).
- La fonction | est donc indéterminée, « mais, dit Maxwell, nous verrons que, quand on connaît toutes les conditions du problème, on peut
- assigner à ^ une valeur déterminée qui est le potentiel électrique au point (x,y, z) ».
- Malheureusement, malgré cette assertion, cette preuve a posteriori de l'exactitude de l'hypothèse faite sur ^ ne se trouve pas dans l’ouvrage de Maxwell, du moins avec toute la généralité désirable.
- 4. D’ailleurs, nous avons vu que cette hypothèse n’est pas la seule.
- Si nous abandonnons la première, celle qui consiste à admettre la relation
- 3F 3 G 3 H _
- 3.v + 3 y + 3z —°’
- cet abandon revient à remplacer dans les formules. F, G, H par
- F F
- Tl
- dx ’
- G +
- dy 1
- H +
- dz -
- Par suite, dans les seconds membres des équations de la force électromotrice s’introduisent alors les termes
- _ JTl _ ÉTl _ d"y
- dx dt’ dy dt’> dz dt"
- D’autre part, quoique laissant à la fonction toute sa généralité, nous pouvons néanmoins la considérer comme la somme du potentiel électrostatique et d’une fonction quelconque, mais continue, fa. Il en résiilte l’introduction des termes
- d d dtyA
- dx ’ dy ’ d%
- dans les seconds membres des équations de la force électromotrice.
- Mais la somme
- d8-/ d ____________ d f dX\
- dx dt dx ~~ dx v '1 ~dt)
- des termes ainsi introduits dans la première de ces équations peut être regardée comme la dérivée, changée de signe, d’une fonction arbitraire
- ÿ, puisque ^ et sont indéterminée.
- Les mêmes considérations s’appliquant aux deux autres équations, nous avons pour la forme la plus générale des équations de la force électromotrice :
- P-cTî- 1 ~C dt . dz b~it a F d ? d ^
- dt dx dx
- Q = adt- d-X c Vit d G d 0 d ^
- dt W~ Tÿ
- ,, , dx K=bm~ , dy a Tl J ! I d ? d-l>
- dt dz dz
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- Si nous cherchons ce qu’elles deviennent quand les mouvements des conducteurs sont rapportés à des axes mobiles, nous trouvons
- dz' dï
- dx'
- Q = a -
- R — b-
- dt
- dz' d F' d $ d 4-
- 0 dt dt dx dx
- , dx ' C dt d G' d-o d (i|/ 4-
- dt dy dy
- dy' a ~dt dll' d $ d ('1» 4“ 4,/)
- dt dz dz
- (8)
- les lettres ayant la même signification que dans les équations (2).
- La comparaison des équations (1) et (7), (2) et (8) montre que les deux hypothèses faites successivement par Maxwell sur les fonctions F, G, H et sur la fonction pour arriver aux formules (1) et (2) se ramènent à une seule, la dernière.
- Pour vérifier son exactitude, nous pouvons ou bien appliquer les formules (1) et (2) à un cas particulier et constater que la fonction ^ représente le potentiel électrostatique; ou bien appliquer les équations (7) et (8), où <|/ représente le potentiel électrostatique, et montrer que les dérivées partielles de cp sont identiquement nulles.
- 5. Prenons le cas d’un cylindre conducteur indéfini tournant avec une vitesse constante autour de son axe dans un champ magnétique uniforme dirigé suivant cet axe, un champ produit, par exemple, par un solénoïde indéfini concentrique au cylindre.
- Dès que le mouvement commence des courants induits prennent naissance dans la masse conductrice et ces courants modifient l’intensité du champ. Mais au bout d’un certain temps un régime permanent s’établit et les courants induits forment alors une nappe à la surface du cylindre, car, dans l’état d’équilibre électrique, il ne peut y avoir d’électricité libre à l’intérieur d’un conducteur. Cette nappe étant uniforme par raison de symétrie, elle agit comme un solénoïde indéfini et. par conséquent elle produit en tout point intérieur un champ magnétique uniforme dirigé suivant l’axe, de rotation et qui s’ajoute au champ primitit.
- Cherchons quelle doit être la fonction arbitraire <p qui entre dans les équations (7) pour que ces équations s’appliquent au cas qui nous occupe.
- D’après ce qui précède, nous avons, en prenant pour axe des ç l’axe de rotation
- a— o b—o c=consl,
- L’induction magnétique en un point quelconque de l’espace ne dépendant pas du temps, il doit en être de même des composantes du moment magnétique en ce point ; par suite
- d 1<_dG___dII ^
- dt dt dl ~~
- Quant aux dérivées partielles de ^ elles doivent être nulles, puisqu’elles représentent les composantes changées de signe de la force électromotrice due à la distribution électrique sur la surface du cylindre et que ce cylindre est conducteur. A cause de cette conductibilité, P, Q, R doivent également être nuis.
- Par conséquent, les équations (7) se réduisent à
- dy
- d s dx
- d;? dy '
- dt
- dx dt’
- d <0
- dz
- Ces relations montrent que les dérivées partielles de la fonction © ne sont pas nulles et que, par suite, les équations générales (7) ne peuvent se réduire aux équations (1). L’inexactitude de l’hypothèse de Maxwell est donc manifeste.
- 6. Calculons la fonction 9.
- Pour cela exprimons les composantes — , ~-^2 de la vitesse du point considéré en fonc-
- et
- dt
- tion de la vitesse angulaire oj. Nous avons
- dx _ dt ~
- Par suite
- “'X:
- dt
- : 0) X,
- d ?
- -4— zr C o) X
- dx
- dz
- dt
- d s
- (9)
- d’où
- dy '
- Ctù ,
- = — (-va + y-)
- (10)
- en négligeant la constante d’intégration qui n a aucun intérêt puisque la tonction <p n’entre dans les équations que par ses dérivées.
- Cherchons maintenant l’expression de <p en fonction de F, G, H, expression dont l’intérêt résulte d’une remarque que nous ferons ultérieurement. Pour cela calculons les composantes du moment électromagnétique à l’aide des relations (5) et (6)
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
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- Nous avons
- _ an _ a g 0 dy dz'
- 9 F a ri 0— dz dx'
- _9G 9F dy’
- a f , a g , a h â:v + a7 + aJ=°
- Mais il est évident que les phénomènes électriques en un point quelconque du cylindre indéfini ne doivent pas dépendre du z de ce point. Par suite, les dérivées par rapport à cette variable de quantités exprimant la grandeur de ces phénomènes doivent être nulles, et les équations précédentes se réduisent à
- aH _ aH _ a h _
- dx~Sy~dz ~°
- 3 F 3G dx F dy ~°
- 3F a G_ dÿ dx~ c
- De la première on déduit H = o et les deux autres sont satisfaites pour
- F =-\cy G = ±cx
- Par conséquent, l’expression (io) de <p peut s’écrire
- ç — U (G .v — F y)
- ou, en tenant compte des relations (9)
- dx ,rdv dz
- F- + GdF + H:
- dt
- dt
- 7. Il était d’ailleurs facile d’arriver plus rapidement à cette expression de <p en partant des équations (8) de la force électromotrice au lieu de nous servir, comme nous l’avons fait, des équations (7).
- En effet, si nous prenons pour système d’axes mobiles un système invariablement lié au cylindre tournant, la vitesse d’un point du cylindre par rapport à ces axes est nulle; par suite
- dx’ _ dy'____d z’
- dt dt ~~ dt
- Le régime permanent étant supposé établi, les phénomènes électriques en un point du cylindre en mouvement doivent être indépendants du temps. Par conséquent, les valeurs du moment électromagnétique doivent rester con-
- stantes et les composantes de cette quantité suivant les axes mobiles entraînés par le cylindre doivent également avoir des valeurs constantes. Il en résulte :
- a v ___a o ___a i-r _
- dt dt dt °’
- D’autre part, nous avons pour les raisons indiquées plus haut
- P = Q = R = o,
- d’Ii _d ^ d ÿ _____
- dx dy ~' d z~0'
- Par conséquent, les équations (8) se réduisent à
- d 9 + d '{/
- dx d X
- d 9 dy + dy dy
- d 9 j_ d y
- d z T dj
- On a donc
- Or on sait que
- y — F Ldï q. g — + H —
- T * ~ Stt X R/
- ou
- o X S J 0 .
- sont les composantes de la vi-
- 8/’ 81 ’ S t
- tesse, par rapport aux axes- fixes, d’un point invariablement lié aux axes mobiles. Mais puisque ceux-ci sont eux-mêmes liés invariablement au corps tournant, ces composantes sont celles de la vitesse absolue d’un point du corps. Par suite
- _ dy Sz
- S t dt ' , S l
- Sx c t
- dx
- ~dï'
- dy
- HT’
- et l’on a bien
- _ dx dy d
- f ^ F 777 d G —jj + Il
- dt
- dt *
- 8. Quelle que soit la méthode employée pour déterminer <p, il n’en est pas moins prouvé que l’on doit prendre pour équations de la force électromotrice, dans le cas qui nous occupe,
- P = dy Cctt~ , dz bdt~ 1 ^ [>â •Q dx\ Fdx dt ,_rdy + gm + 11 dz'' dt ;
- dz dx dG d / ' ,,dx , r^dy + H dz
- Q= a~dt C~dt~ dt dy\ *~dï + G7it dt,
- . dx dy d 11 d ! 'dx . r- dy + H dz'
- R= dt ci-4t- dt dt dz\ ,F dt + GTt dt,
- j dx
- (")
- Mais ces équations sont beaucoup plus générales, car, ainsi que nous allons le montrer, elles
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- s’appliquent à tout milieu conducteur ou non conducteur, se mouvant dans un champ magnétique lorsque les phénomènes électriques ont atteint leur régime permanent.
- En effet, lorsque ce régime est atteint, les intensités de ces phénomènes sont, en chaque point de l'espace, indépendantes du temps. Par conséquent, non seulement les dérivées de ces intensités par rapport au temps sont nulles, mais en outre il n’y a plus de phénomènes d’induction, puisque ceux-ci résultent de variations dans le temps ou dans l’espace. La force élec-tromotrice totale en un point doit donc se réduire à la force électromotrice électrostatique; c’est-à-dire que l'on doit avoir
- P:=-
- d ii dx’
- __ d ^
- Q=-
- dy'
- Par suite, les relations (7) se réduisent à
- d a ç dy t d z rfF
- dx dt dt dt ’
- d <p a dz d x dG
- dÿ ' dt C dt dt '
- d <p 7, d x - a dy _ d H
- cTz r U dt dt dt
- Remplaçons a, c par leurs valeurs (5), nous obtenons
- dv __ 3G dy 1 3 H d z 5 F dy _ 3 F d z d F
- dx ~ ' 3 x dt “T 3 .r dt ~ 3 y dt 3 Z dt dt ’
- d <p 3F d x 3 H d z e G d x 3 G d z dG
- dy dt dy dt x dt 0 x dt dt
- d © 3 F d x + 3G dy 3 H d x a H dy d H
- dz ~ 3 S ~dt 3 C dl " 3 X dt d r Ht ~ dt
- Si nous exprimons que le moment électromagnétique en un point quelconque du milieu mobile est indépendant du temps, c’est-à-dire que les dérivées totales de F, G, H par rapport à/, sont nulles, nous avons
- _ 3 F 1dx 3 F d y 3 F d 5 d F
- °— dx dt + 3 y dt + 3j dt + dt ’
- __ d G d x 3G d y , 3 G cl z d G °~ Wx~dt + ïïy ~dt + ~d% ~dt + HT*
- _ 3 H d_x 3_H dy 3 H de d H
- 0— dx dt + 3 y dt + 3 z dt + dt '
- Par suite, les dérivées partielles de ep peuvent v s’écrire :
- d 0? 3 G dy 3 H dz 3 F dx _3T„ dx_ , „ cfcl
- dx~~Tx~di + 3 xdt + 3 x dr~dxl dt + dt ~h dt | ’
- *_3Gir et 4. Tf ~ + c -^4-H —
- dÿ~ dy dt+Yydï+dy dt~dyl dt + J dt ^ dt]'
- d cp _ 3F dx 3G dy 3 H d_ z _3_ T „ d x „dy . c/sl dz dz dt dz dt dz dt ds\_ dt dt dt J
- Si nous portons ces valeurs des dérivées de <p dans les équations (7), nous obtenons bien les équations (11).
- Remarquons que si nous remplaçons <{/ par sa valeur dans les équations (2) de Maxwell, nous obtenons un système dont la première équation est
- P
- dt
- cl:
- d F'
- dt dt d
- AJ
- dx\
- f ££ 4. r 4- h r & t + G 5t + nst
- \_di?
- ) dx'
- Ce système n’a rien de commun avec le système (11), puisque dans ce dernier n’entrent que les vitesses d’un point du corps par rapport à des axes fixes, tandis que dans celui de Maxwell entrent les vitesses de ce point par rapport à des axes mobiles. D’ailleurs, il est évident, et il est facile de s’en assurer par le calcul, que si nous étions parti du système d’équations (8) pour déterminer la fonction <j>, nous serions arrivé à la même expression que par la marche précédente. Le système d’équations (2), qui suppose cp nul, ne peut donc à aucun titre être rapproché des équations (11).
- Nous insistons sur cette différence, car dans son ouvrage (x) M. J.-J. Thomson consacre un chapitre à l’étude des forces électromotrices sur les corps en mouvement en partant des équations (11) qu’il considère comme une simple transformation des équations (2) de Maxwell.
- 9. Maintenant que nous avons montré que les équations de la force électromotrice données par Maxwell ne sont pas toujours applicables aux corps en mouvement, du moins en donnant à la signification indiquée par ce savant, examinons d’un peu plus près la signification des
- dx dy d z vitesses —r , ~Jr, -77 • dt dt dt
- 11 est admis que ces quantités représentent les composantes de la vitesse du point du milieu en mouvement. Dans le cas où nous considérons des conducteurs qui se déplacent, il semble, sans aucun doute, que ce milieu doit être la matière qui constitue le conducteur. Mais lorsque nous considérons les corps diélectriques une difficulté se présente. Dans ce cas, la force électromotrice a pour effet la production de courants de polarisation qui, d’après Maxwell, consistent en un déplacement d’un fluide hypothétique, l’éther. Il est donc permis de se demander si les
- (') Recent Researches in Electricity and Magnetism. Voir La Lumière Électrique, t. XL1X, p. 42.
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 207
- d 3c et y d z
- dérivées —, se rapportent aux molé-
- cules matérielles ou aux molécules de l’éther.
- Malheureusement la faible étendue de nos connaissances expérimentales sur les phénomènes produits au sein des diélectriques en mouvement ne nous permet pas de résoudre la question. D’ailleurs, toutes les fois que nous considérons l’éther engagé dans un milieu matériel, nous en sommes réduits aux hypothèses, car nous ignorons à peu près complètement la loi qui lie le mouvement de l’éther à celui des molécules matérielles.
- Cependant, si nous admettons que l’éther de Maxwell qui remplit les diélectriques et dont le mouvement donne naissance aux phénomènes électriques n’est autre chose que l’éther lumini-fère dont le mouvement produit les impressions lumineuses ; en d’autres termes, si nous admettons la théorie électromagnétique de la lumière, les résultats des expériences de M. Fizeau et de MM. Michelson et Morley peuvent, comme nous allons le montrer, conduire à quelques conséquences intéressantes relativement au sujet qui nous occupe.
- 10. Cherchons donc l’équation de la propagation d’une perturbation électrique dans un milieu en mouvement. Cela revient à'chercher une relation entre les dérivées d’une même quantité, par rapport au temps et par rapport aux coordonnées, c’est-à-dire à éliminer entre les équations qui lient cette quantité aux autres quantités du champ toutes ces dernières quantités.
- Prenons pour équations de la force électromotrice les équations générales (7).
- Les composantes du déplacement en un point sont données par les équations
- /
- r= —Q.
- K_ 4 it K
- (12)
- h=— R. 4 "
- Quant à celles du courant de polarisation, elles sont reliées à/, g, h par les équations
- df
- 1! -
- ‘ dV
- dg
- ctt’
- dh ' dt ’
- (*3)
- et aux composantes a, b, c de l’induction magnétique par les suivantes :
- 4 Jt (/. u —
- 4 7t y. V :
- de dÿ '
- da
- dz
- db ' dz'
- de dx ’
- ('4)
- db da
- 4 7U (i. 11' = -j— — ,
- dx dy ’
- où j* désigne la perméabilité du milieu.
- De ces dernières équations nous déduisons
- _ÉL—_______L__J ( J? . 1 _j_ (d*£_ rfac\_
- dy dx 4-nu.dz\ dx + dy) ’+ 4 u ^ \dx- + dp) ’
- mais on sait que
- da db de dK- + dï + dz:
- -O;
- par suite, nous avons
- du dÿ '
- dv
- dx
- — -yz. —---------à c.
- 4it [A
- (I?)
- (16)
- D’autre part les équations fie) et (i3) nous donnent
- du _ dv _ d. I df _ _ Jy d_ (d P _ d Q\
- dy dx ~ dt \ dy dx) ~~ 4 n dt ^dx)'
- et en tenant compte de l’égalité (i5)
- _Lic_ JL _J f J_Q\
- 4 it (a 4 u dt \ dy dx ) '
- Des équations (7) nous.tirons
- (17)
- aj?
- dy
- P dQ_dcdx de dy dz/da db\ d fdF dG\ v dx ~dx dt +dy dt dt \dx + dy) dt\dy~dx)
- ou, en tenant compte des relations (5) et (i5) :
- rfP dy '
- d Q d x '
- dc_ dx ' dx dt
- de dy dy dt
- de dz dz dz dt^ dt'
- (18)
- Il vient donc enfin, en portant cette expression dans (17) :
- 1 a . — — (dc Jri
- IC (jl C~ dt \cir dt
- de dy de d : + dt dt + dz dt
- Iz dc\
- U + dt)‘ (19)
- et nous aurions des expressions analogues pour les autres composantes de l’induction.
- u. Nous voyons que la fonction inconnue o a disparu des équations. Cette circonstance nous permet de discuter plus facilement les résultats obtenus suivant l’hypothèse que l’on fait sur la
- signification de ^~ dans les équations
- de la force électromotrice.
- Supposons d’abord que ces quantités désignent les composantes de la vitesse des molécules matérielles.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- Deux nouvelles hypothèses peuvent encore être faites : ou bien les composantes u, v, w, du courant de polarisation sont les dérivées par rapport au temps des composantes du déplacement en un point fixe de l’espace, ou bien ce sont les dérivées par rapport au temps de ces quantités en un point fixe du diélectrique en mouvement.
- Bien que la première de ces hypothèses ne soit guère probable, examinons cependant les composantes de chacune d’elles.
- Si l’on adopte la première, on doit prendre dans les équations (i3) les dérivées partielles par rapport à /, et il doit en être de même dans la relation finale (19).
- Si, au contraire, on adopte la seconde, x,y, z doivent être considérés comme des fonctions du temps et l’on a, en développant le second nombre de la première des équations (14):
- __ df clx df dy df dz ci/
- 11 ~ dx dt + dy dt + dz dt + df
- (20)
- L’équation finale devient alors,
- 1 _ (dx d dy d dz d d\
- c — \dt dx + dt dy + dt dz + dt)
- (de dx de dy de d^ dc\ dx~dt "* dy dt + dz dt + dt)
- Appliquons successivement (19) et (21) au cas d’une onde plane, se propageant en restant parallèle au plan des x j, dans un milieu animé d’un mouvement uniforme dans le sens de la propagation de l’onde. L’induction magnétique en un point ne dépend plus que du z de ce
- clx cIy
- point, et d’autre part les composantes ^ et de
- la vitesse sont nulles.
- Par suite, l’équation (19) se réduit à
- 1 d2c _ d2c dz d?c_
- Kfi dx1- ~~ dz2 + dt dzdt'
- Cherchons à y satisfaire par la valeur suivante de c,
- ~Vt)
- c = e
- dont la partie réelle représente la valeur de c .dans une perturbation lumineuse se propageant vers les jz positifs. Nous obtenons, après suppression des facteurs communs dans les deux membres, la relation
- en appelant v la vitesse du milieu dans le sens de la propagation de la lumière.
- Mais on sait que la vitesse de propagation de
- la lumière dansun milieu en repos est V =
- V
- Kg
- D’autre part la vitesse v du milieu est très petite par rapport à V ou Y'. Nous pouvons donc
- y2
- ajouter — au second nombre de l’égalité précé-
- dente sans en altérer sensiblement la valeur, et nous avons alors
- V4 : =
- d’où
- V
- V' = v + -
- La vitesse de la lumière dans un milieu en mouvement serait donc égale à la vitesse dans le même milieu en repos augmentée de la moitié de la vitesse du milieu. Or, cette conclusion est en contradiction avec les résultats des expériences de Fizeau, puisqu’elles ont montré que le passage de la lumière à travers un courant d’air se mouvant avec une très grande vitesse n’a pas d’influence sensible sur la vitesse de propagation.
- Si nous prenons l’équation (21) nous avons
- 1 d2 c dîc , d2 c .d? c K [«. d-s2 dt* T dzdt' az*’
- OU
- (vi
- d2 c d2 c
- ----4- 2 V------
- dt3 T dzdt
- En appelant encore V' la vitesse de propagation dans le milieu en mouvement, nous trouverons
- (V* — v2) = V'2 — 2 v V', ou
- V2 = V'2 — 2V V' +r2 = (V — r')2; et par suite
- V' = V+v,
- relation qui est encore plus en contradiction avec les expériences de Fizeau.
- 12. Admettons maintenant que les trois dérivées — , —r~j, qui entrent dans les équations al dt al
- de la force électromotrice soient les composantes de la vitesse de l’éther contenu dans le milieu en mouvement. Pour les distinguer des
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 209
- composantes de la vitesse du milieu matériel, nous les affecterons de l’indice o.
- Nous pouvons alors faire trois hypothèses sur les composantes du courant de polarisation :
- i° Qu’elles dépendent de la valeur à l'instant t des composantes du déplacement en point fixe de l’espace;
- 20 Qu’elles dépendent de la valeur de ces composantes en un point de l'éther entraîné;
- 3° Qu’elles sont fonctions du déplacement en un point fixe du milieu matériel.
- Si nous adoptons la première hypothèse, il est évident que nous aurons pour la vitesse de propagation d’une onde plane, dans un milieu animé d’un mouvement uniforme dans le sens de la propagation,
- V' = V + ^,
- 2 '
- vn désignant la vitesse du déplacement de l’éther entraîné par le corps.
- En prenant la seconde, nous aurions pour cette vitesse
- V' = v + v0.
- Si nous admettons la troisième, l’équation
- (16) reste la même, mais dans l’équation (18)
- , , , ,, . , d x dr dz
- nous devons remplacer les derivees -3—, -r-,
- r a t al a l
- par les composantes de la vitesse de la molécule de l’éther au point de l’espace considéré. Par conséquent, l’équation finale devient, dans le cas d’une onde plane,
- 1 cl2 c Kji dz*
- / cl , tfW de , dc\ V dz+ dt) V° dz + dl)'
- ou
- ch
- \ i£c ) dz*
- æ_c
- cft*
- +
- d*c
- Ci 0 d t
- Nous avons donc pour la vitesse V' de la propagation de la lumière dans le milieu
- V2 — vv„ = V'2 - {v + Vq) V',
- OU
- V2 — vv„
- f v< _ v + v»
- \2 (v + r„î2
- ) ~ 4 ’
- ou encore
- v* = (v« -
- En négligeant le dernier terme du second membre, il vient
- ou
- V' = v+ L+Qh.
- Là vitesse serait donc plus grande que la vitesse dans un milieu en repos augmentée de la moitié de la vitesse de ce milieu. Ce résultat est contredit par les expériences de Fizeau, mais nous ne pouvons en dire autant des résultats auxquels nous ont conduit les deux premières hypothèses.
- 11 est donc impossible de décider entre ces deux hypothèses, mais il paraît à peu près certain que la seconde est préférable à la première.
- i3. En résumé, nous avons établi que lorsqu’on considère les corps en mouvement, conducteurs ou non conducteurs, les équations de la force électromotrice de Maxwell ne sont pas exactes, et qu’il faut dans ce cas donner à une acception plus large que celle qu’adopte ce savant.
- Nous avons montré ensuite que dans le cas des diélectriques la signification des dérivées dx dy dz d T dt' dt'
- qui entrent dans ces équations,
- n’est pas suffisamment définie et que, si on admet la théorie électromagnétique de la lumière, les résultats des expériences faites sur la vitesse de propagation de la lumière dans les milieux en mouvement ne permettent pas de considérer ces dérivées comme les composantes de la vitesse du milieu matériel, ainsi qu’on le fait dans le cas des conducteurs.
- J. Blondin.
- LE TRANSPORT D’ÉNERGIE ÉLECTRIQUE DE TIVOLI A ROME ()
- Revenons au système employé sur la ligne de Tivoli :
- Les poteaux sont prolongés à leur partie supérieure par une poutrelle en chêne ayant une section de 0,16 x 0,20 sur une longueur de 0,90 cm. Cette poutrelle est prise entre les fers.
- Elle est à nu sur une longueur de 2,5o m. Sur
- V = V'
- v + v„
- (*) La Lumière Electrique du 28 octobre 1893, p. i56.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- elle sont fixées quatre consoles avec isolateurs en porcelaine, placées ào,6o m. l’une de l’autre. Ces isolateurs portent les quatre torons en cuivre qui vont de Tivoli à Rome. Sur les fers
- Fig. 16. — Echelle au i/ao.
- double T, près de la jonction des fers et de la poutrelle (fig. 17)00 voit aussi deux petites consoles munies chacune de deux isolateurs. Elles appartiennent aux lignes téléphoniques TF et
- télégraphiques T G dont il est question plus loin.
- Les grosses consoles sont construites avec des tiges en fer rond de 3o mm. de diamètre, courbées et terminées par un étrier S que l’on voit en projection horizontale avec l’isolateur en porcelaine dans la figure 16. Les côtés opposés de l’étrier se terminent à vis et portent, enfilée sur les deux bouts, une lame de fer que l’on serre contre la poutrelle à l’aide de deux écrous, jusqu’à ce que l’ergot i qui fait saillie sur la partie intérieure de l’étrier ait pénétré dans le bois. La figure 17 représente la console au 1/4 de sa grandeur. On voit mieux ici la vis, les écrous, la plaque, l’ergot i et le bras F sur lequel est scellé au mastic l’isolateur de porcelaine I,
- Fig. 17.
- Tous les isolateurs employés dans cette transmission sont légèrement teintés de brun et ont été fabriqués tout exprès par la fabrique Ginori. Le modèle spécial représenté en coupe, porte dans le bas deux rebords. Celui du dedans baigne dans une cuvette T, en porcelaine, que l’on remplit d’huile minérale. Autour de chacun des quatre isolateurs est une protection métallique consistant en une réglette en fer de forme semi circulaire, aplatie. On la voit dans la figure i3 (p. 164) et mieux encore dans la figureS qui représente la tête d’un poteau. Cette réglette a pour but de retenir le câble en fils de cuivre, soit dans le cas où le câble s’échappe d’un isolateur, soit dans le cas où ce dernier se brise ou si, pour une cause quelconque, il se détache
- de son support, On l’a nommé pour cette raison pare-fil.
- Le poteau est terminé par un chapeau de plomb et surmonté en B d’un faisceau dé pointes qui sont les extrémités d’une tresse de fils de cuivre en communication avec les fers à double T, ce qui constitue un paratonnerre.
- Là où se termine la partie en fer et où commence la partie en bois est fixée une petite console avec deux isolateurs. Il y en a une semblable à 0,60 m. plus bas.
- La figure 20 montre le mode d’attache du bras supérieur fixé au moyen du boulon qui serre le fer contre la poutrelle en bois L.
- Deux lignes de bronze phosphoreux, avec fil d’aller et retour, servent, l’une pour la trans-
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 21 I
- mission télégraphique, l’autre pour la transmission téléphonique. Sur un plan horizontal, ces deux lignes se projettent comme l’indique la figure 19, dont les conducteurs 11" appartiennent à un circuit, et lu l, à l’autre.
- Cette figure montre aussi comment les consoles sont fixées aux poteaux. Pour éviter les effets d’induction qui, avec cette transmission à courants alternatifs, rendrait impossible la correspondance téléphonique et peut-être même télégraphique, les fils sont alternés tous les dix poteaux. Cette alternation se fait à l’aide d’un nombre double d’isolateurs, suivant les procédés connus.
- En général chaque poteau supporte huit isolateurs et huit conducteurs métalliques. Sa hau-
- teur au-dessus du sol est de 9,50 m.; la distance horizontale entre les appuis ou portée de chaînette est en moyenne de 35 m., sauf dans la traversée de l’Anio et de la voie ferrée, où elle atteint 40 m. : le nombre total des appuis est de 707.
- Les quatre conducteurs qui servent pour la transmission de l’énergie se trouvent respectivement à 9,3o m., 8,70 m., 8,10 m. et 7,5o m. de hauteur au-dessus du sol : ceux qui se trouvent dans un même plan vertical sont donc séparés par un intervalle de 1,20 m.
- « Ainsi constituée, dit très exactement le docteur Banti dans son étude, la ligne s’élance à travers la Campagne romaine en formant un ensemble sévère qui s’harmonise bien avec les teintes sombres des champs incultes et le brun luisant des isolateurs.
- « En quelques points, dans les alentours de Tivoli et de Rome, l’ensemble est gai. Dans la plaine, l’effet devient étrangement pittoresque : la terre est âpre, déserte, presque sauvage; la ligne qui, par contraste, représente un des derniers progrès de la civilisation, la parcourt en disparaissant à l’horizon. »
- Fig-. 19. — Échelle au 1/20.
- La figure 21 donne une idée bien pâle de l’aspect qu’elle offre en réalités Il reste à parler, au point de vue purement électrique, de l’isolement et de la conductibilité, ces deux facteurs importants de l’exploitation et du rendement total.
- Fig. 20.
- Un tort isolement a été obtenu par l’emploi d’un modèle bien approprié d’isolateur en porcelaine, à huile, et grâce aux soins particuliers apportés à la construction delà ligne. L’addition de la cuvette à huile n’accroît pas l’isolement de la ligne, mais elle le maintient en empêchant les insectes de faire leur nid dans la partie inférieure de l’isolateur et d’établir par suite un con-
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- Fig. 22. — Batterie de transformateurs pour les circuits en dérivation.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- tact entre l’isolateur et sa console. A ce point de vue l'isolateur est efficace. Ce sont là, semble-t-il, de petits détails. Ils ont une valeur réelle. Il ne faut pas oublier les conditions climatériques des environs de Rome, et nous rappellerons que dans certains pays, l’Inde notamment, le service télégraphique, qui n’emploie cependant que des courants relativement faibles, a éprouvé de sérieux inconvénients du fait des dérivations entre fils causées par les toiles d’araignée que tisse avec une extrême rapidité une espèce particulière à ce pays.
- Ces toiles arrivent parfois à créer de véritables mélanges et très souvent des pertes appréciables. Pour s'assurer de la qualité isolante de la porcelaine des isolateurs, et surtout pour être certain que pendant la fabrication ils n’avaient subi aucune avarie invisible à l’œil nu, susceptible de modifier leurs propriétés électriques, on a exécuté sur chaque isolateur, avant de le mettre en service, trois mesures d’isolement entre ses diverses parties; au total, on a fait pour le seul contrôle des isolateurs, une série de 27 000 mesures.
- Pendant la pose on procédait à d’autres mesures : à la fin des travaux, l’isolement prévu fut largement atteint, car il est de 325o megohms par kilomètre.
- La conductibilité de la ligne fut très minutieusement étudiée lorsqu’il s’agit de donner à la Société métallurgique de Livourne la commande du cuivre destiné à la transmission. On fit des épreuves à l’Institut de physique de l’Université royale à Rome, sur un échantillon de 120 m. de câbles en fils de cuivre. On fit d’autres essais pour établir s’il existait des relations entre les variations de tension à laquelle on soumettait le câble et la résistance électrique, et pour voir comment se comportait le câble avec l’accroissement de la tension et avec le temps. Nous ne pouvons ici entrer dans le détail de toute cette série de longues et minutieuses expériences : comme donnée importante, nous dirons seulement que la conductibilité du cuivre examiné a été d’environ les 99/00 du cuivre chimiquement pur, en prenant pour constante du cuivre pur à o° et en unités électriques légales, le nombre 63,5 O-
- Le cuivre, livré en fils d’un diamètre moyen de 2,60 mm. par la Société métallurgique de Livourne, fut tordu en câbles à 19 brins par la maison Pirelli. Il satisfait aux conditions électriques proposées.
- Au point de vue plutôt scientifique que pratique, on peut dire qu’il n’est pas facile de déterminer la résistance d’une ligne aérienne très longue, ne sachant quelle température lui assigner et en raison des continuelles fluctuations de cette température.
- Pour éliminer ces circonstances défavorables on a exécuté les mesures par un ciel couvert, lorsque la température aux extrémités de la ligne oscillait autour de o°. En lisant simultanément la température des câbles à Tivoli et à la porte Pie, et en. mesurant en mêjne temps la résistance des quatre câbles accouplés de diverses façons, on obtenait pour les diverses températures une série de valeurs dont on -déduisait celle qui, pour chaque conducteur, eqifcespon-dait à o°.
- On a trouvé ainsi que chaque câble ayant une section droite de 104 mm2 présente, à o°, une résistance électrique moyenne de 3“75o.
- Les jonctions entre les divers tronçons de câbles longs de 5oo mètres, ont été faites par deux demi-manchons de cuivre en forme de fuseau allongé, maintenus serrés entre eux sur le câble au moyen de deux anneaux, qui se vissent aux extrémités. Par une fente pratiquée dans le manchon on pouvait couler intérieurement de l’étain de manière à assurer la liaison parfaite des diverses sections, tant au point de vue mécanique qu’au point de vue électrique.
- Station électrique de la porte Pie.
- Une modeste construction sise au nord-est du Castro Pretorio, non loin de la porte Nomen-tane ^murée) et voisine de villas célèbres (Tor-tonia, Patrizzi) bien connues des chercheurs ou des touristes, constitue la station terminus de la ligne Tivoli-Rome.
- Là le courant à haut potentiel se transforme en courant à potentiel plus bas, mais néanmoins encore élevé (2000 volts) et se répartit, pour le moment, dans onze câbles Siemens concen-
- (') On admet que la résistance du cuivre pur est telle qu’un fil de 1 mm.2 de section à la température de o° et
- de 63,5 mètres de longueur a une résistance électrique de 1 ohm légal.
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- triques qui parcourent les principales voies de Rome et servent, à l’éclairage public et privé.
- Le rez-de-chaussée de la construction contient tous les appareils électriques et se compose de deux salles suffisamment grandes. Dans l’une sont installés sur les 4 fils, 32 transformateurs d’environ 3o 000 watts chacun; dans l’autre, sont placés les tableaux de distribution des courants, les régulateurs automatiques, les appareils de mesure et de contrôle.
- La disposition des appareils était naturellement subordonnée au système spécial d’installation qu’il fallait alimenter; disons tout de suite que de la station de la porte Pie partent des circuits pour lampes à arcs en série, aussi bien que des circuits pour abonnés, en dérivation.
- Les circuits en série ont une intensité constante et une différence de potentiel variable selon le nombre de lampes à arc en ignition : ils sont formés de câbles Siemens concentriques, d’une section de 12+12 mm.2, alimentés chacun directement par le secondaire d’un transformateur de la porte Pie.
- Les installations des particuliers, qui sont sur les circuits en dérivation, ne sont pas alimentées directement par le courant de 2000 volts provenant des secondaires d’une batterie de transformateurs spécialement réservée à cet effet, mais par une réduction de ce courant qu’on abaisse 5o ou 100 volts, à l’aide d’autres transformateurs placés près du point de consommation. La communication entre ces appareils et la porte Pie est établie par d’autres câbles Siemens d’une section de 220+220 mm.2.
- Gela posé, on peut suivre la disposition des circuits intérieurs.
- Les 4 brins de la ligne extérieure entrent dans la station par une fenêtre identique à celle déjà décrite pour la maisonnette des Capannacce. Ils se réunissent à 4 barres de cuivre aboutissant à 4 interrupteurs à mercure placés sur un des côtés d’une salle. Ici se répète la disposition déjà employée à Tivoli (voir la partie Q du tableau de distribution) pour réunir les 2 barres sur lesquelles les alternateurs lancent le courant, aux 4 conducteurs de la ligne extérieure. Cette disposition est adoptée pourtant à la porte Pie pour obtenir l’effet opposé, c’est-à-dire pour envoyer le courant des 4 conducteurs accouplés d’une façon quelconque, sur les deux seules barres qui vont dans la salle réservée aux trans^
- formateurs et qui, grâce à autant de dérivations, se trouvent mises en communication avec leur circuit primaire.
- Les deux barres qui conduisent le courant primaire sont les deux plus basses des quatre lignes désignées par la lettre L dans la figure 22.
- Cette figure montre comment sont disposées les deux batteries des seize transformateurs employés pour alimenter les circuits en dérivation et qui occupent la moitié d’une salle. L’autre moitié, séparée de celle-ci par une cloison en bois qu’on aperçoit à gauche de la figure 20, contient un nombre égal de transformateurs destinés au service de l’éclairage municipal.
- Les constantes électriques de chaque transformateur sont les suivantes :
- Rapport de transformation, 1:2;
- Résistance du circuit primaire, 3,1 ohm;
- — — secondaire, 0,75 ohm;
- Puissance électrique, 3oooo watts, ou intensité du courant secondaire, i5 ampères à 2000 volts;
- Rendement à pleine charge, 97 0/0;
- Isolement entre les circuits primaire et secondaire, 7000 megohrns.
- Chaque appareil est composé de deux grands disques extérieurs en fer de 22 mm. d’épaisseur, de 1,10 m. de diamètre et coupés intérieurement suivant un rectangle afin de faire place aux lamelles de fer qui forment le noyau du transformateur (fig. 23). Les disques sont maintenus au moyen de boulons à une distance de o,35 et comprennent quatre bobines de forme rectangulaire dont les deux intérieures forment le circuit primaire et les deüx extérieures le circuit secondaire. La figure 23 donnant une coupe du transformateur, d’ailleurs bien connu, dispense de le détailler.
- Sur la droite et au bas de la figure 22 on voit courir sur deux rangées parallèles d’isolateurs en porcelaine deux fils conducteurs dessinés en blanc. Ces fils appartiennent à la ligne primaire: au-dessus d’eux sont placés en dérivation les circuits primaires des transformateurs, avec intercalation de coupe-circuits spéciaux à fil fusible représentés plus haut. Les bornes extrêmes du circuit secondaire sont réunies aux deux barres A et B pour la batterie de droite, et aux barres C et D pour la batterie de gauche. Tous les transformateurs se trouvent disposés ainsi en deux rangées parallèles, Dans les dérivations
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- des secondaires aux barres A, B, C, D sont intercalés deux interrupteurs à fil fusible, montés sur disques de porcelaine, alignés immédiatement au-dessous de la barre B et de la barre D. Ces quatre barres secondaires se réunissent en deux seulement et, passant au-dessus de la ligne primaire L (rig. 22), vont former sur une cloison en bois de la seconde salle, le tableau de distribution des circuits en dérivation.
- Ces barres, entre lesquelles existe une différence de potentiel qui oscille autour de 2000 volts, aboutissent à un premier interrupteur à mercure qui sert d’interrupteur général du circuit, puis à deux ampèremètres totalisateurs de 280 ampères, et se prolongent sur la cloison, l’une directement, l’autre ramifiée en quatre parties. Sur la barre directe sont établies, à égale distance, quatre dérivations qui communiquent respectivement au moyen d’interrup-
- Fig. 23.
- teurs à gros fil fusible, avec un interrupteur à mercure; chacune des quatre branches ou subdivisions de l'autre barre porte un vvattmètre enregistreur Mengarini. puis un interrupteur et un ampèremètre, et se réunit enfin à l’interrupteur à mercure précité. De ce dernier, la branche sur laquelle sont intercalés les appareils de mesure se rend au pôle extérieur d’un câble concentrique Siemens ; l’autre branche dérivée directement aboutit au pôle intérieur.
- Cette disposition se répète quatre fois, les câbles principaux destinés à l’éclairage privé étant au nombre de quatre. Pour avoir le potentiel de ces câbles, à la Porte Pie, ou, comme on le dit, au dépari, on a placé en dérivation sur les deux barres du tableau, après l’interrupteur général, un réducteur ayant un rapport de transformation de 1 à 18; sur son secondaire un voltmètre de Cardew et un voltmètre enregistreur indiquent la tension.
- En employant d’autres réducteurs et d’autres voltmètres enregistreurs, on connaît à la Porte. Pie, en outre du potentiel dans la station, et grâce à un fil de retour dont les, câbles Siemens
- sont munis, le potentiel aux points qui constituent pour ainsi dire le centre de l’éclairage alimenté par chaque câble en particulier. De cette façon on peut faire varier convenablement le potentiel à la station de Tivoli, de manière à avoir dans tout le réseau un potentiel sensiblement constant. .
- On peut par suite comparer au point de vue électrique la section des circuits dérivés décrite plus haut à une usine à courant alternatif de 2000 volts, réduite pour ainsi dire à sa plus grande simplicité. En effet, le réglage, la distribution des courants, la mesure de l’énergie fournie aux câbles s’opèrent de façon identique; l’intercalation de nouveaux générateurs de courants effectuée en introduisant dans le circuit, à la Porte Pie, d’autres transformateurs, équivaut
- à placer d’autres dynamos de petite puissance individuelle en parallèle avec celles qui sont déjà en marche.
- Une autre batterie de 16 transformateurs occupe, nous l’avons dit, l’autre moitié de la salle qui est à gauche de la figure 22 ; elle est destinée à alimenter les circuits en série pour l’éclairage public.
- Les différences essentielles entre la batterie des transformateurs pour les circuits en dérivation et la batterie pour les circuits en série, consistent en ce que dans les transformateurs de cette dernière, le circuit secondaire agit pour son propre compte et est divisé en plusieurs sections. C’est-à-dire que de l’enroulement secondaire de chaque transformateur se détachent à égale distance trois conducteurs qui aboutissent à trois bornes situées entre les deux autres bornes auxquelles s’arrêtent les deux extrémités dè l'enroulement même. On obtient ainsi quatre sections égales du circuit secondaire, capables de maintenir chacune aux extrémités 5oo volts.
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- Cette disposition s’impose d’elle-même par ce fait que le circuit en série avec le secondaire d’un transformateur, comprenant un nombre variable de lampes à arc, on peut régler la différence de potentiel exigée par ces lampes en employant un nombre variable de ces sections.
- Mais il est clair que dans ces conditions le réglage ne peut être effectué que par multiples dé 5oo; si l’on a par exemple en circuit 12 arcs, on emploiera une seule section; si l’on en a 24, on en emploiera deux, et ainsi de suite jusqu’à ce qu’on ait employé tout l’enroulement secondaire pour 48 lampes à arc. Ce réglage s’opère à la main à la station de la Porte Pie au moyen d’un graduateur G (fig. 24) aux bornes duquel se rattachent les dérivations des sections du transformateur : il est contrôlé par un ampèremètre A qui, placé en série dans le circuit des arcs, doit indiquer l’intensité du courant constant que ceux-ci consomment. Avec ce système de manœuvre, il ne serait pas possible de maintenir les circuits en série à une intensité constante, en raison des fluctuations de potentiel par l’effet des variations de charge et aussi en raison de l’extinction possible de quelque lampe. Aussi a-t-on mis en série avec les arcs et avec l'appareil A un régulateur automatique Biathy R, du type déjà décrit en parlant de la station de Tivoli. Ce régulateur sert à introduire plus ou moins de résistance dans le circuit pour ramener l’intensité à sa juste valeur.
- D’après ces données, on reconstitue sans peine sur la figure 24, le schéma d’un circuit en série : T représente un transformateur dont les sections aboutissent au graduateur G; A l’ampèremètre, R le régulateur automatique et I un interrupteur à mercure qui, lorsque la cuvette est soulevée, met en communication le circuit intérieur avec le câble Siemens C sur lequel sont disposées en série les lampes à arc.
- 'Les circuits en série sont indépendants et égaux entre eux; il y en a douze en tout. Six sont mis en service pour éclairer les voies principales de Rome.
- • Les graduateurs, les ampèremètres et les divers commutateurs des douze circuits précités sont répartis sur un grand tableau recouvrant un côté de la salie des appareils. Ce tableau est représenté par la figure 25. Il présente un ensemble plus compliqué que celui qui résulterait de l’application exclusive du dispositif décrit
- plus haut; cela tient à ce qu’on y a ajouté les circuits de réserve de transformateurs- et de régulateurs de rechange qui, grâce à une simple manœuvre, seraient immédiatement substitués aux transformateurs ou aux automatiques dont la mise rapide hors circuit deviendrait nécessaire par suite d’un accident quelconque.
- A la station de la Porte Pie sont installés les appareils de communication avec les Capan-nacce et avec Tivoli, et les instruments qui servent pour les mesures électriques.
- Grâce aux multiples précautions que nous avons énumérées, le service régulier est pleinement asssuré.
- Examinons enfin quelle est la perte totale d’énergie dans la transmission Tivoli-Rome, c’est-à-dire ce qui se perd dans les quatre câbles en cuivre et dans les transformateurs de la station de la Porte Pie.
- Supposons que sur les six alternateurs installés à Tivoli (un étant laissé en réserve), cinq fonctionnent en donnant chacun 42 ampères à 5100 volts : la ligne sera parcourue par 210 ampères. Sa résistance, en supposant les quatre câbles mis deux à deux en parallèle est, à la température de o°, de 3;,>,75o : la perte de potentiel sera donc 2iox3,75o = 787,5 volts, soit les 15,4 0/0 des volts produits à Tivoli.
- Etant donné en outre que les transformateurs de la Porte Pie ont, à pleine charge, une perte de 3 0/0, on obtient en ajoutant celle-ci à la précédente, une perte définitive de 17,9 0/0 à la température de o°.
- Installation en ville.
- Quatre câbles Siemens concentriques de 220 ,220 mm2 de section, vont de la statiori de
- la Porte Pie en ville. Chacun d’eux suit un chemin différent, en sorte qu’ils parcourent les principales voies de Rome et forment avec les autres câbles qui déjà se ramifient hors l’usine des Cerchi un grand réseau de distribution électrique. Ainsi l’un d’eux s’avance par la rue du Vingt-Septembre et Saint-Nicolas de Tolen-tino jusqu’à la place Colonna ; un autre s’éloigne par le Castro Pretorio, traverse les jardins de Termini et par la voie Nationale va jusqu’à la place de Venise; des deux qui restent, l’un se dirige vers la rue Cavour, l’autre vers le Policlinique et se ramifie dans la rue Nomentane et
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- dans toutes les villas environnantes. Ils servent ainsi pour la distribution de l’énergie électrique en dérivation, pour éclairer des lampes à incandescence, c’est-à-dire pour l’éclairage privé.
- Le développement de tous ces gros câbles est d’environ 9 kilomètres. Le courant qu’ils transportent n’est pas utilisé directement dans les installations privées; il est d’abord réduit à 5o ou 100 volts par d’autres transformateurs qui sont installés près des abonnés. Un ou plusieurs de ces derniers transformateurs forment une station dite secondaire, alimentant en général une ou plusieurs installations comprises dans certaines limites de distance.
- La distribution de l’énergie électrique pour l’éclairage municipal est assurée par les douze circuits pour lampes à arc en série, comme nous l’avons déjà indiqué; six seulement sont actuellement mis en service.
- Les lampes à arc sont greffées sur les câbles Siemens concentriques de 12 + 12 mm2 de section, employés actuellement et dont le développement est d’environ 28 kilomètres. Ceux-ci parcourent les principales rues de la ville que nous énumérons plus bas pour indiquer la répartition des lampes à arc, Rome étant certainement connue de beaucoup de lecteurs du journal. Chaque circuit comprend 33 ou 3q lampes, soit au total co3 lampes à arc. Elles sont placées à 40 ou 5o mètres l’une de l’autre à des hauteurs de 8 à 10 mètres au-dessus du sol et dans l’ordre ci-après : 70 de la rue Volturne à la place de Venise; 40 de la place de Venise à la rue des Banchi ; 35 de la place de Venise à la place du Peuple; 55 de la place Termini à la place Colonna par les rues Saint-Nicolas de To-lentine et Triton, entre la rue des Converties et la place Saint-Sylvestre.
- Chaque lampe absorbe 14 ampères à 38 volts et a une puissance lumineuse de 800 bougies. Elle est du type Zipernowsky, différentielle, à point lumineux fixe ; elle marche 14 heures sans qu’on ait besoin de remplacer le charbon.
- Le globe est ovale et forme avec le candélabre un ensemble élégant. Ce candélabre avec la lampe est représenté par la figure 26.
- Telle est dans ses détails l’installation de Ti-voli-Rome , un peu ancienne il est vrai, mais qui, quoique exécutée une des premières, reste encore l'une des plus belles applications de la science moderne, l’une des plus puissantes et
- des plus intéressantes, autant par ses dispositifs particuliers que par les souvenirs qui s’y rattachent.
- En la considérant dans ses grandes lignes, nous voyons que l’installation Tivoli-Rome utilise une chute de 5o mètres avec un débit de 4 m3 par seconde, que cette puissance est transmise par six turbines à six génératrices à courants alternatifs à potentiel de plus de 5ooo volts ; que ce courant est amené à Rome, à une distance de 25 kilomètres, par une ligne aérienne à 4 brins aboutissant à une station où des batteries de transformateurs modifient le courant à haut potentiel et le distribuent dans tous les centres de Romepar deux réseaux, l'un d’éclairage public comprenant environ 200 lampes à arc, l’autre d’éclairage privé contenant des milliers de lampes à incandescence. Il n’y a rien de nouveau en 18g3 dans le fait de transporter l’énergie électrique à distance par la simple et judicieuse utilisation d’une chute d’eau; mais le temps n’est pas éloigné où l’on parlait de ce transport de force comme d’une conquête scientifique sans égale.
- Les progrès ont été rapides, il est vrai : l’usine de Tivoli n’est plus à la dernière mode; elle est déjà vieille de cinq ou six ans; elle ne dispose guère que de 2600 chevaux ; mais la chute dont elle n’utilise que la moitié pourrait encore rendre des services d’une égale valeur. Il nous a semblé que tout cela méritait mieux que l’oubli.
- Nous sommes heureux de pouvoir remercier ici M. le Dr Banti qui, en nous prêtant le précieux concours de sa très intéressante brochure.sur cette question et en complétant nos
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- Fiff. 26.
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- souvenirs personnels, nous a permis de fournir ces nombreux détails sur les usines et la ligne de Tivoli-Rome.
- P. Marcillac.
- A PROPOS DE LA THÉORIE
- DES
- MACHINES A CHAMP TOURNANT 0)
- Nous disions précédemment que certains auteurs ont prétendu que l’induction mutuelle des bobines les unes sur les autres avait pour résultat de diminuer la self-induction de chacune d’elles. On a même été jusqu’à dire que cette action rendait nulle la self-induction de chaque bobine, ce qui est faux, ainsi que nous l’avons vu. Je crois qu’il est facile de se faire une opinion à ce sujet. La self-induction de l’induit a en effet l’apparence d’être de l’ordre de grandeur de ce qu’elle serait sans cette action mutuelle. Nous avons vu que l’inductance est égale à la résistance pour une différence de vitesse entre le champ et l’induit de 200 tours par minute, c’est-à-dire pour une fréquence de 3,33 périodes par seconde ; il s’ensuit que pour une fréquence d’environ 5o périodes par seconde le rapport de l’inductance à la résistance serait environ i5; c’est à peu près le rapport existant dans les alternateurs à fer dans l’induit faisant 5o périodes par seconde. 11 semble donc par ce fait qu’il n’y ait pas trace d'induction mutuelle. Mais d’autre part il est presque évident que puisqu’il y a entre les différents circuits de l’induit des coefficients d’induction mutuelle, il doit y avoir des influences.
- Envisageons par exemple les deux circuits décalés de 1/4 de tour considérés dans l’étude théorique précédente et cherchons quelle est théoriquement leur action. Supposons qu’entre ces circuits le coefficient d’induction soit m. Ces circuits sont parcourus par des courants décalés l’un par rapport à l’autre de 1/4 de période : soit pour le premier J0 sin o/, pour le second J0 cos o)l. Les forces contre-électromotrices de self-induction dans chaque circuit seront : pour
- (') La Lumière Électrique du 28 octobre, p. i5i.
- le premier — w A J0 cos w f, pour le second w A J0 sin oj l. D’autre part l’induction mutuelle du premier circuit sur le second sera u>mJ0cos o> t et l’induction mutuelle du second circuit sur le premier sera — w m J() sin io L L’induction mutuelle aurait donc pour résultat de changer dans chaque circuit les effets de la self-induction.
- On peut objecter à cela que le coefficient m doit être nul et qu’il ne peut y avoir aucune action. C’est en effet ce qui doit se passer et je crois qu’il faut se ranger à cet avis qu’il n’y a pas d’influence des circuits les uns sur les autres, ou plutôt que la résultante pour chacun est nulle, car le raisonnement fait pour les deux circuits considérés serait encore vrai si l'on considérait sur un anneau n circuits distants
- l’un de l’autre de - de tour.
- 11
- Pour l’un quelconque de ces circuits, deux autres circuits situés à des distances angulaires cp et (7r-j-<p) ont des effets qui se neutralisent, le courant étant J0 sin (m / -f- cp) dans le circuit placé à la distance <p et J0 sin (tt —(— o>/ —f- <p) ou — J(l sin (toL —cp) [dans le circuit placé à la distance tt -|-<p. Tous les effets d’induction mutuelle sur une bobine de la part des autres bobines se neutralisent donc et la self-induction d’une bobine reste le même que si elle était seule.
- Ainsi, c’est uniquement la self-induction de l’induit qui oblige à avoir un couple maximum à une vitesse assez grande, ce qui est un inconvénient pratique pour le fonctionnement de ces machines, ou d’avoir une faible utilisation spécifique des matériaux, ce qui est un inconvénient économique. On se trouve pris entre ces deux conditions, ou payer cher, ou s’exposer à des arrêts subits ; et c’est là le seul défaut des machines à champ tournant.
- Pour en avoir raison, bien des expédients ont été essayés sans succès. Nous avons déjà parlé du groupement des sections de l’induit; le développement de cette idée conduisait à l’emploi pour les fils de l’induit de grosses barres réunies en quantité sous le nom de cage d’écureuil; les courbes de la figure 3 (p. i5q) ont montré le faible succèsqui attendait cette disposition ; c’est qu’en effet, quoi que l’on fasse de ce côté, la relation p».2 < L A dans laquelle g est le coefficient d’induction mutuelle maximum, L le coefficient de self-induction des inducteurs et A le coefficient de self-induction de l’induit, et qui
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- est imposée par les circonstances physiques, est un obstacle à tout progrès de ce côté. La self-induction des inducteurs L étant fixée, tout ce que l’on fera pour diminuer A diminuera p et la circonstance la plus favorable à laquelle on puisse arriver est jj.2 = LA, qui suppose l’absence totale de fuites dans la machine. La subordination du coefficient de self-induction au coefficient d’induction mutuelle est telle qu’elle apparaît dans les résultats expérimentaux résumés dans la figure 3. On peut voir en effet par le déplacement du maximum, qu’en passant de 4 à 6o sections, le coefficient de self-induction A a varié dans le rapport de 180 à 210, pendant que le carré de coefficient d’induction mutuelle ^variait dans le rapport de 3 à 3,5 (et ces rapports sont égaux) puisque dans le premier cas le maximum de 3 m. k. correspond à 210 tours par minute et dans le second le maximum de 3,5 m. k. correspond à 180 tours par minute.
- Un second expédient auquel on a eu recours a été le condensateur, mais il est aisé de voir qu’il n’v avait encore rien à en attendre, à cause des variations énormes de fréquence du courant de l’induit. En reprenant l’exemple de l'induit précédemment étudié, un condensateur qui produirait le couple maximum au démarrage rendrait ce couple sensiblement nul aux grandes vitesses. Supposons, par exemple, que le condensateur introduit dans le circuit de l’induit en annule complètement la self-induction au démarrage et fasse produire à l’induit un couple de 5 m. k., la vitesse du champ tournant étant de 1200 tours par minute. A la vitesse de 1000 tours, l’inductance due à la self-induction (ou réactance) sera six fois plus petite, l’inductance (ou réactance) du condensateur sera, au contraire, six fois plus grande, en sorte que l’inductance totale sera 5,83 fois plus grande que celle de la self-induction ou du condensateur au démarrage. Or, au démarrage l’inductance de la self-induction est six fois plus grande que la résistance (puisque la condition r= 0/ correspond à une différence de vitesse entre l’induit et le champ de 200 tours par minute et que cette différence est de 1 200 tours). En résumé, donc, l’inductance totale à la vitesse de 1000 tours sera trente-cinq fois plus grande que la résistance, et le couple produit sera absolument minime. Ce sera donc encore au détriment de la puis-
- sance spécifique qu’on aura obtenu le couple maximum au démarrage
- Reste l’artifice qui consiste à introduire dans l’induit des résistances variables avec la vitesse et telles qu’on ait toujours la résistance égale à l'inductance dans l’induit. De cette façon le couple moteur serait constant et l’on pourrait même faire qu’il soit un peu plus grand au démarrage qu’en charge. Je ne crois pas que cet artifice ait donné des résultats pratiques, et on en reste finalement à ce que j’ai dit plus haut : n’avoir qu’une faible utilisation des matériaux ou consentir à des arrêts.
- On ne peut pas exiger d’un moteur qu’il puisse supporter tous les à-coups sans s’arrêter, il n’v a pas de moteur qui satisfasse à cette exigence; mais pour qu’un moteur soit vraiment industriel, il faut que, quelle que soit la vitesse, à une aug-
- Fig. 5
- mentation du couple corresponde une diminution de vitesse, et à une diminution de couple une augmentation de vitesse. Or, pour que cette condition soit réalisée, il faut que le couple soit maximum au démarrage et qu’il décroisse continûment quand la vitesse augmente. La véritable forme utile du couple d’une machine industrielle est celle de la figure 5. C’est à peu près celle d’un moteur à courant continu. Or, je ne crois pas qu’il y ait un seul moteur à champ tournant qui donne une pareille courbe pour son couple, même le dernier moteur de M. Brown.
- Pour se rapprocher de cette forme nous avons dit qu’il fallait sacrifier la puissance spécifique et par conséquent le rendement. L’induit que nous avons examiné par exemple fonctionnerait très bien avec un champ tournant à la vitesse de 200 tours par minute, mais le travail qu’il fournirait serait alors très minime. C’est pourquoi la plupart des moteurs à champ tournant
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- construits en Amérique et en Europe sont à faible fréquence. C’est pourquoi aussi, obligés à cette faible utilisation de l’induit par les conditions de fonctionnement, un grand nombre de constructeurs ont mis l’induit en dehors et- les inducteurs en dedans, quoique l’on ait prétendu faire cette substitution dans l’unique but de diminuer les pertes par hystérésis et courants de Foucault. Certes, c’est une circonstance favorable, que, de cette façon, les parties de la machine les plus fournies en fer soient soumises aux variations de flux les moins rapides ; mais je soupçonne fort que le but principal de cette substitution ait été l’augmentation de puissance utile de la machine. Quoi qu’il en soit, je doute, je le répète, que l’on soit arrivé à éviter que le couple maximum ne se trouve au-delà d’une vitesse égale à la moitié de celle du champ tournant, et dans ces conditions la machine est sujette à s’arrêter brusquement si on lui oppose un couple résistant un peu considérable sans pouvoir se remettre en route d’elle-même en charge. Elle ne présente alors sur le moteur synchrone que l’avantage de démarrer à vide sans avoir comme ce dernier celui de pouvoir supporter des couples résistants trois et quatre fois plus forts que le couple maximum de marche normale.
- En ce qui concerne le rendement, je pense que quelques auteurs ont émis des affirmations inexactes.
- C’est ainsi qu’on a dit que le rendement était maximum pour une vitesse égale à la moitié de celle du champ tournant et que dernièrement M. Farman,dans une étude pourtant consciencieuse (1), a soutenu cette assertion que les moteurs à champ tournant ne pouvaient avoir un rendement supérieur à 3o o/o, résultat trouvé grâce à la négligence de grandeurs nullement négligeables.
- Le rendement de ces machines peut être très bon ou très mauvais selon les vitesses du champ tournant que l’on appliquera à un induit. L’induit que nous avons considéré plus haut aurait un rendement très élevé en pleine charge, malgré sa mauvaise construction, en le mettant dans un champ tournant à i5oo ou 2000tours et, au contraire, un rendement très mauvais égale-
- (') Bulletin de l’Association des Ingénieurs électriciens de l’Institut de Monteflore, août 1893.
- ment en pleine charge en le mettant dans un champ tournant à 200 tours.
- En ne considérant que l’induit, la théorie dont nous avons reproduit les grandes lignes indique que le rendement de l’induit est égal au rapport de la vitesse à la vitesse du champ; le rendement croît donc indéfiniment avec la vitesse et est égal à 1 pour le synchronisme, la puissance étant nulle.
- Les résultats de la figure 4 (p. 155) sont encore d’accord avec cette théorie.
- En considérant l’ensemble de la machine, le rendement doit passser par un maximum, mais ce maximum ne correspond pas nécessairement à une vitesse égale à la moitié de celle du champ. Avec des matériaux bien utilisés, il n’y a pas de raison pour que ce rendement soit inférieur à celui des machines à courant continu.
- J'ai dit en commençant que mon intention n’était pas de refaire une théorie des machines à champ tournant, que cette théorie était faite et bien faite, dans toute la généralité nécessaire. J’ai voulu simplement prouver à l’aide de quelques expériences que cette théorie est complètement d’accord avec les faits, contrairement à ce qu’on a dit quelquefois. Je pense avoir réussi en même temps à distraire de l’esprit de quelques-uns les doutes que la lecture de certaines théories fausses aurait pu y implanter.
- Paul Bouciierot.
- AU SUJET DE L’UNITÉ DE LUMIÈRE
- Dans une courte note présentée au Congrès de Chicago, et reproduite récemment dans ce journal, M. le prof. S.-P. Thompson est revenu sur la question de l’emploi de l’arc comme étalon de lumière, non pas, comme on l’aurait espéré, pour apporter quelques documents nouveaux, mais pour montrer l’intérêt d’un semblable et étalon et surtout pour lui donner son nom.
- Ayant envoyé moi-même au Congrès une note contenant des renseignements expérimentaux, et des considérations différentes de celles du savant professeur anglais, je m’abstiendrai de discuter ici à nouveau le fond même du sujet,
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- mais je crois nécessaire de rectifier quelques assertions qui pourraient donner une idée fausse de l’état de la question :
- r L’étalon photométrique (auquel j'ai proposé le nom à’arc-élalon et non d’« arc normal ») ne réalise pas encore une constance suffisante pour qu'on puisse l’adopter industriellement; les recherches sur ce point n’ont pas jusqu’ici complètement abouti.
- Il ne suffit pas en effet, comme le croit M. S.-P. Thompson, d’établir que la température est constante; il faut encore réaliser un pouvoir émissif constant. J’espère faire connaître ultérieurement une solution satisfaisante à ce sujet;
- 2° L’étalon n’étant pas encore réellement pratique, il me semble prématuré de lui donner un nom, que seul un congrès aurait qualité pour proposer. En tout cas, si la paternité doit être attribuée à celui qui a eu l’idée première, c’est à Abney qu’elle revient, car c'est lui qui le premier a énoncé la possibilité d’employer une surface connue de cratère pour constituer non seulement un étalon de teinte comme je l’avais cru d’abord, mais bien un étalon de lumière. Il a expliqué très nettement dans sa note « On fixing a standard of light » (x) qu’il a renoncé à cette idée par crainte d’un effet perturbateur de la flamme qui entoure l’arc (2).
- M. S.-P. Thompson, qui connaissait les travaux d’Abney, et M. Swinburne, qui les ignorait, ont reproduit la même idée ainsi que je me suis fait un devoir de le rappeler dans ma note précitée, mais sans y rien ajouter de nouveau; je l’ai reproduite à mon tour sans connaître les propositions, malheureusement platoniques, de mes sympathiques devanciers, mais j’ai ten.u dès que je l’ai pu à mentionner l’antériorité du capitaine Abney, que je suis étonné de voir méconnaître aujourd’hui par un de ses compatriotes. Mon rôle plus modeste a été de faire entrer cette question dans la voie de la pratique, où personne ne l’avait transportée jusque-là, et de donner une première détermination (provisoire) de l’intensité lumineuse émise par un millimètre carré de cratère. Le chiffre que cite M. S.-P. Thompson est d’environ ioo o/o trop faible, ce qui constitue pour la prétendue unité Swinburne-Thompson, une fâcheuse en-
- trée dans le monde, et tend à prouver que M. S.-P. Thompson n’a pas même cherché à la déterminer expérimentalement ;
- 3" En admettant qu’on possède bientôt l’arc-étalon parfait, il serait peu désirable de le substituer à l’étalon Violle, comme on l’a proposé; pour ma part, je ne l’ai jamais envisagé que comme un étalon secondaire destiné à aider l’étalon Violle et non à le supplanter, au moins actuellement.
- Nous avons en effet affaire en pratique à deux sources de lumière principales, de compositions absolument irréductibles :
- i° Les sources jaunâtres : gaz, incandescence, flammes diverses;
- 2° Les sources blanchâtres : arc électrique.
- 11 serait aussi déplorable dans l’avenir de photométrer les premières avec un arc-étalon, qu’il est fâcheux actuellement de photométrer les secondes à l’aide d’un étalon à flamme. Le but auquel on doit tendre c’est donc l’emploi de deux étalons, l’un jaunâtre (étalon Violle), l’autre blanchâtre (arc-étalon); ces deux étalons devront être comparés une fois pour toutes d’après des bases scientifiques précises, de façon à établir entre eux une certaine relation d’équivalence toute physiologique.
- Si l’on ne trouve pas l’étalon Violle suffisamment maniable en pratique, ce n’est pas un motif pour le supprimer, car il a des qualités éminentes de constance: qu’on se contente de l’employer au tarage d’étalons secondaires, tels que la lampe Carcel ou la lampe Ilefner-Alte-necl-c. Ce n’est pas avec le mètre des Archives que le marchand de drap mesure des étoffes, et cependant il ne songe pas à en réclamer la suppression au profit d’un ' étalon en bois. En France où tout le monde emploie le Carcel, personne n’a l’idée de renoncer au Violle comme unité théorique.
- En terminant, je ne puis qu’éprouver un certain amusement en voyant comment ma petite communication sur Tare-étalon a, comme Ton dit, « réveillé le chat qui dort » chez nos amis d’outre Manche, et comment ce chat désire croquer les marrons tirés du feu par Bertrand pendant son sommeil; qu’il prenne un peu patience! les marrons ne sont pas encore cuits tout à fait à point.
- C) Rep. oj Brit. Ass. fur the ad v. of Sc. 1882, p. 422. (2) Je dirai plus tard ce qu’il faut penser de cet effet,
- Andrk Bt.oxdko.
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- CHRONIQUE ET REVUE
- DE LA PRESSE INDUSTRIELLE
- Méthode potentiométrique pour déterminer la force
- électromotrice des transformateurs, par Bernard
- P. Scattergood (*).
- Les électriciens qui ont eu l’occasion d’essayer des dynamos et des transformateurs savent combien il est difficile d’obtenir des résultats de quelque précision lorsque la machine qui produit la force motrice doit actionner en même temps que la dynamo un certain nombre d’autres machines. Dans de telles conditions il est impossible de maintenir la vitesse constante; et avec un voltage primaire variant peut-être entre 1900 et 2100 volts, ou entre des limites encore plus étendues; il n’est pas aisé de lire le voltage secondaire du transformateur à 2 ou 3 0/0 près. C’est pour vaincre cette difficulté que j’ai imaginé la méthode décrite ci-dessous, dont l’application a donné quelques résultats intéressants. Par suite de certaines analogies avec la méthode bien connue de Poggendorf, je l’ai appelée une méthode « potentiométrique ».
- Cette méthode consiste à coupler le secondaire du transformateur T X, dont il s’agit de déterminer la force électromotrice, en série avec le secondaire d’un transformateur de comparaison T E, dont la force électromotrice secondaire est exactement connue. Les primaires des deux transformateurs sont montés en dérivation sur le circuit d’alimentation de telle façon que leurs forces électromotrices secondaires soient opposées; et dans le circuit secondaire on intercale la bobine à gros fil d’un transformateur auxiliaire T A, de rapport de transformation connue et dont le secondaire à fil fin est relié à un voltmètre multicellulaire Kelvin V. La figure 1 montre la disposition de ces appareils.
- Dans ces conditions, la force électromotrice secondaire du transformateur étalon est opposée à celle du transformateur à essayer; il ne passe pas de courant dans le circuit et le voltmètre ne dévie pas. Mais si les deux forces électromotrices sont inégales, leur différence agira dans lç transformateur auxiliaire, sera multipliée par le rapport de transformation et indiquée par le voltmètre. Le voltage du transformateur-étalon
- étant connu, on déduit immédiatement de la lec-ture celui de l’appareil à l’essai.
- Les premiers essais ont porté sur un transfor-mateur Lowrie-Hall de 2 chevaux qui, avec 2000 volts primaires, donnait une force électromotrice secondaire de 102,15 volts. La force électromotrice du transformateur-étalon était, d’après les mesures les plus exactes, de 100 volts ; son secondaire était formé de 100 tours de fil et donnait donc un volt par tour. A cet enroulement étaient ajoutés 10 autres tours de fil en quatre groupes respectivement d’un, de deux, de trois et de quatre tours qui pouvaient être reliés à l’enroulement principal, de façon à augmenter ou à diminuer sa force électromotrice. Le voltage entre les bornes de cet appareil pouvait donc varier entre 90 et 110 volts.
- La nécessité de cette disposition résulte de cette considération qu’une seule lecture au voltmètre ne permet pas de dire si la force électromotrice est plus élevée ou plus faible que celle de l’étalon. Ainsi , deux transformateurs de 10.3,28 et 96,72 volts respectivement donneraient la même force électromotrice résultante de 3,28 volts. Mais une seconde lecture avec un voltage différent de l’étalon résout immédiatement la difficulté. Par exemple, on élève la force électromotrice de E à 100 volts; si de ce fait la déviation du voltmètre est augmentée, c’est, que la force électromotrice que l’on mesure est inférieurs à 100 volts; et elle est supérieure à 100 volts si la déviation diminue.
- Le transformateur auxiliaire T A employé dans ces expériences préliminaires était un appareil de 2 chevaux transformant dans le rapport de 1 à 20. La fréquence était d’environ 120 alter-nativités par seconde.
- Avec le montage indiqué par la figure 2, on a fait une série de mesures en faisant varier le voltage de l’étalon T E entre 90 et 110 volts. La deuxième colonne du tableau 1 donne les déviations du voltmètre, qui sont très approximativement proportionnelles aux voltages correspondants de T E. Mais avant de discuter ces résultats, il est bon d’examiner ce qu’indiquent les considérations théoriques.
- Si l’on porte en ordonnées les lectures au voltmètre et en abscisses les voltages du transformateur T E, la courbe théorique doit consister en deux droites, également inclinées sur l’horizontale, et se joignant en un point de Taxe des abs-
- {') The Electncian, i3 octobre 1893, p. 643.
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- cisses. La forme du V qui constitue la courbe dépend du rapport de transformation du transformateur auxiliaire ; ce rapport est d'ailleurs représenté par la tangente de l'angle que font les côtés du V avec la verticale, si les ordonnées
- Circuit à haute tension
- Fig. 1
- et les abcisses sont à la même échelle. Il est évident aussi que le point de rencontre du V avec l’axe horizontal est le point où la force électromotrice de l’étalon compense celle du transformateur à l’essai.
- Or, si l’on porte en ordonnées les observations,
- Voltage du transformateur étalon.
- Fig. 3
- on trouve que les côtés du V ne sont pas aussi fortement inclinés qu’ils devraient l’être théoriquement; en d’autres termes, les déviations du voltmètre sont légèrement inférieures à ce qu’elles devraient être. Cel? veut dire que le J
- rapport de transformation apparent » du transformateur auxiliaire a une valeur supérieure à celle indiquée par le rapport des nombres de tours. En outre, les côtés du V ne sont pas tout à fait des droites, mais s’incurvent légèrement vers leur point de rencontre. Cet effet, qui n’est pas très marqué dans le cas particulier considéré, se manifeste dans quelques cas très nettement.
- Ces divergences entre la théorie et l’observation, dont j’approfondirai les causes à une autre occasion, sont dues à une chute de potentiel partiellement due à la résistance dans le circuit
- Voltage du transfor'N'teu-r étalon
- Fig. 3
- extérieur à T A, mais principalement aux fuites magnétiques. Je montrerai, toutefois, que ces facteurs peuvent être entièrement éliminés dans ia pratique. Le fait le plus important pour le moment, c’est que l’axe vertical de la courbe en V, tracée avec les points d’observation, coupe la ligne horizontale à 102,i5 volts, force électromotrice du transformateur étudié.
- Il est certain qu’une méthode qui nécessiterait 20 lectures différentes et la construction d’une courbe pour déterminer la force électromotrice d’un transformateur ne serait pas pratique. Cela n’est heureusement pas le cas ; mais je montrerai l’application pratique de la méthode après avoir
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
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- décrit les expériences faites pour déterminer l’influence que le transformateur auxiliaire peut avoir sur les résultats.
- Pour étudier cette question, au transformateur auxiliaire T A j'en ai ajouté trois autres semblables au premier et dont les secondaires (gros fil) peuvent être couplés en parallèle. De cette façon on pouvait, en employant une paire des bornes à haute tension ou deux, trois ou quatre en série, multiplier la différence de potentiel aux bornes du gros fil par 20, 40, 60 ou 80. Le tableau I donne les résultats obtenus avec ces quatre dispositions. Deux des séries de mesures sont reproduites graphiquementdans la figure 2, dans laquelle les courbes marquées A et B correspondent aux observations faites avec quatre et avec deux transformateurs auxiliaires respectivement.
- TABLEAU I.
- Déviations du voltmètre pour différents voltages du transformateur étalon, avec un, deux, trois et quatre transformateurs auxiliaires.
- Voltage du transformateur T E ^ Déviations du voltmètre.
- Un transformateur auxiliaire Deux transformateurs auxiliaires (fis- 2, B) Trois transformateurs auxiliaires Quatre transformateurs auxiliaires (l'É- 2, A)
- 90 237 23o 22a 216
- 91 217 209 203 194
- 92 195 190 1.33 177
- 93 174 171 163,5 158
- 94 i55 151 144 140
- 95 i35 loi 126 121,5
- 96 116,5 u 1,5 107,5 10.8,5
- 97 9S 92,7? 89 85,5
- 9** 78,5 74 71,25 66
- 99 59 55,5 52 49.25
- IüO — 37 35 .82,6
- loi — — — 16,6
- 102 — — — —
- 10S — — — —
- 104 — 3i ,5 29,2 27,2
- if>5 — 49,5 46,4 48,8
- 106 72 08 64,1 60, G
- 107 91 ,5 86,5 82 77
- 108 ] jo,5 1 r>5,5 IO I 95,5
- 109 i.'-îo 123 n8,5 114
- 110 i5o 14.8 138,5 13i
- Ce tableau montre que pour un même voltage de T E les lectures au voltmètre obtenues avec quatre, trois, deux et un transformateur auxi-liàire vont en progression arithmétique. Il est permis de faire un pas de plus et, par extrapolation, de chercher une cinquième série de nombres qui seraient ceux que l’on obtiendrait sans
- transformateur auxiliaire, ou avec un transformateur à impédance infinie, représentant le cas où toute la force électromotrice du circuit est appliquée aux,bornes de TA. Le résultat de cette extrapolation est la courbe G du diagramme figure 2.
- Considérons maintenant comme négatives les déviations qui donnent le côté droit du V et portons-les au-dessous de l’axe horizontal ; on obtient alors des lignes presque droites, comme dans la figure 3, qui coupent toutes l’axe horizontal en un point, le point d’équilibre entre les deux forces électromotrices. Il est donc clair que l’on élimine toutes les causes d’erreur en prenant simplement deux lectures de chaque côté du point d’équilibre, et en s’arrangeant de façon que ces déviations soient autant que possible égales.
- La raison en-est la tendance des lignes de devenir légèrement convexes par rapporta l’axe horizontal à mesure qu’ils en approchent. En prenant deux déviations presque égales des deux côtés du zéro, on élimine l’effet de cette déviation de la ligne droite.
- Il n'est pas nécessaire d’employer dans la pratique la méthode graphique ; le point d’équilibre se trouve par un calcul simple. Si dL d2 sont deux déviations presque égales et se trouvant de part et d’autre du point d’équilibre, et si V, V2 sont les voltages correspondants de l’étalon, lé point V0 est donné par la formule
- V„ = V, + xr~T <v»“v0-a, + a»
- On peut également se servir de la règle pratique résultant de la formule suivante, où n représente le rapport de transformation réel du transformateur auxiliaire :
- V„ =-(y, 4- V. + n U1, - .
- Prenons, par exemple, dans le tableau I deux lectures quelconques. Nous voyons qu’avec q5 volts à l’étalon un transformateur auxiliaire donne une déviation de i35, et. avec 109 volts une déviation de i3o. La force électromotricc du transformateur T X est donc de
- *{?s + 109 + —- j,
- ou 102, i3 volts, ce qui est suffisamment proche du voltage vrai de 102,15 volts.
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- Lorsqu’il s’agit d’essayer une série de transformateurs du même type, on peut encore simplifier en prenant deux mesures du premier qui a été essayé et en en déduisant l’inclinaison de la ligne, c’est-à-dire le rapport de transformation apparent de l’auxiliaire T A. Cette valeur étant trouvée, on peut l’appliquer, pour les autres appareils, à calculer d’après une seule déviation la force électromotrice.
- On trouve, par exemple, que ce rapport de transformation est de 1 à 19 ; si un voltage de c)3 en T E donne une déviation de 127, la force électromotrice secondaire sera de
- 93 + — = 99,68 volts.
- Il est à remarquer qu’une erreur d’étalonnage du voltmètre employé n’affecte pas la précision des résultats ; son unique effet est de modifier l’inclinaison de la ligne joignant deux points d’observation ; cette ligne coupe toujours l’axe horizontal au point d’équilibre. C’est d’ailleurs ce que j’ai pu observer dans mes expériences. Par suite d’un accident, le voltmètre multicellulaire donnait des indications de 3o à 40 0/0 trop faibles; malgré cela, le voltage mesuré concordait à un cinquantième de volt près, avec le résultat obtenu lorsque le voltmètre était exact.
- Quant au degré de précision que l’on peut atteindre, il n’est limité que par le rapport de transformation du transformateur auxiliaire. Avec un voltage primaire constant, les lectures sur le voltmètre peuvent être faites dans les parties les plus avantageuses de la graduation à un quart de volt près ; avec un rapport de transformation de 1 à 20, cela n'implique qu’une erreur possible d’un quatre-vingtième de volt sur la force électromotrice différentielle ; c’est-à-dire que si le voltage du transformateur étalon est exactement connu, celui d'un transformateur donnant environ 100 volts peut être mesuré avec une précision d’un huit-millième. C’est là un degré de précision absolument inutile dans la pratique ; mais le grand avantage de la méthode est de permettre des mesures suffisamment précises et rapides dans des conditions qui rendraient ordinairement ces mesures impossibles.
- Par exemple, supposons comme cas extrême que le voltage primaire varie pendant l’essai entre la valeur normale et une valeur de 10 0/0
- plus élevée. Le voltmètre ne sera jamais au repos, et il peut ne pas être possible défaire une lecture à moins de cinq volts près ; dans ce ces, l’erreur faite sur la force électromotrice cherchée ne dépasse pas encore un quart de volt. Si l’on mesurait ce voltage directement, on ferait évidemment une erreur de cinq volts.
- Ou encore, supposons le voltage primaire constant, mais que par suite d’une erreur d’étalonnage le voltmètre indique des valeurs de 100/0 trop faibles, 2000 au lieu de 2200. Mais si l’on fait une seconde lecture pour un point situé de l’autre côté du point d’équilibre, cette lecture sera également de 100/0 trop faible, de sorte que le point d’intersection lui-même ne sera pas déplacé, et l’on ne fera aucune erreur.
- KA/WWVW
- TX
- WWW..A/-
- TE
- On voit par ces exemples combien la méthode en question est élastique.
- Une modification de la méthode est de remplacer le transformateur auxiliaire et le voltmètre par une électrodynamomètre de grande résistance. Mais cette méthode n’est pas aussi sensible que la précédente et présente le désavantage que les lectures sont beaucoup plus affectées par les variations de la fréquence. Toutefois, comme elle est plus simple, on pourra la trouver plus commode lorsqu’on ne recherche pas une grande précision.
- Il était intéressant de chercher à appliquer la méthode qui vient d’être décrite à la mesure de la force électromotrice d’un transformateur sous charge. Les résultats ont été trouvés satisfaisants, et ont conduit à une méthode qui permet non seulement de déterminer la force électromotrice secondaire, mais aussi le décalage du courant primaire sur la force électromotrice pri-
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- maire, et par suite le facteur de puissance d’un transformateur à différentes charges.
- Le montage employé pour cet essai est indiqué par la figure 4. Il ne diffère du précédent qu’en ce que des lampes L ou des résistances non inductives sont placées sur le secondaire du transformateur T X à essayer, avec un ampèremètre A en circuit.
- Le tableau suivant donne les résultats obtenus avec le transformateur déjà étudié précédemment.
- TABLEAU II.
- Déviations du voltmètre pour différents voltages du transformateur étalon avec un, deux, trois et quatre transformateurs auxiliaires sous une charge de i5,4 ampères.
- Voltage du transformateur T E. Un transformateur auxiliaire Déviations Deux transformateurs auxiliai t es (fi -î- 5 B J du voltmètre Trois transformateurs auxiliaires Quatre transformateurs auxiliaires (fig. 5 A)
- 90 196,5 189,0 182,0 179,0
- qi 177,5 171,0 i65,o l6l,5
- 92 1-59,5 i54,o 148,5 144,0
- 93 141,5 136,25 i3i ,0 127,5
- 94 125,0 119,5 114,25 111,5
- q5 109,5 104,5 99,5 95,75
- 96 9-5,25 90,5 85,75 82,0
- 97 83,25 79,0 7-5,0 7U75
- 98 74,5 70,5 66,5 63,25
- 99 69,5 65,?5 62,0 58,5
- IOO 70,25 66,3 62,5 6o,25
- IOI 75,75 72,25 68,75 66,0
- 102 85,75 82,0 78,5 75,5
- io3 97,75 94,° 90,75 87,0
- 104 I 12,5 108,25 104 I0t,0
- 105 128,0 123,0 118 116,0
- lOo 146,5 140,0 134 129,5
- 107 i63,o i56,o i5o 146
- ioé 179,5 173,0 166 162
- 109 198,5 190,0 182 179
- I IO 2i8,5 21 1,0 203 196
- Le courant était maintenu aussi constant que possible à 15,4 ampères. On voit que dans ce cas la force électromotrice efficace mesurée parle voltmètre ne devient jamais nulle. Elle passe par un minimum dont la valeur dépend des transformateurs auxiliaires. On a formé les courbes A et B (fig. 5) avec deux des séries de mesures, et l’on a tracé aussi la courbe G correspondant à un transformateur auxiliaire d’impédance infinie, courbe ayant la forme d’une hyperbole.
- Sur le même diagramme on a indiqué une partie de la courbe correspondant à une charge de 7 ampères, de même que la courbe obtenue sans charge. On remarquera que pour des
- charges de plus en plus grandes, l’axe des courbes se déplace vers la gauche, c’est-à-dire que la déviation minima se produit à un voltage inférieur de T E que dans le cas du transformateur non chargé.
- Or, il est certain qu’entre 90 et 110 volts les forces électromotrices des deux transformateurs en opposition doivent s’équilibrer en un certain point. Pourquoi n’obtenons-nous pas une déviation nulle en ce point? La cause en réside dans la différence de phase des deux forces électromotrices en opposition. Nous savons, en effet, qu’avec l’augmentation de la charge la phase de la force électromotrice secondaire est avancée
- 90 94 98 102 106 110
- duttaye du trarijfbvmiiteur étalon
- Fij. 6
- légèrement sur celle de la force électromotrice primaire.
- Nous représenterons cet état de choses par le diagramme figure 6. AB représente la force électromotrice du transformateur-étalon; celle du transformateur essayé s’indique alors par une droite AC, faisant un angle <1> avec AB. Le-troisième côté BC du triangle donne la force électromotrice résultante qui agit sur le transformateur auxiliaire, et la déviation du voltmètre est donc proportionnelle à cette ligne.
- Or, pour une charge donnée la force électromotrice A G et l’angle '1' sont constants. Mais la longueur de la ligne AB est variable; et il est aisé de voir que lorsque le point B se déplace de droite à gauche (lorsque le voltage en T E diminue), la ligne B G se raccourcit pour
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- atteindre un minimum au moment où elle coïncide avec C D, normale à AB. A ce moment, ADC, la force électromotrice de TX, est égale à la racine carrée de la somme des carrés de la force électromotrice résultante et de celle du transformateur étalon.
- En posant BC=j-, BD —.v, et DC = n, nous avons
- équation d’une hyperbole d’excentricité = v — Dans les courbes de la figure 5, on a porté non les forces électromotrices efficaces mais les déviations du voltmètre (BC divisé par le rapport de transformation 1/20); et les ordonnées sont réduites dans le rapport de 10 à 1. L’effet de ces modifications est de donner à l’hyperbole une
- excentricité-- au lieu de va; car l’équation de
- la courbe devient maintenant
- -0-^r2 = -v2-f- —„ 20a 20-
- ou /
- r2 .v2 /
- a-2 ~ âS — 1 ’ /
- 100 400 /
- on a donc pour l’excentricité e
- -, 100 Jb
- e-—1=—, ou e =—. 400 ' 2
- L’hyperbole marquée C dans la figure 5 a été obtenue de la manière suivante :
- Le voltage de T E correspondant au minimum des déviations est soigneusement mesuré; il est de 99,35 volts; on prend comme axe de l’hyperbole la verticale élevée en ce point. Les quatre minima observés donnent par extrapolation le minimum a de la courbe corrigée ; et finalement les déviations y correspondant aux différentes valeurs du voltage se calculent d’après l’équation
- rigé ne serait pas permise dans le cas de transformateurs à fuites magnétiques considérables ; mais une erreur très grande sur ce minimum n’affecte que très peu le résultat en ce qui concerne la force électromotrice secondaire cherchée.
- Pour nous rendre compte de l’ordre de grandeur de l’erreur que l’on peut commettre, calculons d’après la courbe G la force électromotrice de notre transformateur à une charge de 15,4 amp. Le minimum corrigé est de 73, donc
- la force électromotrice résultante est — = 3,65 v.
- 20
- pour un voltage en T E de 99,35 volts; la force électromotrice cherchée est donc de
- \ (99,35)“ (3,65)“ =99.42 volts,
- valeur très proche de celle obtenue par mesure directe.
- Si l’on adoptait pour le minimum 60 (celui
- y* — 4 -va -t-
- a?
- 100'
- ün peut noter que les asymptotes à cette hyperbole sont inclinées sur l’axe horizontal sous
- un angle donné par arc lang É Elles sont formées par la courbe à charge nulle déplacée de droite à gauche.
- L’extrapolation pour obtenir le minimum cor-
- Fig. 6
- que l’on obtient avec un transformateur auxiliaire) au lieu de 73, on trouverait 99,39 volts. Enfin, pour prendre un cas extrême, supposons un minimum nul; on obtiendrait alors pour force électromotrice celle de l’étalon, soit 99,35 volts, ne différant que de 7/10000 de celle calculée d’après la courbe corrigée. Il suffirait donc dans la plupart des cas de prendre pour la force électromotrice cherchée celle de l’étalon au point où se produit le minimum.
- Il n’est pas nécessaire de construire toute la courbe pour déterminer le point où la déviation est minima. Trois observations suffisent à déterminer ce point. On prend une déviation d’un côté du minimum, et deux autres très éloignées de celle-ci et de l’autre côté du minimum, de part et d’autre de la première déviation. Ces deux dernières doivent être prises avec une différence d’un volt seulement sur le secondaire du transformateur étalon.
- Si ces trois déviations sont d^d^d^ (d3 étant plus grand que d2) et les voltages correspon-
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- 2 3o
- dants de l’étalon V, V2 V3, on vérifiera facilement que l’on peut écrire approximativement
- ».-i[y.+Y. + gj=£(T.-v4
- De plus, nous pouvons calculer l’angle <I>dont a été avancée la force électromotrice secondaire par rapport à la force électromotrice primaire. Car dans le triangle des forces électromotrices, nous avons
- , T D C
- = A D
- ou, dans le cas considéré :
- tan g >I> —4)î =; o,0367, OU <I> =2"6',
- 99,.^5
- et le supplément de cet angle I77°54'est la différence de phase entre les forces électromotrices primaire et secondaire.
- Mais nous savons qu’à pleine charge la force électromotrice est de phase exactement opposée à celle du courant primaire. Donc, l’angle entre la force électromotrice et le courant primaire est de 2°6', et son cosinus est le facteur de puissance à cette charge. Ce cosinus est de 0,994, c’est-à-dire pratiquement l’unité, ce qui concorde avec le résultat de récentes expériences.
- J’espère pouvoir donner bientôt d’autres applications de cette méthode.
- A. II.
- Perfectionnements à l’isolation des câbles, par Cook (1893).
- Dans la transmission et la distribution de l’énergie par courants alternatifs, l’emploi de conducteurs isolés à l’aide d’une enveloppe métallique a pour conséquence une chute importante du potentiel, excepté lorsque les conducteurs d’aller et retour sont enfermés sous la même gaine métallique. Dans tous les cas l’emploi des conducteurs à fort isolement présente des inconvénients.
- Pratiquement, jusqu’ici, l’isolement a été obtenu presque exclusivement avec le caoutchouc, le bitume ou autres subtances analogues. Ces substances présentent l’inconvénient d’étre facilement altérées par toute action mécanique extérieure, de perdre peu à peu leur élasticité et par suite d’étre sujettes à se crevasser fréquemment.
- Le but de M. Cook est de rendre utilisables à cet usage des substances fibreuses moins sujettes aux altérations chimiques, à la pénétration mécanique, et présentant en même temps tous les avantages de résistance à l’humidité qui caractérisent les matières isolantes du genre de la gutta.
- Il combine à cet effet, dans l’établissement d’un câble, l’emploi simultané des deux classes de substances isolantes suivantes :
- i° Une matière fibreuse telle que le drap, le feutre, le papier, employés secs ou imprégnés d’huile résineuse de paraffine solide, d’ozoké-rite, d’une solution de caoutchouc ou de tout autre mélange ou composé isolant inaltérable à l’humidité.
- 20 Du caoutchouc , de la gutta , du bitume, de la pulpe de papier mélangés de cire ou de paraffine, ou autre mélange présentant les mêmes propriétés.
- Fig. 3
- La figure 1 représente un câble isolé à l’aide des substances précédentes.
- A est le fil qui doit être isolé, B une enveloppe établie de préférence en papier fabriqué avec des fibres de manille et qui a été plongé dans une huile résineuse puis plié et enroulé autour du fil. Cette enveloppe peut aussi avantageusement consister en une bande longitudinale repliée autour du fil et entourée d’un second ruban enroulé en spirale. C représente une ou plusieurs couches de matières indiquées en 20, et de préférence de la gutta, appliquées par étirage ou injection ou appliquées et enroulées par bandes successives que l’on rend adhérentes et homogènes par la chaleur et la pression ou par l’emploi d’un dissolvant volatil de la gutta.
- D est un ruban enroulé, E une enveloppe en matière fibreuse enroulée ou tressée sur ce ruban, et enfin G une enveloppe imbibée de goudron de Norvège ou autre matière protectrice analogue.
- F. G.
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- :j3i
- Canalisation électrique souterraine, par D. C. Jackson ('),
- Après avoir fait ressortir les avantages des canalisations souterraines, l’auteur parle des deux systèmes employés en Amérique : canalisations posées et câbles tirés dans des conduites. Le coût d’installation est un peu plus élevé dans le cas du système à conduites, mais ce procédé présente tant d’avantages que le premier n’est employé sur une grande échelle que par la Compagnie Edison.
- Quatre types principaux de conduites sont employés actuellement : tuyaux en fonte ou en fer forgé, tuyaux en tôle doublée de ciment, tuyaux en terre cuite et tuyaux en bois.
- La terre cuile vernissée est très employée en une ou plusieurs conduites rectangulaires pouvant contenir chacune au moins trois câbles. La section rectangulaire est plus avantageuse que la section ronde, et il est avantageux aussi que lèverais n’ait pas une résistance très élevée afin d’éviter aux ouvriers des secousses dues à des effets statiques.
- Les opinions sont très partagées sur la profondeur â laquelle doit être enfouie une conduite. Lorsqu’on la couche dans un lit de béton, le haut de la conduite doit être à 60 centimètres de distance de la chaussée ; la profondeur doit être de 90 centimètres quand la conduite est posée à même la terre. On peut protéger le dessus de la canalisation par un plancher en bois créosoté.
- Les joints entre les sections sont faits en enroulant celles-ci de plusieurs couches de ruban goudronné ou en glissant sur le joint un manchon en poterie que l’on cimente. Ce dernier joint est ordinairement employé lorsque la conduite est couchée dans du béton : il suffit alors de rapprocher les sections dans la tranchée et de remplir de béton.
- Les branchements sont généralement pris à l’aide de trous à main, et quelquefois les fils de service partent des trous d’homme et sont amenés aux îlots de maisons à desservir par des conduites secondaires.
- L’expérience semble avoir donné, dans plusieurs grandes villes, des résultats favorables à l’emploi des tuyaux en poterie.
- A Mihvaukee on a posé des tuyaux de drai-
- nage ordinaires avec des joints cimentés, mais sans béton. Ce système est un peu moins cher que le précédent, mais il n’est pas en usage depuis suffisamment de temps pour que l’on puisse eti discuter les mérites.
- La plus simple de toutes les canalisations et celle qui est généralement employée est constituée par les tuyaux ordinaires à gaz ou à vapeur placés à nu dans le sol ou dans du béton; son grand avantage est sa flexibilité. Quelques autorités prétendent qu’une conduite ne doit jamais présenter des coudes, mais l’expérience a montré que l’on peut aisément tirer les câbles autour des courbes de 90 centimètres de rayon. Un inconvénient des conduites en fer réside dans leurs propriétés magnétiques, qui augmentent l’impédance du circuit. On remédie pratiquement â cet inconvénient en plaçant les deux fils du même circuit dans le même tuyau aussi près que possible l’un de l’autre.
- La canalisation Johnslone sert quelquefois pour les branchements de distribution pris sur les tuyaux en fer forgé. Elle consiste en sections de tuyaux de fonte de i,5o m. de longueur, contenant deux rangées de conduites à section carrée.
- Cette canalisation est posée à nu dans le sol, et les joints sont rendus étanches â l’aide de mastic de plombier. Toutes les deux maisons le tuyau présente un bouchon vissé que l’on peut enlever pour y substituer une conduite de branchement. La canalisation est posée près de la surface de la chaussée; elle est très durable, mais manque de flexibilité et est lourde.
- Des conduites en bois sont très employées à Philadelphie, Chicago et Brooklyn. L’épaisseur des parois est d’environ 3 centimètres, le couvercle, plus solide, a b centimètres d’épaisseur. La forme la plus commune est un bloc de bois de iox 10 cm. percé d’un trou de 7,5cm. de diamètre; les blocs sont réunis soit par un assemblage, soit en les posant simplement bout â bout.
- La conduite en bois est très accessible; on peut y couper en des points quelconques des ouvertures pour les branchements, mais ceux-ci partent généralement des trous d’homme. Le grand inconvénient du système est l’attaque chimique du plomb des câbles par les matières préservatrices dont est imprégné le bois. La durée du bois imprégné est de trente années,
- (') Communication au Congrès d'électricité de Chicago.
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- LA
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- 'U U
- tandis que le bois non imprégné ne dure qu’une quinzaine d'années.
- Un autre type de conduite employé sur une grande échelle est le tuyau en tôle doublée de ciment. On dit que ces tuyaux sont imperméables à l’eau et aux gaz, et qu’ils résistent aux acides et aux alcalis.
- 11 est probable que l’effet des conduites de bois sur les câbles et leur manque de flexibilité compensent leurs avantages. Le tuyau en tôle cimentée est de prix peu élevé et peut avantageusement remplacer le tuyau de fer dans certaines conditions. Lorsqu’on n’est pas limité par l’espace et qu’on le place dans des rues où les af-fouillements du sol ne sont pas trop fréquents, le conduiten terrecuite vernissée est le meilleur, car on y tire les câbles très facilement. Mais dans les rues dont le sous-sol est rempli de tuyauteries de toute espèce et où les ouvriers pourraient facilement détériorer des conduites fragiles, le tuyau en fer forgé se recommande par sa solidité et sa flexibilité, quoiqu’il coûte cher et que sa dépréciation soit rapide.
- M. Jackson décrit différents systèmes de trous d’hommes et conclut que la comparaison entre les coûts des divers systèmes de canalisation est difficile à établir, elle dépend d’un grand nombre de conditions locales. Le coût total comprend le coût d’affouillement et de réfection du sol, et le prix des matériaux et du travail de la pose. La première partie variera beaucoup avec le genre de pavage de la chaussée, la profondeur de la canalisation, etc., mais est à peu près indépendante du système de canalisation employé. Le taux de dépréciation des différentes conduites n’a pas été déterminé; mais d’après l’expérience acquise avec les mêmes matériaux dans d’autres buts, on peut l’estimer à 4 0/0 environ pour le tuyau de fer, tandis que pour les autres systèmes il est beaucoup plus faible.
- Sur une nouvelle forme d’embrayage à vitesse variable pour locomotives et tramcars électriques, par W. Worby-Beaumont.
- xNous avons décrit dans notre numéro du 27 mai dernier, page 38a, les coupleurs magnétiques à réduction de vitesse variable que M. Worby Beaumont propose pour la traction électrique. Ces dispositions ont pour but de permettre une mise en route graduelle des véhicules pour éviter la dépense d’énergie exces-
- sive au moment du démarrage; par ce fait elles permettent aussi d’employer des moteurs de plus faible puissance.
- L’auteur, vient de présenter à la dernière réunion de l’Association britannique des modifications de ses premiers dispositifs.
- Le moteur électrique est monté sur un arbre creux qui, en marche normale, attaque directement l’essieu et, pendant le démarrage, le commande par l’intermédiaire d’un engrenage épi-cycloïdal. Pour les tramways, M. Beaumont a conservé le coupleur électromagnétique, mais pour les locomotives de chemin de fer, il pré-• fère avoir recours à la pression hydraulique ou à l’air comprimé.
- Embrayage pour locomotives électriques. — Sur l’essieu moteur E M (fig. 1 et 2) est fixé un disque B contenant un cylindre annulaire dans lequel se trouve un piston annulaire P qui, par admission d’huile sous pression ou d’air comprimé fourni par les cylindres du frein met en action l’anneau d’embrayage à friction C. L’extrémité de l’arbre du moteur A porte un excentrique D qui fait tourner l’anneau denté E. Celle-ci actionne l’anneau d’embrayage F monté sur le disque B. Sur une saillie de l’anneau d’embravage intérieur est fixée une bride portant un bras E'. Ce bras peut glisser dans une bride O pivotant dans un anneau G. Celui-ci peut tourner librement, ou bien il est maintenu par des pièces formant frein d’embrayage, dont on ne voit que la bande H et le levier L.
- Lorsqu’on veut faire démarrer un train, l’anneau G est maintenu par ce frein ; le point O devient ainsi un point fixe guidant E', et l’anneau E. L’essieu de la locomotive est alors actionné par l’anneau F à une vitesse cinq fois plus petite que celle du moteur. Cette manœuvre est nécessaire pendant quelques secondes à chaque démarrage. Une fois l’inertie du train vaincue, l’anneau G est rendu libre, et l’on fait arriver du liquide ou de l’air sous pression en Q, ce qui applique l’anneau C contre E. Cette manœuvre couple directement l'arbre du moteur avec l’essieu de la locomotive.
- Le moteur peut donc tourner à vide, ou il peut entraîner l’essieu au cinquième de sa vitesse, ou encore il peut actionner cet essieu à sa propre vitesse. En marche normale, tout le système est solidaire; il n’est, mis en action qu’aux démarrages ou lorsqu’il s'agit de gravir une
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- pente. Un accident quelconque à l’embrayage laisserait le moteur en accouplement direct avec l’essieu.
- Embrayage pour Iramcars. — Les ligures 3 et 4 montrent la disposition employée pour les engrenages à simple réduction de vitesse.
- Fig-, i et 2. — Embrayag-e à vitesse variable pour locomotives électriques.
- L’arbre A du moteur porte un électro-aimant en forme de disque B, dont l’armature est constituée par un disque C monté sur le moyeu du
- pignon J engrenant avec une roue J' de l’essieu moteur E M. La réduction de vitesse est dans le rapport 4 à i.
- L’engrenage épicycloïdal est analogue à celui des figures 1 et 2, et donne un rapport de vitesse de 5 à 1.
- Avec cette disposition, le moteur de 3o chevaux ordinairement employé peut être remplacé
- par un moteur de i5 chevaux. Lorsqu’on fait passer un courant dans l’électro-aimant B, toutes les pièces de l’appareil sont solidaires, et la réduction de vitesse n’est plus que de 4 à 1. A. H.
- r5
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- Appareil pour la mesure de la réluctance magnétique, par M.A.-E. Kennelly (').
- De toutes les méthodes employées pour la mesure de la perméance et de la réluctance du fer, celle de la boucle d’épreuve de Faraday et du galvanomètre balistique est de beaucoup la plus exacte. Elle est néanmoins assez longue d’exécution, particulièrement pour un laboratoire de mesures; aussi dans la plupart des laboratoires de mesures et de comparaisons on a préféré employer les méthodes d’attraction ou les méthodes magnétométriques, en faisant, bien entendu, quelques sacrifices sur l’exactitude.
- On a employé avec succès des appareils récents où la réluctance d’une simple barre de fer est comparée à celle d’une barre étalon en fer doux de Norvège; tels sont le pont magnétique d’Edison qu’on a pu voir à l’Exposition Universelle de 1889, et le magnétomètre différentiel de Al. Eickemeyer. L’auteur se propose de décrire
- La barre verticale G correspondant au circuit du galvanomètre de la figure précédente et les barreaux A F et FC sont les pièces à comparer. Elles ont une section droite très faible par rapport à celle des autres parties du circuit. En A F, par exemple, sera placé le barreau étalon formé d’un ou plusieurs barreaux de fer de qualité connue et en F C le barreau dont on veut mesurer la réluctance.
- Si les deux réluctances Rt et R2 sont égales, les potentiels magnétiques des points F et B le sont aussi et le barreau G n’est traversé par aucun flux magnétique lorsque les bobines M, et M» sont parcourues par un courant. Si au contraire les réluctances R! et R2 sont un peu différentes, les potentiels de F et de B le seront aussi et un flux magnétique traversera le barreau G.
- Les circuits magnétiques étant fermés, les dérivations par l’air seront très faibles et de
- <JQ
- Fig. 1
- un nouvel instrument de ce genre présentant certains avantages sur les précédents.
- La figure 1 représente une disposition bien connue de circuits électriques où deux résistances R[ et R, peuvent être comparées entre elles. Ej et E2 sont deux forces électromotrices égales et constantes insérées dans des circuits AB et B G d’égale résistance. Le galvanomètre G placé sur la jonction des points F et B ne doit indiquer aucun courant lorsque les résistances sont égales. Le conducteur F B correspond au fil neutre d'une distribution à trois fils.
- La figure 2 reproduit les mêmes conditions que la précédente avec des circuits magnéLi-ques. ABC est un robuste cadre vertical en fer de Norvège recuit sur lequel sont enroulées deux bobines Mt et M2 ayant le même nombre de spires. Elles sont réunies en série et possèdent par suite pour un courant donné quelconque des forces magnétomotrices égales.
- plus symétriques, par suite elles seront négligeables pratiquement de sorte que si l’on appelle <L> le flux total et 9 le flux traversant le barreau G, on aura
- Pour reconnaître dans quel sens le flux 9 traverse la barre G, on peut, comme on le sait, supposer qu’on ait pratiqué sur G un faible entrefer dans un plan horizontal et qu’on y ait inséré un pôle magnétique et un appareil destiné à mesurer l’attraction de ce pôle.
- En pratique, pour se rapprocher le plus possible de ces conditions théoriques, on peut pratiquer dans G une section droite de 0,16 m. d’épaisseur et suspendre dans cette crevasse une bobine plate et munie d’un repère, traversée par un courant assez faible.
- La figure 3 représente l’appareil définitif; D est une armature disque ayant 100 spires radiales; une moitié de cette armature est toujours
- (') Mémoire lu au Congrès de Chicago.
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- enveloppée par les pièces polaires au-dessus et au-dessous d’elle.
- Ce disque est suspendu par un simple fd attaché aux points L et Q qui servent en même temps de prise de courantpour la bobine.
- Une tension sensiblement constante est obtenue à l’aide d’un ressort en spirale placé dans un tube glissant à la partie inférieure.
- Du reste, l’expérience montre que des petites variations dans la tension du fil de suspension n’ont qu’une très faible influence sur le moment de torsion.
- Le procédé d’expérimentation est le suivant : une simple bande ou barreau plat du fer à essayer est placé entre les points F et C. La largeur et la hauteur les plus convenables sont respectivement de 2,54 et 1,27 cm. Des bandes de fer doux sont placées entre les points A F ; leurs dimensions sont de 2,54 et o,3i8 cm. Elles
- Fig. 3
- sont placées les unes sur les autres. Si le courant circule dans la bobine D et s'il n’y a aucun flux rémanent dans l’appareil, cette bobine n’est pas influencée et son index est au zéro. Les champs magnétiques sont ensuite excités avec un courant convenable ; le disque et son repère sont alors mis en mouvement dans un sens ou dans l’autre. Suivant la prépondérance de l’une ou l’autre des résistances magnétiques des deux côtés de l’appareil, on ajoute ou on retranche des barreaux entre les points A et F jusqu’à ce que le repère soit le plus près possible du zéro. Généralement la résistance cherchée est comprise entre deux nombres consécutifs de barreaux étalons; la valeur de cette résistance s’obtient alors par une simple proportionnalité.
- Steinmetz a montré (') que dans une série de
- (’) Transactions of the American Instilulc of Elec-Irical Engineers, v. IX, p. 33, janvier 1892.
- tels ajustements à égalité entre l’étalon et le barreau à étudier pour différentes excitations, la courbe complète d’hystérésis du barreau peut se déduire des valeurs connues pour l’étalon. Or, puisque la réluctivité et la force magnétisante du fer sont au-dessous de l’intensité critique, la relation qui les lie est linéaire et par suite deux essais suffisent pour la déterminer.
- L’instrument peut aussi servir à indiquer rapidement la faculté de rester aimanté des barreaux de fer ou d’acier.
- Si après une mesure on coupe le courant qui excite les bobines M,et M2 et qu’on enlèvele barreau étalon, le flux résiduelde la pièceà essayer, en négligeant quelques faibles fuites magnétiques, passera à travers la coupure et le disque D. Si les constantes de ce disque ont été déterminées préalablement, la déviation du disque pour un courant donné dans sa bobine peut servir de mesure à ce flux.
- Soient, en effet :
- N le nombre de spires de chaque bobine M,
- I le courant excitant des bobines (en amp.),
- I la longueur du barreau à essayer (en centimètres),
- g la réluctance de l’entrefer (en unités C.G.S.),
- II! la force magnétisante du barreau pendant l’excitation,
- H2 la force magnétisante après l’excitation supprimée.
- La force magnétomotrice dans chaque bobine est yj NI, et puisque l’intensité dans l’échantillon est considérablement plus grande que dans le champ des pièces de Fappareil, la force magnétisante dans le barreau est sensiblement
- 4J5 fil. En supprimant l’excitation et en enle-10 l
- vant le barreau étalon, le flux résiduel observé rencontre l’entrefer g, de sorte qu’en négligeant la faible hystérésis de l’appareil, la force contre-magnétomotrice de l’entrefer est —cpjg représentant une force démagnétisante sur le barreail
- de — IL = sensiblement, les valeurs relatives de la densité du flux sont donc rapidement connues pour différents barreaux par les valeurs de II, ou plus exactement par celles de II, — IL.
- En plaçant entre les extrémités A et F deux plaques parallèles et opposées de fer, de telle
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- façon que la longueur de l’entrefer compris entre eux puisse être augmentée ou diminuée à l’aide d’une vis, on peut mesurer la réluctance d’un barreau placé entre F et C par une comparaison di-recteaveclareluctancedel’air. ünreconnaît, toutefois, que les contacts, la dissymétrie des deux parties du circuit et des pertes magnétiques par suite des larges entrefers donneraient lieu à des erreurs assez considérables.
- Les erreurs inhérentes à l’instrument sont :
- i° Les variations de la réluctance des pièces de l’appareil ;
- 2° Les erreurs dans l’évaluation des résistances magnétiques des contacts et dans celle de la longueur de l’échantillon.
- Les premières dépendent de l’hystérésis du fer formant l’appareil. Elles peuvent être réduites en prenant pour le barreau à essayer une section droite suffisamment petite par rapport à celle des pièces de l'appareil.
- Une correction peut aussi être faite pour tenir compte delà résistance magnétiquede l’appareil.
- Les secondes sont communes à tous les appareils destinés à mesurer la perméabilitéetoùl’on doit tenir compte de la longueur des barreaux à essayer et servant à fermer les circuits magnétiques. Tout d’abord il y a les erreurs dues aux contacts des surfaces, erreurs qu’on peut diminuer en augmentant ces surfaces. Une erreur plus complexe est due à la difficulté d’évaluation de la longueur effective du barreau dans laquelle entre non seulement la distance entre les supports F et G, mais aussi dans certaines proportions une partie de la longueur de ce s supports. La longueur virtuelle du barreau placé dans le circuit, ou autrement dit la longueur moyenne des lignes de force traversant ce barreau, est en somme une fonction de l’intensité magnétique en son intérieur; il n’est pas généralement la même pour l’échantillon et les étalons.
- Les avantages de l’instrument sont les suivants : i° absence d’hystérésis dans les poulies mobiles et indicatrices qui ne contiennent pas de fer; 2° grande sensibilité et contrôle facile; 3" faible réluctance des entrefers et du circuit traversé par la différence du flux des deux circuits; 4° facilité de comparaison des aciers entre eux.
- Les dimensions complètes de l’instrument sont les suivantes :
- Diamètre des bobines 5,o8 cm.;
- Section droite des bobines 20,3 cm*!
- Dimensions des montants 5,o8 cm. X 5,o8 cm ;
- Section droite des montants 25,8i cm!;
- Diamètre extérieur du disque 7,0 cm.;
- Entrefer o, i6 cm.;
- Réluctance approximative de l’entrefer 0,00826 C G. S. Aire des pièces polaires au-dessus et au-dessous 20 cm*. Poids du disque et de son index, 28 grammes;
- Nombre de tours de fil de chaque bobine du champ 321.3;
- Diamètre du fil de suspension 0,018 cm.;
- Déviation de l’index par ampère et par unité C. G S. du flux traversant le disque o,3 degré.
- Epaisseur du disque en aluminium 0,077 cm ;
- Diamètre du fil de l’enroulement du disque o,o35 cm. et avec son isolant 0,042;
- Epaisseur totale du disque 0,4t5 cm.;
- Enroulement, 100 spires radiales ; 1
- Angle maximum de déviation de l’index 140 degrés.
- F. G.
- REVUE DES TRAVAUX
- RÉCENTS EN ÉLECTRICITÉ
- Sur la propriété piézo-èlectrique du quartz, par lord Kelvin (').
- Les côtés des molécules hexagonales doivent (comme nous allons le voir en considérant les effets électriques des changements dans leurs positions relatives) faire des angles de 3o et de go degrés avec les côtés de l’hexagone du cristal naturel. Le diagramme annexé (fig. 1) montre, dans une section perpendiculaire à ce que l’on appelle communément « Taxe du cristal », un groupe rectangulaire de 25 molécules, pendicu-laire dans le sens de la longueur à une paire de côtés parallèles de cet hexagone, et présentant dans le sens de la largeur des rangées alternativement dequatre et de trois molécules. Les molécules marquées A a B b Ce D, A'a' B 'b' Ce' D’ sont situées dans les deux faces de la lame mince de l’expériencedesfrères Curie; etla largeurdela lame est formée dans mon modèle en superposant des couches de molécules semblables à celle que représente la figure, toutes naturellement orientées similairement. Les faces zinc et
- () Addendum à la communication faite à l’Association britannique, et publiée Uans La Lumière Électrique du 7 octobre i8g3, p. 37.
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- cuivre des molécules sont marquées respectivement -f- et —. Les intervalles d'air sont tous égaux dans le diagramme, qui doit représenter la configuration à son état normal.
- Supposons d’abord que les molécules ont sur leur surface totale chacune les mêmes quantités d'électricité positive et négative; ce serait le cas si les molécules à cet état de charge étaient toutes amenées de distances infinies aux positions que montre le diagramme, toutes étant parfaitement isolées. Relions-les toutes métal-liquement (par des fils infiniment minces). La quantité totale d’électricité de chacune d’elles restera nulle, parce que chaque molécule inté-
- Fig. 1
- rieure subira des inductions positives et négatives égales de la part des molécules voisines ; et, à part une irrégularité infinitésimale due aux quatre coins A, D, A', D', que nous négligeons, chaque molécule individuelle dans les rangées terminales AFGA' et DH KD' reçoit des molécules voisines des inductions positives et négatives égales ; et chaque paire de molécules «B, fi C, a' B', b' G' dans les rangées latérales reçoit des sommes, égales d’inductions positives et négatives. Ainsi, par exemple, l’effet de la mise en communication de B b est simplement de faire écouler une certaine quantité d’électricité positive de b vers B, parce que deux faces de B gagnent de l’électricité positive et une de l’électricité négative, tandis que deux faces de b se
- chargent positivement et trois autres négativement.
- Relions maintenant entre elles par des connexions métalliques toutes les molécules de la rangée latérale A a B fi Ce D de môme que celles de la rangée Na' B'fi' G' c' D'; mais faisons disparaître toutes les autres connexions, et laissons les molécules isolées. Cela correspond à l’argenture des deux faces de la lame dans l’expérience de Curie.
- Dans ces conditions, appliquons aux molécules extrêmes des forces qui produisent un simple allongement de la configuration entière, comme l’indiquent les flèches. Les intervalles d’air entre les faces parallèles avec la direction de l’allongement ne changeront pas ; tous les autres seront augmentés de la même quantité. L’effet électrique sera la perte de quantités approximativement égales d’électricité positive et négative, par toutes les faces opposées non parallèles à la ligne d'allongement. Chaque molécule intérieure perdra des quantités très approximativement égales d’électricité positive de deux de ses faces, et d’électricité négative de deux autres. Chacune des molécules des rangées extrêmes, FC..., II K.... perdra de l’électricité positive de l’une de ses faces et de l’électricité négative d’une autre face.
- Mais chaque molécule saillante, comme B, perdra de l’électricité positive de deux faces intérieures, tandis que chaque molécule non saillante, fi, perdra de l’électricité positive de deux de ses faces intérieures, et de l’électricité négative des deux autres. L’électricité positive ainsi rendue libre sur les faces intérieures des molécules ABCD de la rangée AaBfiCcDse rend sur les faces extérieures libres; et de l’électricité négative dégagée par les faces intérieures de l’autre rangée A'a' B'... est déposée sur les faces libres de droite, ce qui est le résultat observé par les frères Curie.
- Les quantités d’électricité ainsi développées peuvent se calculer immédiatement, si nous supposons l’épaisseur des intervalles d’air faible en comparaison avec les diamètres des molécules. On trouve également ainsi la capacité inductive électrostatique de l’ensemble, et enfin la différence de potentiel électrique entre les deux faces argentées.
- A. II.
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- Sur la théorie de la pyro-électricité et de la piézo-électricité, par lord Kelvin.
- I. La doctrine de l’électropolarisation des corps masqués par une électrisation superficielle, que j’ai donnée il y a trente ans dans Nichol's Encyclopedia, manquait d’une explication physique de la polarisation moléculaire supposée, qui permît d’en déduire une théorie physique satisfaisante de la pyro-électricité. Cette doctrine était surtout défectueuse, comme l’ont remarqué M. Rœntgen et M. Voigt, en ce sens qu’elle ne renfermait aucune suggestion pour expliquer les polarités électriques multiples produites irrégulièrement par des changements irréguliers de température dans la bora-cite, le quartz et la tourmaline elle-même, lesquelles ont troublé beaucoup de naturalistes et d’expérimentateurs.
- Une note courte, mais très importante, publiée par MM. Jacques et Pierre Curie dans les Comptes rendus du 14 février 1881, vient combler cette lacune de manière à suggérer ce qui me paraît être, comme une question de fait, la véritable théorie électrochimique d’une molécule cristalline; ma primitive indication de théorie peut ainsi x'ecevoir une extension facile, qui remédie à son insuffisance au point de vue de la multipolarité et la rend propre à l’explication, non seulement de la pyro-électricité anciennement connue des cristaux,, mais aussi de la piézo-électricité découverte par les frères Curie eux-mêmes.
- L’élément qu’ils considèrent de deux métaux, zinc et cuivre, soudés ensemble et uniquement entourés d’air, représente parfaitement une véritable molécule composée électrochimique , telle que II20 ou Si O2; j’en ai réalisé un modèle phasique il y a trois semaines et décrit l’appareil dans une communication au Philosophi-cal Magazine, sans savoir que j’avais été devancé dans cette conception.
- IL Pour représenter les qualités pyro-électriques et piézo-électriques dans un cristal, prenons comme molécule cristalline un corps solide de forme quelconque entouré par une surface formée de parties de différents métaux, squdés ensemble de manière à constituer un conducteur métallique. Disposons un grand nombre de molécules semblables avec méthode, (*)
- comme un assemblage homogène Bravais, sans qu’elles se touchent entre elles, et relions chaque molécule aux voisines par des ressorts non conducteurs (en caoutchouc, si l’on veut réaliser un modèle qui fonctionne pratiquement).
- Nous pouvons, par exemple, supposer que chaque molécule est liée seulement avec douze molécules voisines, c’est-cà-dire dans l’ordre des distances croissantes : les deux plus rapprochées; les deux suivantes; deux autres encore dans le plan des quatre premières; et les trois paires de molécules choisies suivant la même règle de part et d’autre de ce plan. On a ainsi un modèle mécanique parfait pour l’élasticité et la piézo-électricité d’un cristal; il convient également à la pyro-électricité, si l’on suppose qu’un changement de température modifie soit l’électricité de contact des métaux, soit la configuration. de l’assemblage par un changement dans la forme de chaque molécule ou dans la force des ressorts.
- III. Le problème mathématique que présente une telle combinaison est le suivant :
- Étant donné un assemblage homogène de surfaces fermées S égales et semblables, chacune d’elles composée de deux ou plusieurs métaux différents, toutes isolées dans une grande enceinte dont les parois G sont partout à une distance pratiquement infinie de l’assemblage et formées par l’un des métaux qui entrent dans la composition des surfaces S (du cuivre, pour fixer les idées), trouver :
- i° Le potentiel dans le cuivre d’une molécule quelconque, lorsque la charge électrique totale de chacune d’elles est nulle;
- 20 La charge électrique de chaque molécule, quand elles sont toutes reliées métalliquement par des fils infiniment minces.
- IV. L’expression mathématique de ces conditions et des questions du problème est celle-ci :
- Considérant la surface S d’une des molécules, soient :
- /(P) une fonction donnée de la position d’un point P sur la surface S, qui représente la différence entre le potentiel dans l’air à une distance infiniment petite du point P et le potentiel de l’air infiniment près du cuivre de la molécule (cette fonction est la même pour les points correspondants de toutes les molécules);
- V„ le potentiel sur le cuivre de la molécule désignée par le nombre n\
- (*) Comptes rendus, t. CXVII, p. 463.
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- JOURNAL UNIVERSEL D'ÉLECTRICITÉ 23ç)
- D (P,, P„) la distance des points P,- sur la rpo-lécule i, et P„ sur la molécule n\
- dS£ une intégration étendue à la surface
- de la molécule z, et p£ une fonction de la position du point P£ sur la surface de cette molécule (la densité électrique en P,);
- "V une sommation pour toutes les molécules,
- y compris le cas où i—n\
- Q„ la charge électrique totale de la molécule n.
- L’équation d’équilibre électrique est
- £//
- p, dS,
- D (Pf, P„)
- = /(PJ + v„
- (a)
- et l’on a :
- J~ p„dS„ = Q„. (b)
- On demande de trouver, pour chaque valeur de n :
- i° V„, lorsque Q„ = o;
- 2° Q„, lorsque V„ = o.
- V. le problème ainsi posé est d’un caractère transcendant très élevé, à moins que la surface S ne soit sphérique. Dans ce cas, il peut être résolu pour un nombre fini quelconque de molécules; c’est une simple question de calcul laborieux.
- Le travail d’un mathématicien compétent, pendant sa vie entière, serait peut-être suffisant, si l’assemblage était un parallélipède de Bravais renfermant 125 globes en 5 réseaux de c5 globes, pour donner la solution relative à chacun d’eux
- avec une exactitude de ——. Il ne faudrait pas ioo r
- plus de peine pour résoudre le problème, au même degré d’approximation, pour chacune des 125.io21 molécules sphériques dans un pa-rallépipède semblable de Bravais comprenant 5.io7 réseaux, si la distance h entre les plans des points correspondants de deux réseaux consécutifs renfermant les molécules de première et de seconde distance n’était pas supérieure au double du diamètre de chaque molécule.
- VI. Lorsque cette dernière condition est remplie, on peut voir, par nos connaissances générale sur la doctrine des écrans électriques et sans résoudre le problème, tel qu’il est exposé, pour chaque molécule individuelle, que la solution de la seconde question est très approxi-
- mativement Q„ = o pour toute molécule dont la distance à un point quelconque de la surface' enveloppe de l’assemblage dépasse 2 h ou 3 /z, et cela que les molécules soient sphériques ou d’une autre forme quelconque qui n'en soit pas très différente.
- On voit aussi que la distribution d’électricité est semblable sur toutes les molécules dont la distance aux bords de l’assemblage est supérieure à 3 /z, ou peut-être 4 A ou 5 /z, c’est-à-dire que la totalité de l’assemblage compris dans la cavité d’une couche d’une certaine épaisseur (3 h ou 4 /z) est entièrement homogène, non seulement au point de vue géométrique et mécanique, mais encore électriquement.
- Le problème qui consiste à déterminer, avec une exactitude modérée, la distribution d’électricité sur chaque molécule de l’assemblage homogène ainsi constitué est comparativement facile si la forme des molécules est sphérique.
- VIL On voit aussi, par les éléments connus d’électrostatique et sans résoudre le problème de trouver la charge électrique sur chaque molécule de la couche extérieure dans les conditions indiquées au § VI, que la somme des quantités d’électricité situées sur toutes les molécules de cette couche, par unité de surface, est égale à la composante normale du moment électrique par unité de volume de l’assemblage homogène situé dans la cavité de cette couche superficielle.
- VIII. Les conditions de l’édifice complet, couche superficielle et assemblage homogène situé à l’intérieur, auxquelles on est arrivé dans les ^ VI et VII, peuvent être considérées comme représentant la condition naturelle non troublée d’un cristal.
- Supposons maintenant qu’un changement homogène dans la configuration de cet édifice soit produit par l’application d’une force convenable aux molécules de la couche ou par une variation uniforme de température dans tout l’intérieur, ou par les deux causes agissant simultanément. Il n’est pas nécessaire d'exclure le cas où la forme de la couche-enveloppe serait invariable, c’est-à-dire le cas où les positions relatives des points correspondants de toutes les molécules resteraient les mêmes, le changement de configuration se réduisant alors à une rotation infiniment petite de chaque modèle. Il est important de comprendre ce cas pour se prémunir contre une tendance que je trouve dans les Mé-
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- moires de MM. Curie et de M. Voigt, laquelle consiste à limiter les propriétés pyro-électriques, en supposant sans preuve expérimentale qu elles sont identiques aux effets piézo-électriques produits par des forces capables d’amener les mêmes changements de forme et de volume que ceux qui résultent des variations de température. Dans la nature, on peut considérer comme une possibilité générale, et comme résultat probable dans certains cas, qu’une électropolarisation soit produite dans un corps par des variations de température, même lorsque les changements de forme ou de volume sont détruits par l’appli. cation de forces convenables sur la surface. Dans notre modèle, des modifications de la force des ressorts devraient certainement entraîner une rotation des molécules et produire ainsi une électropolarisation, même si les molécules de la couche extérieure sont maintenues immobiles, à moins que les ressorts ne soient combinés et construits spécialement en vue d’annuler cet effet.
- IX. Il faut résoudre maintenant le problème de trouver la variation du moment électrique de chaque molécule de l’assemblage homogène, produite par le changement de configuration décrit au § VIII, lorsque le potentiel est nul sur toute la surface de la couche enveloppante. Pour n’avoir pas à défaire l’isolement séparé de toutes les molécules ou de quelques-unes, et pour conformer nos idées à la réalité des expériences sur les propriétés électriques des cristaux, je suppose que cette égalité de potentiel est produite non par une liaison métallique temporaire entre les molécules, comme au § III (20), mais par une feuille métallique entourant notre modèle et dont la surface interne est partout très voisine de l’enveloppe de l’assemblage, par exemple à une distance moindre 2 A ou 3 h dans notre modèle, ou moindre que 10G/z, si l’on opère avec un cristal dans une expérience réelle.
- X. Pour trouver expérimentalement la solution du problème mathématique du § IX, divisons la feuille de métal en deux parties, dont l’une (correspondant au plan d’épreuve de Coulomb) sera désignée par E, pour abréger. Elle peut, ou être assez petite pour qu’on la considère comme plane, ou former une portion de la feuille qui couvre une étendue finie de surface plane sur l’enveloppe de l’assemblage.
- Opérons d’abord sur le cristal dans son état
- I naturel non troublé et couvert par la feuille métallique dont la partie E est isolée.
- Produisons le changement de configuration indiqué au § VIII; mesurons alors la quantité d’électricité qui devrait passer de Eau reste de la feuille pour égaliser le potentiel de part et d’autre. C’est entièrement et exactement ce que font MM. Curie dans leur admirable expérience avec le quartzpiézo-éleclrique, évitant toute obligation de considérer le problème essentiellement transcendant de la distribution du potentiel électrique à la surface d’un cristal non couvert, quand il existe un trouble pyro-électrique ou piézo-électrique dans l’intérieur.
- Le quotient de la quantité d’électricité ainsi mesurée par l’aire de E est égal à la composante normale à E de l’électropolarisation intérieure lorsque E et le reste de la feuille sont en communication métallique.
- XI. Comme conclusion, en suivant M. Voigt dans sa Théorie générale déjà citée, on voit qu’il existe essentiellement dix-huit coefficients indépendants pour la piézo-électricité d’un cristal en général, en trois formules qui expriment les trois composantes du moment électrique par unité de volume, chacune sous la forme d’une fonction linéaire de six composantes de la déformation géométrique (strain) de la substance. A chacune de ces expressions j’ajoute un terme pour la composante du moment électrique dû au changement de température, lorsqu’une force appliquée sur la surface empêche tout changement de volume ou de forme. On a ainsi en tout vingt-et-un coefficients indépendants pour la piézo-électricité et la pyro-électricité, lesquels devraient être déterminés par l’observation pour un cristal réel.
- Il est intéressant de voir comment notre modèle peut être construit pour réaliser les phénomènes piézo-électriques et pyro-électriques en accord avec des valeurs quelconques données aux vingt et un coefficients, par une solution expérimentale d’autant de problèmes mathématiques du § IV qu’il sera nécessaire dans ce but.
- XII. Choisissons une forme convenable, sphérique ou très peu différente de la sphère, pour chaque molécule. Divisons la surface totale en vingt-deux parties (ni très inégales, ni s’éloignant d’une manière exagérée de surfaces carrées ou hexagonales à angles égaux et côtés
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- égaux) et numérotons-les par les chiffres 0, i, 2,..., 21. Construisons une molécule d’épreuve, la partie o étant toujours en cuivre, la partie 1 étant en zinc pour la première expérience et les parties 2, 3,..., 21 en cuivre. Prenons un grand nombre de ces molécules pour en constituer un assemblage homogène de Bravais avec des valeurs arbitrairement choisies pour les six côtés des tétraèdres fondamentaux aux angles aigus.
- Réunissons alors les molécules d’une manière homogène par des ressorts non conducteurs, comme il a été indiqué au § II. Pour arriver complètement à la pyro-électricité sans hypothèse, il faut choisir ces ressorts de telle façon que, par une variation de température, lorsque les molécules du pourtour sont fixes, toutes les molécules intérieures éprouvent autour d’axes parallèles des rotations égales entre elles et proportionnelles à la différence de température. Cette condition exige que les ressorts soient constitués par deux ou plusieurs substances différentes; et quand ces ressorts sont situés dans leurs positions convenables entre les molécules, ils doivent être en tension (stress), les uns tirant et les autres poussant, dans la condition non troublée de l’assemblage.
- XIII. Soumettons maintenant l’assemblage successivement à six composantes différentes, e,fjg, a, b, c, d’une déformation géométrique (strain), et à une variation de température t, pendant que les molécules de l’enveloppe restent fixes. Pour chacune de ces sept configurations, mesurons par trois expériences distinctes, suivant la méthode indiquée au § X, les trois composantes de la somme des moments électriques des molécules par unité de volume.
- XIV. Répétons les mêmes 21 mesures en formant avec du zinc la partie 2 de la surface de chaque molécule, tout le reste en cuivre; puis, en formant la partie 3 avec du zinc et tout le reste en cuivre; et ainsi de suite.
- On a ainsi 212 mesures distinctes dont chacune donne, d’une manière indépendante, un des facteurs [a-, e, 1], [a, e, 2],..., qui apparaissent dans les 21 équations :
- l_v, e, 1] v, + [x, e, 2] v, +...+ [a. e, 21] iç, = (a, e),
- 1] v, + [.v,/, 2] v-i +...+ |-v,/, 21] v.t — (a,./)
- L-v, g, I] V, + [A-, 2] v, +...+ |.V, g, 21] V„ — (.v, g),
- |x,a, 1] v, -|- |x, a, 2] r3 f. .+• [x,a, 21] v„ =(x, a),
- [x, b. 1] v, + [.v, b, 2] us +...+ [.v, b, 21] v„ = (a, b),
- [x, c, 1] r, + [A, c, 2J v, +...+ [a, c, 21] Vit = (A, c),
- [a, t, îj v, + [a, 1. a]v, + ...+ La, t, ai] v„ ^ (a, /),
- et deux séries d’équations semblables dans lesquelles on remplacera x par y et z.
- Dans ces équations v1, v-.,..., désignent les différences volta-électriques rapportées au cuivre qui doivent être données aux parties 1, 2, ..., 21 de la surface de la molécule pour que les 21 coefficients piézo-électriques et pyro-électriques puissent avoir leurs valeurs données (a, e), (a, /), ..., (z, /); la signification de ces coefficients est donnée par les trois équations suivantes :
- X = (A, C') e 1 (.v,/) / + (A, g) g + (A, a) a + (a, b) b + (a,c)c
- + (-v, t) t.
- Y = (r,e)e +..............................+ (y, ht,
- Z = (s,e)c +..............................+ (c, l)t,
- dans lesquelles X, Y, Z désignent les composantes du moment électrique par unité de volume produit dans le cristal par le changement géométrique et le changement de température (e,/, g, a, b, c, l).
- Ainsi la différence volta-électrique du zinc au cuivre étant prise comme unité, les 21 volta-différences rapportées au cuivre des parties 1 à 21 de la surface de chaque molécule sont déterminées par 21 équations linéaires.
- XV. Par cette méthode on a construit, en imagination, pour les qualités piézo-électriques et pyro-électriques d’un cristal un modèle dans lequel chacun des 21 coefficients piézo-électriques et pyro-électriques a une valeur donnée arbitrairement.
- XVI. Dans les principaux systèmes de symétrie, il est facile de voir quelle est, pour chaque cas, la manière de diviser, la surface de notre molécule modèle en parties de métaux divers, propre à donner de la façon la plus simple la solution du problème de réaliser dans l’édifice-rnodèle les phénomènes électriques observés.
- Choisissons, par exemple, quatre cas :
- 1. Isotropie électrique autour d’un axe bipolaire électrique.
- 2. Quatre axes bipolaires électriques dans les
- directions des grandes diagonales d’un cube, avec les -j—j- aux extrémités des diagonales des faces et les------aux extrémités des autres dia-
- gonales des faces.
- 3. Le cas du quartz, c’est-à-dire un axe qui n’est pas bipolaire électrique : trois plans se coupant suivant cet axe à 120° et possédant des propriétés électriques égales et semblables.
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- 4. Le cas de la tourmaline, c’est-à-dire un axe bipolaire électrique, et trois plans comme au cas 3.
- XVII. Pour le cas 1, choisissons un cube comme forme de molécule modèle : trois faces en cuivre se coupant à une extrémité, et trois faces en zinc à l’autre extrémité d’une de ses grandes diagonales. Faisons un assemblage homogène avec de petits morceaux de caoutchouc attachés aux coins des cubes.
- XVIII. Pour le case, la forme est un tétra-décaèdre (polyèdre de quatorze faces) obtenu en coupant les sommets d’un octaèdre à faces équilatérales, de manière à réduire ces faces à des exagones équilatéraux avec des angles de 120°. Il y a dans ce polyèdre huit faces hexagonales et six faces carrées. Construisons ces huit faces en cuivre et zinc alternativement, les faces carrées étant ou creuses ou tout en un même métal, tel que zinc, cuivre, ou tout autre.
- Faisons un assemblage comme il est expliqué au § XVII.Pour illustrer cette idée, je mets sous les yeux de l’Académie un modèle construit en carton.
- XIX. Pour les cas 3 et 4 la rorme de la molécule-modèle est déduite du dodécaèdre rhombi-que (chaque face étant un rhombe à angles de 6o° et 1200) par une déformation indiquée au § XXL On construira la molécule électrique en formant alternativement de cuivre et zinc les six faces parallèles à une quelconque des quatre diagonales passant par deux angles trièdres du dodécaèdre : pour le cas 3, les six autres faces sont chacune mi-parLie zinc et cuivre ; pour le cas 4, les faces qui se coupent sur un sommet G sont formées d’un métal et les faces du sommet opposé G' d’un autre métal.
- XX. Faisons un assemblage, premièrement de ces molécules en contact, remplissant l’espace d’un prisme hexagonal de quartz ou de tourmaline terminé en pyramide, comme celle du quartz, mais dont l’inclinaison est rectifiée comme § XXI.
- XXI. Séparons les molécules de manière à laisser les distances égales, a, entre les faces parallèles à l’axe du prisme, et des distances égales, fi, entre les autres faces des molécules. Rectifions l’inclinaison de la pyramide pour l’identifier avec la pyramide terminale de quartz, par une élongation uniforme de l’assemblage dans la direction de l’axe du prisme.
- Nous avons ainsi deux paramètres disponibles, a et fi, pour donner les deux coefficients piézo-électriques du quartz dans la théorie générale de M. Voigt.
- Le premier de ces coefficients exprime le phénomène découvert par MM. Curie; le second un phénomène très remarquable de piézo-élec-tricité déduit mathématiquement par M. Voigt, à l’aide de la loi de symétrie, des formules de la théorie, et démontré comme une réalité de la nature par ses propres expériences, avec la collaboration de M. Friecke.
- Dans ces expériences ils ont mesuré les deux coefficients, et ils ont obtenu pour le premier à peu près la môme valeur que MM. Curie.
- Quant à la tourmaline, la théorie de M. Voigt et ses expériences avec M. Friecke donnent quatre coefficients. A présent il n’est pas nécessaire de discuter les modifications de notre modèle qui sont propres à donner des phénomènes piézo-électriques en accord avec quatre valeurs données arbitrairement pour ces quatre coefficients.
- Transmission de l’électricité à travers l’air entourant un conducteur porté au rouge par un courant électrique, par M. Vicentini (fi.
- Pour avoir une représentation plus simple du phénomène étudié, l’auteur prend, dans le système des courbes A, B, G, D (fig. 3, p. 191), les valeurs du potentiel du £i\pq lorsque le point o (fig. 2, p. 190) du fil parcouru par le courant électrique a les potentiels 4, o et —4 volts.
- Ces valeurs sont désignées par les lettres V', V", V1" dans le tableau suivant, qui donne pour chaque série d’observations : l’intensité moyenne I du courant dans le fil A B, les valeurs moyennes e du potentiel, exprimées en volts, entre les points m et n, la résistance électrique?’ de la portion m n du fil, et enfin la température du fil déduite des valeurs de la résistance.
- Les valeurs de V', V", V1" de ce tableau sont reportées sur les courbes de la figure 4, en fonction de l’intensité I du courant, les valeurs de cette dernière étant portées en abscisses. Les courbes M et O représentent alors le potentiel du fil pq lorsque le point o est respectivement
- l! (fi La Lumière Électrique du 28 octobre 1893, p. 1S7.
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- au potentiel de 4 et —4 volts. Les points qui ont servi au tracé de ces deux courbes sont figurés par des petites croix.
- TABLEAU I
- 1 e r V' V" v'" T
- I 1,84 0,541 0,294 o, 127 — 0,021 — 0,169 196°
- 2 2,14 0,713 0,333 0,190 0,042 — 0,127 258
- 3 2,44 0,961 0,374 0,21 I 0,021 — 0,148 328
- 4 2,99 1,545 o,5i8 G, 21 I 0,042 — 0,127 551
- 5 3,17 1,689 0,532 0,274 O, O42 —0,084 573
- 6 3,43 2,137 0,623 3,027 0,253 —0,127 717
- 7 3,43 2, i55 0,628 2,310 — 72.5
- 8 3,40 2,135 0,619 1,814 0,127 — 0,127 710
- 9 3,95 — — — — — 0,084 —
- IO 4,04 — . 4,768 — — —
- I 4,07, 3,110 0,764 — — — 0,422 940
- 12 4,16 3,199 0,769 4,810 1,160 — 1,56( 948
- i3 4,22 3,397 o,8o5 4,768 1 ,oi3 — 2,257 ioo5
- 14 4,29 3,458 0,806 4,911 1,097 — 2,690 1006
- i5 4,37 3.674 0,841 5,042 1,160 2,700 1062
- 16 4,43 3,66i 0,826 5,095 1,245 — 2,6o5 io38
- 17 4, Si 3,8u 0,840 5,158 1,198 — 2,785 1068
- 18 4,-2 3,927 0,869 5, io5 1,181 2,721 1106
- 19 4,68 4,163 0,889 5, io5 1,097 — 2,869 1 (38
- 20 4,78 4,741 0,992 4,979 1 ,oi3 — 2,890 i3oi
- 21 5,o3 4,998 o,994 4,472 0,591 — 3,270 1304
- La courbe N correspond au cas où le potentiel du point o est zéro ; les chiffres du tableau précédent y sont reportés par de simples points.
- La courbe P représente les différences de potentiel e entre les points m et n en fonction de l’intensité avec une échelle différente poulies volts.
- Quelques-Uns dé ces points sont un peu en de-
- hors de la courbe; on reconnaît facilement que ces points correspondent, aux séries de mesures faites après que le fil A B a été porté à une haute température provoquant la volatilisation du platine. La preuve de cette volatilisation est visible, outre les aspects variés de la surface, par la mesure de la résistance, à une température donnée, zéro par exemple, du fil avant et après les essais. La résistance d’un millimètre du fil, qui était de 0,00208 ohm avant les expériences, était montée à 0,00238 après.
- Cette discordance s’étend évidemment aux températures du fil qui sont déduites des valeurs de la résistance.
- Pour ne conserver aucun doute sur le phénomène, l’auteur a refait une nouvelle série d’expériences avec un nouveau fil, en procédant avec le plus grand soin dans l’emploi du courant. Pour diminuer le plus possible l’action du courant sur le fil de platine, il a limité les mesures au cas des charges positives correspondant aux parties douteuses de la courbe, et n’a fait pour chaque intensité du courant que deux ou trois lectures pour un potentiel du point o le plus voisin possible de 4 volts; la valeur pour 4 volts était ensuite obtenue par interpolation. Toujours dans le but de procéder le plus rapidement possible, les lectures de la différence de potentiel e entre les points m et n ont été supprimées.
- Il obtint ainsi les résultats suivants :
- TABLEAU II
- I = 3,66 - y = 4,472
- 8,48 1,941
- 3,6o 4,472 4,093
- 3.55
- 3,52 2,970
- 3,35 0,549
- 3,19 0,169
- 3,83 4,979
- 3,93 5, io5
- 4,14 5,253
- 4,S5 5.358
- 4,99 5,304
- 5,02 5,337
- 5,27 4,91 =
- 5,57 4,042
- 5,57 V'" = — 3,565
- 5,68 — 3,65o
- 5,68 V' = 4,000
- C’est avec ces valeurs qu’est tracée la courbe M', et les points correspondants y sont figurés par un point entouré d’un petit cerclé.
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- Dans ce cas on retrouve encore une rapide augmentation de l’électrisation entre 3,4 et 3,6 ampères. Entre 4 et 5 ampères, l’électrification reste la même ou est supérieure de 1,3 volt au potentiel du point o.
- Le courant augmentant, l’électrification diminue, et pour 5,6 ampères le potentiel du fil pq est le même que celui du point o.
- L’auteur a mesuré également les charges négatives pour compléter la courbe O (pour un potentiel du point o voisin de — 4 volts). Les deux points obtenus ainsi montrent que l’électrisation va en augmentant et tend à porter le fil pq au même potentiel que le point o, c’est-à-dire — 4 volts. A une température correspondant à la fusion du fil de platine, le phénomène d’électrisation se manifeste donc avec la même intensité pour les deux états électriques opposés.
- L’auteur a constaté que si; après avoir porté une hélice de platine à une température élevée on supprime brusquement le courant, le fil de platine soumis à l’action électrisante est porté à un potentiel élevé, qui dépend du pôle avec lequel la spirale se trouve en communication après la rupture du courant.
- Le même phénomène se manifeste encore dans le cas où l’hélice est remplacée par un fil rectiligne. Si on interrompt le courant au moment où l’électromètre indique une certaine charge, la déviation augmente brusquement.
- Ce phénomène est facile à interpréter. Le fil de platine parcouru par le courant met à se refroidir un temps relativement beaucoup plus long que celui qui est nécessaire pour acquérir le potentiel du pôle avec lequel il communique. Avant que le fil soit refroidi, le conducteur placé au-dessus a donc le temps d’acquérir le potentiel correspondant à la valeur de celui acquis par le fil incandescent.
- Cas des courants alternatifs.
- De ce qui précède on peut facilement conclure que dans le cas d’un fil de platine parcouru par un courant alternatif l’électrisation positive doit prévaloir et diminuer avec l’accroissement de la température jusqu’à complète disparition dans le voisinage du point de fusion du platine.
- Pour ce qui est de l’électrification positive, de nouvelles mesures étaient inutiles, étant donnés
- les résultats obtenus précédemment avec une hélice de platine.
- Pour vérifier l’annulation du phénomène aux hautes températures, l’auteur a eu recours à une machine Siemens donnant 800 périodes par minute.
- Il a eu surtout en vue de vérifier si le point o du fil de platine parcouru par le courant alternatif se maintient au potentiel moyen zéro, et s’est servi dans ce but d’un électromètre. Il a ainsi constaté que le potentiel efficace est en réalité positif et que sa valeur croît avec l’intensité du courant.
- Dans le tableau suivant les valeurs de ce potentiel sont représentées en V„; I est l’intensité et V le potentiel du fil pq :
- -TABLEAU III
- I = 4.20 V0 = 0,570 V = 2.848
- 4.70 0,654 3, i52
- 4,88 0,788 2.2 IJ
- 5,46 0,828 2,004
- On a pu opérer avec des intensités plus fortes parce que le fil de platine fond avec plus de facilité que sous l’influence du courant continu.
- Le tableau montre que pour une intensité supérieure à 4,7 ampères les valeurs de V diminuent. Pour un courant de 5,5 ampères, l’électrisation du fil pq correspond seulement à deux volts, et le potentiel du point o à un volt.
- L’électrisation est donc plus faible et on peut en conclure que si l’on avait pu expérimenter avec des courants plus intenses les valeurs de V se seraient rapprochées de celles de V0 et se seraient annulées en même temps que celles de V0.
- Conclusions.
- Le phénomène d’électrification provoqué dans un fil de platine rendu incandescent par un courant électrique est dû à deux causes.
- Les expériences d'Elster et Geitel ont montré qu’un corps incandescent électrise les gaz qui l’entourent. L’intensité de cette électrisation dépend delà température, mais est toujours faible.
- En outre, à une température élevée, les différents gaz manifestent une conductibilité unipolaire;
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- Les expériences de l’auteur établissent clairement non seulement comment varie l’électrifi-crtion positive de l’air entourant un fil de platine incandescent, mais encore comment se modifie la conductibilité de l’air lui-même.
- Pour voir comment varie le phénomène, reportons-nous aux courbes de la figure 4.
- La courbe N (correspondant au potentiel zéro du fil) donne la grandeur de l'électrification positive de l’air entourant le fil, en fonction de l’intensité du courant ou delà température. Elle représente donc la marche du phénomène étudié directement par Elster et Geitel.
- Les courbes M' et O donnent l’électrisation d’un fil de platine isolé, placé près du fil conducteur, dans deux cas distincts, ceux correspondants à 4 et— 4 volts.
- Il est entendu que l’électrisation représentée .par les courbes M' et O ne correspondent pas simplement à celle due à la transmission directe de l’électricité au travers de l’air chaud puisque dans les deux cas à cette électrisation s’ajoute celle positive provoquée par l’état d’incandescence du fil, laquelle est représentée par la courbe N.
- Pour avoir la valeur de l’électrisation provoquée par le point O en fonction de la tension il faut, retrancher des valeurs de Y' et V'" du tableau I qui ont servies au tracé des courbes M et O, celles de V" correspondant à la courbeN. On obtient ainsi les résultats suivants que donneraient des courbes analogues à M et O :
- TABLEAU IV
- I V' — V" V"/ _ y"
- 2,14 0, i5 0,17
- 2,44 0,17 0,17
- 2,99 o, 19 0,17
- 3,17 0,23 0, i3
- 3,43 2,41 o,38
- 3,45 1,09 0,25
- 4,16 3,04 2,72
- 4,22 3,75 3,27
- 4,29 3,81 3,79
- 4,37 3,88 3,86
- 4,43 3,85 3,85 3,98
- 4,5i 3,96
- 4,5a 3,92 3,90
- 4,08 4,01 3,97
- 4,78 3,97 3,90
- 5,o3 3,88 3,86
- Ces chiffres montrent qu’aux températures éle-
- vées le potentiel d’un fil placé au-dessus d’un point du conducteur est égal, on tout au moins peu inférieur à celui de ce point.
- La couche d’air qui sépare les deux fils et qui est à une température supérieure à iooo°, constitue donc une communication invisible entre eux; en d’autres termes, le phénomène d’unipolarité de l’air apparaît.
- On peut donc conclure de ce qui précède :
- Qu’un fil de platine chauffé entre 200° et 6oo° électrise infailliblement la couche d’air qui l’entoure en l’amenant à un potentiel positif de quelques centièmes de volts. Au-dessus de 600% l’électrisation augmente lentement en passant par un maximum vers iooo°, puis diminue aussi lentement.
- Si le fil de platine possède un certain potentiel, 4 volts par exemple, cette charge suffit pour qu’un fil de platine isolé placé à un millimètre au-dessus de lui soit porté à un potentiel de 2 volts. Au-dessus de 65o° l’électrification croît très rapidement, et à partir de 75o° lepotentiel du fil isolé est le même que celui du fil conducteur.
- De même si le fil possède une charge négative, 4 volts par exemple, l’électrisation provoquée dans le fil isolé à une température basse est négative, de 65o° à 900° elle croît lentement, et vers io5o° elle augmente très rapidement et atteint le même potentiel que le conducteur.
- Si on considère le phénomène de la seule transmission de l’électricité à travers l’air chaud, on voit qu’il ne faut pas attribuer au simple accroissement de température l’augmentation de la conductibilité, car on ne pourrait plus expliquer les résultats mis en évidence par les courbes M et O. Le rapide accroissement de la conductibilité de l’air doit être attribué à la présence de radiations déterminées émanant du corps incandescent ou à un changement profond dans la constitution même de l’air, comme on devrait l’admettre eu égard à la théorie de la conductibilité électrique des gaz.
- Dans le but d’éclaircir ce phénomène et en vue d’autres essais ultérieurs, l’auteur a étudié les radiations émises par un fil de platine traversé par un courant déterminé, maintenu horizontalement au moyen d’un spectroscope à deux prismes de Browning.
- De ses essais, faits avec l’aide du professeur G. Cartaneo, il résulte qu’à une intensité de 3,4 ampères, qui correspond à une forte augmenta-
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- tion de l’électrisation, le fil chauffé par le courant émet des radiations correspondant à une longueur d’onde de 46,5 millionièmes de centimètre. Pour un courant de 4,1, correspondant à un rapide électrisation négative, les radiations ont une longueur d’onde de 41,6.
- En conséquence on peut dire que la transmission de l’electricité positive se manifeste avec une grande facilité dès que le fil commence à émettre des radiations bleues; que l’électrisation négative s’obtient dès que le corps en émet des violettes, et enfin que quand le fil émet des radiations correspondant aux parties plus réfran-gibles du spectre, la transmission de l’électricité se fait à travers l’air sans distinction de signe.
- Nous avons déjà dit qu’Elster et Geitel avaient étudié l’action électrisante d’un conducteur sur un fil de platine voisin. Ils ont aussi voulu expliquer par ce fait la propriété observée par Guthrie qu’une sphère incandescente décharge plus facilement les corps électrisés négativement.
- En continuant toujours le même genre d’études ils arrivèrent à conclure que le phénomène d’électrification de l’air ne peut être attribué aux particules matérielles mises en liberté parla volatilisation et basant au contraire leur explication sur la théorie électrolytique des gaz établie par Schuster.
- D'après cette théorie les molécules des gaz ne s’électrisent que lorsqu’un phénomène physique ou chimique provoque une dissociation.
- Dans ce cas les atomes constituant la molécule se séparent chargés d’électricité contraire comme les ions d’un électrolyte et le transport de l’électricité à travers le gaz se fait de la même façon qu’à travers un électrolyte.
- Lorsque la dissociation à lieu au contact d’un conducteur chauffé, l’un des ions vient en contact avec le corps chaud auquel il cède son électricité. L’autre au contraire abandonne le corps incandescent et peut céder son électricité au corps qu’il rencontre.
- Par suite de réchauffement le gaz est donc traversé d’ions chargés positivement ou négativement et acquiert une conductibilité unipolaire négative ou positive.
- Si la température de dissociation du gaz est relativement basse, réchauffement peut s’élever au-dessus d’elle en des points un peu éloignés du corps incandescent et y amener la décom-
- position des molécules. L’atmosphère gazeuse entourant le corps contient dans ce cas des atomes électrisés positivement et d’autres négativement.
- Cette théorie de la conductibilité électrolytique des gaz permet d’expliquer les résultats des expériences de l’auteur.
- Nous avons vu qu’à p artir d’une certaine température d'incandescence d’un fil de platine, ayant un potentiel de 4 volts, ce fil est capable non seulement de porter un fil voisin au même potentiel, mais encore à un potentiel supérieur d’environ 1,3 volt. Ce fait peut s’expliquer en admettant que les molécules d’air qui arrivent au contact du fil incandescent acquièrent le même potentiel et qu’au moment de la dissociation leurs atomes se séparent avec une différence de potentiel identique à celle qui se manifeste dans le cas où le fil incandescent a un potentiel nul.
- Dans le cas où le fil incandescent a un potentiel négatif et une température supérieure à iooo0, le fil isolé voisin acquiert un potentiel qui doit être la somme algébrique des deux potentiels correspondant aux phénomènes séparés. Cette différence mesurée par V" — V’" montre que le fil a encore dans ce cas le même potentiel que le fil incandescent.
- Reste encore à interpréter ce fait qu’aux températures élevées le conducteur isolé est toujours au même potentiel que le fil incandescent, et quel que soit son signe ou, en d’autres termes, comment cesse l’action électrisante du corps incandescent.
- Les expériences ont toujours été faites en tenant le fil isolé au-dessus du fil incandescent. Dans de telles conditions ce fil isolé est soumis au bombardement de toutes les particules qui se détachent en grand du corps incandescent par suite de la volatisation et qui doivent par suite avoir une influence prépondérante sur le transport de l’électricité libre du fil aux couches de gaz qui l’entourent. En outre, le fil voisin du corps incandescent est porté lui-même à une température très élevée et a son contact avec l’air doit à son tour développer une force électromotrice égale et contraire à celle développée dans le corps plus chaud. C’est pourquoi l’action électrisante disparaît aux températures les plus élevées.
- F. G.
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- 247
- FAITS DIVERS
- Chapitre II. — Prescriptions techniques spèciales aux conducteurs aériens (').
- Art. 14 — Supports. — Les supports ne peuvent être établis sur le domaine public qu’à la condition de n’apporter aucune gêne à la circulation, et de présenter toute garantie de solidité.
- Ils doivent être placés, en général, aussi prés que possible de la limite du domaine public.
- Aucun support ne sera établi sur la chaussée, si ce n’est en vertu d’une autorisation du Ministre des travaux publics.
- Art. i5. — Isolateurs. — Les conducteurs doivent être placés sur isolateurs. Le type d’isolateur est soumis à l’approbation préalable du préfet sur le rapport des ingénieurs du contrôle, lorsque la différence de potentiel entre les conducteurs doit dépasser 200 volts en courant alternatif ou 400 volts en courant continu.
- La distance entre deux isolateurs consécutifs ne doit pas être supérieure à 100 métrés.
- Art. 16. — Conducteurs. — 1. Les conducteurs doivent avoir une résistance suffisante à la traction pour qu’il n’y ait aucun danger de rupture sous l’action des efforts qu’ils ont à supporter.
- 2. Ils doivent être inaccessibles au public.
- 3. Lorsque les courants sont alternatifs ou lorsque dans le cas de courants continus la différence de potentiel entre les conducteurs dépasse 400 volts, le permissionnaire doit munir les supports de dispositions spéciales pour empêcher d’une façon absolue les passants d’atteindre les conducteurs.
- 4. Lorsque les conducteurs sont établis sur les voies plantées, les arbres sont élagués aux frais du permissionnaire sous la direction du service du contrôle, de façon à laisser toujours au moins 1 mètre entre les conducteurs et les branches voisines.
- 5. Tout conducteur traversant une voie publique terrestre doit être tenu à 8 mètres au moins au-dessus du sol; l’angle qu’il fait avec la direction de la voie ne doit pas être inférieur à 60 degrés. A la traversée des rivières et canaux navigables, la hauteur des parties les plus basses des conducteurs, au-dessus des plus hautes eaux navigables doit être d’au moins 17 mètres ; toutefois, une hauteur minima plus grande peut être prescrite par les arrêtés d’autorisation, lorsqu’il s’agit de traverser une rivière habituellement parcourue par des navires de mer. A la traversée des bras de mer, chenaux et bassins maritimes, et à celle de la partie maritime des tleuves, les conducteurs aériens sont interdits.
- 6. Les points d’attache des conducteurs qui suivent longitudinatcment les voies publiques sont à G,5o ni. au moins au-dessus du sol, et les conducteurs eux-mêmes ne doivent en aucun point être à moins de G mètres au-dessus du sol.
- 7. Dans la traversée des lieux habités, les conducteurs sont en outre soumis aux règles suivantes :
- A. Les conducteurs de la canalisation principale prennent généralement leur appui aux maisons riveraines ; ils doivent être placés à 1 mètre au moins des façades, à o,5o m. au moins au-dessus des fenêtres les plus élevées, et, en tous cas, en dehors de la portée des habitants. S’ils passent au-dessus d’un toit en terrasse, ils doivent être à une hauteur de 2,5o m. au moins au-dessus du point le plus élevé.
- L’emploi des conducteurs nus n'est autorisé que quand la différence de potentiel entre les conducteurs ne dépasse pas 120 volts en courant alternatif ou 400 volts en courant.contin u.
- B. Les conducteurs formant branchement particulier doivent être recouverts d’un isolant, depuis la canalisation principale jusque dans l’intérieur de l’immeuble à desservir.
- 8. Lorsqu'un conducteur est recouvert d’un isolant, les matières employées pour obtenir l’isolement doivent être telles qu’elles ne soient pas sujettes à des changements nuisibles d’état physique ou de constitution par la chaleur ou les intempéries. La matière isolante doit avoir une épaisseur d’au moins 0,0025 m. et être garantie suffisamment à l’extérieur contre la détérioration ou l’usure par frottement.
- Chapitre III. — Prescriptions techniques spéciales aux conducteurs souterrains.
- Art. 17. — Conditions d'établissement- — 1. La canalisation doit être établie sous trottoirs, en dehors des chaussées et à une profondeur minima de o,Go m.
- 2. Les conducteurs électriques'doivent être placés dans des conduites en matière résistante et durable; toutefois les câbles armés peuvent être directement placés dans le sol.
- 3. Dans tous les cas le type de câbles et le système d’installation doivent être, au préalable, approuvés par le préfet sur le rapport des ingénieurs du contrôle.
- 4. Il est exclusivement fait usage de câbles armés dans les cas suivants ;
- A. Lorsqu’il y a intérêt, pour la sécurité de la circulation publique ou de la conservation des ouvrages, à maintenir l’isolement prévu;
- B. Lorsque les conducteurs rencontrent fréquemment sur leur parcours des conduites métalliques d’eau, de gaz, d’air comprimé ou d’électricité, déjà autorisées, ou qu’ils se trouvent à moins de o,5o m. de ces conduites :
- G. Lorsqu’ils sont placés dans des conduites métalliques;
- (J) La Lumière Electrique du 28 octobre 1898, p. 197.
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- D. Lorsque le trottoir a moins de 2 mètres de largeur.
- 5. Les conduites, quelle que soit leur nature, doivent être établies de manière à éviter l’introduction des eaux. Des précautions doivent être prises, en outre, pour assurer l’évacuation des eaux en cas d’introduction accidentelle.
- 6. Pour la traversée des voies, les conducteurs peuvent être placés sous la chaussée, moyennant des dispositions telles qu'il soit possible de visiter et de remplacer les conducteurs sans faire de fouilles dans la chaussée. Dans ce cas, la canalisation doit présenter des conditions spéciales de solidité.
- Art. 18.— Voisinage des conduites de gaz. — Lorsque dans le voisinage des conducteurs électriques il existe des conduites de gaz, et queces conducteurs ne sont pas placés directement dans le sol, le permissionnaire doit prendre les mesures nécessaires pour assurer la ventilation régulière de la conduite renfermant les câbles électriques et éviter l’accumulation du gaz.
- Art. 19. — Regards. — Les regards établis par le permissionnaire ne doivent renfermer ni tuyaux d’eau, de gaz, d’air comprimé, etc., ni conducteurs d’électricité appartenant à un autre permissionnaire.
- Les regards doivent être disposés de façon à pouvoir être ventilés.
- Les plaques des regards doivent être isolées électriquement.
- Art. 20. — Branchements. — Les conducteurs électriques formant branchements particuliers doivent être recouverts d’un isolant protégé mécaniquement, d’une façon suffisante, soit par l’armature du câble conducteur, soit par des conduites en matière résistante et durable.
- Art. 21. — Isolement électrique. — Le réseau doit être disposé de façon à ce qu’on puisse débrancher les abonnés et diviser en parties la canalisation principale.
- Dans chaque partie de cette canalisation, la résistance d’isolement entre les conducteurs et la terre, exprimée en ohms, ne doit jamais être inférieure à 5 E2, E désignant la différence maxima de potentiel entre les conducteurs, exprimée en volts.
- Chapitre IV. — Dispositions générales.
- Art. 22. — Retour du courant par la terre. — Il est nterdit d’employer la terre pour le retour du courant.
- Art 23. — Transformateurs. — Aucun transformateur ne doit être placé sur la-voie publique à moins d’autorisation spéciale.
- Art. 24. — Exceptions. — Les demandes relatives à des installations comportant des courants de tension supérièure à 10000 volts, ou des dispositions techniques non définies au présent règlement, ou des dérogations â ce règlement, sont réservées â l’examen et à la décision du Ministre des travaux publics.
- Art. 25. — Responsabilité du permissionnaire. — Nonobstant les autorisations obtenues, le permissionnaire
- est responsable vis-à-vis des tiers des accidents qui résulteraient de ses travaux ou de la présence de ses conduites et des conducteurs électriques qu’elles contiennent.
- Art. 26. — L’occupation du domaine public de la grande voirie nationale par les conducteurs d’électricité aériens ou souterrains donne lieu à la perception, au profit du Trésor, de redevances qui sont établies et perçues conformément aux prescriptions de l’arrêté des Ministres des finances et des travaux publics, en date du 3 aoCit 1878.
- Art. 27. — Mode de constatation des contraventions. — Les contraventions au présent règlement et aux arrêtés spéciaux, portant autorisation d’installations électriques, rendus par application de ces prescriptions, sont constatées par les ingénieurs, conducteurs, commis et autres agents assermentés des Ponts et Chaussées.
- Art. 28. — Publication et exécution du règlement. -Le présent arrêté sera publié et affiché en la forme ordinaire. Il sera, en ou.'re, inséré au Recueil des actes administratifs du département.
- Les ingénieurs en chef des services des Ponts et Chaussées dans le département sont chargés, chacun en ce qui le concerne, d’en surveiller et d’en assurer l’exécution.
- Chapitre V. — Disposition transitoire.
- Art. 29. — Installations existantes. — Les installations autorisées antérieurement au présent règlement peuvent être maintenues dans les conditions de leur autorisation.
- Toutefois, les prescriptions du présent règlement, autres que celles relatives aux dispositions matérielles des conducteurs et autres ouvrages sont immédiatement applicables à ces installations.
- A cet arrêté est joint un modèle de demande dans laquelle le demandeur s’engage à laisser pénétrer dans les usines et les établissements contenant les appareils d’électricité les ingénieurs et les agents chargés du service du contrôle, à payer les frais des travaux, levés de. plans, essais, vérifications, etc.
- Nous apprenons que le Conseil d’administration du Laboratoire central de la Société Internationale des Electriciens vient de décider qu’à partir du mois de novembre des conférences pratiques sur les mesures industrielles seraient faites aux élèves de cet établissement et aux personnes qui voudraient y assister. Ces conférences dureront jusqu’au mois de janvier prochain, époque à laquelle une nouvelle série de conférences sera faite sur le même sujet.
- Ces conférences, ou plus exactement ces travaux pratiques* seront dirigées par M. P. Perrin, un des chefs de travaux du Laboratoire.
- Les personnes étrangères au Laboratoire auront à
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- payer la même indemnité mensuelle que les élèves attachés à cet établissement, indemnité qui, du reste, n’est destinée qu’à couvrir les frais de manipulations et de dépense d’énergie électrique.
- Le 18 octobre un télégramme d’Amérique annonçait la découverte, à Geneva (état de New-York), .d’une nouvelle comète de neuvième grandeur aperçue par M. Brooks.
- Dès le lendemain matin, à 4 heures, les coordonnées célestes du nouvel astre, qui paraît devoir être intéressant à tous les points de vue, étaient déterminées à l’observatoire de Paris par M. Bigourdan, astronome titulaire.
- Nous croyons devoir rappeler qu’il y a eu soixante ans' au mois de juin 1893 que Lenz, membre adjoint de l’Académie des sciences de Saint-Pétersbourg, donna lecture à cette compagnie du mémoire capital dans lequel il établit les lois fondamentales de l’induction électrodynamique, alors dans son enfance. L’année qui suivit cette présentation, il fut nommé membre titulaire. Depuis il fut chargé d’enseigner la physique à l’université de Dor-pat, où il était né en 1804. Plus tard le gouvernement russe le nomma conseiller intime, et chancelier de l‘Uni-versité de Saint-Pétersbourg. Il mourut en 1868 dans un voyage à Rome, où il s’était rendu pour rétablir sa santé.
- Dans sa jeunesse Lenz s’était destiné à la carrière ecclésiastique, puis il avait étudié la physique.
- En qualité de physicien, il fit partie de la célèbre expédition de O. de Kotzbue, qu’il accompagna dans son troisième voyage autour du monde, qui dura de 1823 à 1826.
- M. Andrée, ingénieur en chef du Bureau des Patentes de Stockholm, a commencé une série d’ascensions avec l’aérostat le Svea, du cube de 1000 mètres et construit à Paris, dans les ateliers de M. Gabriel Yon. Il a déjà exécuté trois voyages dans les mois de juin, de juillet et d’août,
- En 1882, M. Andrée faisait partie de la mission suédoise du Spitzberg, à laquelle il était attaché en qualité.d’électricien.
- C’est à lui que sont dues les déterminations électriques et magnétiques. Il est certain que ce savant, qui exécuta tout seul ses ascensions, ne négligera point la question de la détermination du potentiel de l’air et de ses variations avec l’altitude, l’heure et l’état du temps.
- Mais les difficultés qui s’opposent à l’exécution de ces recherches seront considérables aussi longtemps que l’on n’aura pas trouvé un dispositif à l’abri de tout reproche. Cette recherche est un des points sur lesquels l’attention des physiciens s’est portée depuis plusieurs années sans qu’aucune solution réellement satisfaisante ait été proposée. Peut-être M. Andrée, qui exécute scs expériences avec un soin remarquable, sera-t-il plus heureux. \
- Le récit des ascensions de M. Andrée est public par V A fionbladel de Stockholm, qui a donné dourtc articles sur les trois premières.
- Ce journal nous apprend que son compatriote vient de traverser la Baltiqueaprès une ascension des plus intéressantes qui a duré douze heures. Il a atterri dans une île déserte à quelques milles d’Abo, capitale de la Finlande.
- Nous reproduisions récemment les nombres cités par VEngineer et montrant que l’Exposition de Chicago se trouvait financièrement très compromise, à la fin du mois d’août.
- Un correspondant nous envoie des extraits de journaux américains qui tendent a montrer que l’Exposition non seulement a payé ses dettes, mais se trouve avoir comme encaisse plusieurs millions. Or, il résulte des chiffres officiels, que jusqu’au 3o septembre, les recettes totales ont été de 54576000 francs, dont 37000000 proviennent des entrées; mais comme les dépenses ont atteint a la môme date 121 028000 francs, nous nous demandons comment l’on arrive à un bénéfice de 5 014 254 francs. Il serait intéressant que l’on rédige le bilan mensuel d une façon un peu pius claire.
- Le 9 octobre dernier, à l’occasion des fêtes du Chicago Day, les entrées ont atteint le total respectable de 713 656, dépassant de beaucoup le maximum atteint par l’Exposition de 1889.
- On nous cite un exemple remarquable de la nécessité d’avoir recours a un système universel d’heure. Avant l’adoption de l’heure nationale, on recevait les paris mutuels pour les courses de Monaco jusqu’à l’heure où elles étaient courues. Mais à Paris cette heure était en retard de a5 minutes sur l’heure réelle, de sorte qu’on avait le temps d’être prévenu par un message en langage chiffré du résultat de la course, et l’on avait le moyen de placer les favoris tout à fait à coup sûr!
- Eclairage électrique.
- La lumière électrique a eu l’honneur des fêtes qui viennent de se terminer. Outre les illuminations particulières auxquelles les lampes à incandescence multicolores ont donné un cachet particulier, on a pu admirer en maints endroits des rampes électriques, des lustres de lampes à incandescence du plus bel effet.
- A la soirée de gala de l’Opéra, les fleurs lumineuses •électriques de M. G. Trouvé étaient de l’effet le plus artistique; on regrettait seulement qu’elles ne fussent pas plus nombreuses. On avait d’abord eu l’idée d’enguirlander de Heurs lumineuses la salle sur les trois rangées de loges et la frise; mais le temps pressait, et l’on a dû se borner à en placer un piquet dans chaque loge.
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- Une petite station centrale à courants continus de haute tension fonctionne depuis la fin de l’année dernière dans les communes de Langenfeld et Stellingen, faisant partie de l’agglomération de Hambourg. Celte station alimente l’éclairage des rues et des maisons particulières ainsi que quelques moteurs.
- La force motrice existait; *200 chevaux étaient devenus disponibles par suite de modifications apportées à l’organisation d’une usine pour le traitement des cuirs.
- Les génératrices de la station, au nombre de trois, fonctionnent à Soo volts. Elles sont du type à quatre pôles des ateliers d’électricité d’Aix-la-Chapelle
- En trois points à peu près équidistants de la station centrale et coïncidant avec les centres de consommation du réseau, se trouvent trois dynamoteurs transformant les 800 volts en 120 volts Ces transformateurs sont couplés en quantité sur le réseau ; leur réglage s’effectue entièrement de la station centrale.
- Toute l’installation est conduite par un mécanicien et un aide, et celui-ci fait en même temps le service d’entretien des lampes à arc des rues, qui sont au nombre de 70.
- M. Lefèvre, qui a visité cette installation, a été frappé de la simplicité du fonctionnement de cet ensemble, où la main d’œuvre est réduite au minimum.
- Télégraphie et Téléphonie.
- En vue de former un personnel dirigeant possédant une instruction technique très étendue sur les services de la Poste et du Télégraphe, M. le directeur général de 1 Administration française vient de prescrire d’instituer dans tous les centres où le personnel est nombreux des cours préparatoires ayant pour but de faire revoir toutes les matières du programme de l’Ecole supérieure aux candidats qui se préparent pour cette école. Le programme comprend, comme on le sait : connaissance des règlements administratifs (poste, télégraphe, téléphone), les mathématiques, la physique, la chimie, l’histoire, la géographie, le dessin graphique, les appareils en service.
- Suivant le classement et les côtes obtenues, les agents ainsi préparés seront admis à l’École supérieur à Paris où ils compléteront leur instruction professionnelle théorique et pratique pendant une période de quinze mois, ou bien ils seront attachés au service des directions départementales. Dans les centres où les professeurs ne pourraient être pris dans le personnel môme, on aura recours aux membres de l’Université. L’application de cette mesure fournira en peu d’années un grand nombre d’agents très versés dans certaines questions dont renseignement avait été interrompu depuis quelque temps, au grand détriment du service.
- L’organisation de bureaux télégraphiques spéciaux entre désormais dans la série des politesses que les gouvernements peuvent faire aux souverains et aux étrangers
- de marque qui visitent un pays. C’est ainsi que l’amiral Avellan a pu télégraphier directement à Pétersbourg du bord du Picrrerle-Grand et du Cercle militaire de Paris. Ce résultat a pu être obtenu d’une façon très simple et peu dispendieuse, à l’aide de deux fils télégraphiques rattachant chacune de ces deux stations provisoires aux lignes les plus proches du réseau normal. Car dans les grandes villes les câbles renferment toujours un certain nombre de fils inutilisés dont l’administration se réserve de disposer plus tard, à mesure du développement du service.
- Quant à la communication directe entre la France et la Russie, elle n’est possible que par suite de la pose récente d’une ligne sous-marine rattachant à Calais l’île danoise de Fanœ, qu’un second tronçon relie au port russe de Riga.
- La franchise ne représente pas non plus un grand sacrifice pour le Trésor, puisque la taxe usuelle est de 40 centimes le mot.-
- La Galette de Cologne nous apprend du reste dans son numéro du 21 octobre que pendant le séjour de l’empereur Alexandre au château de Fredericksborg l’on avait rattaché déjà cette demeure à l’île de Fanœ, et que la compagnie des télégraphes du Nord avait détaché deux télégraphistes à cette station temporaire. Il paraît de plus que les communications avec la France ont lieu avec le Wheatstone automatique, et non avec le siphon-recorder, de sorte qu’elles deviennent difficiles sinon impossibles dans certains états de la mer.
- L’inauguration de la ligne télégraphique de la Nouvelle-Calédonie en Australie a eu lieu il y a quelques jours à Paris, avec le cérémonial usité en pareille circonstance. Les télégrammes échangés entre le maire de Nouméa et le Président de la République sont arrivés par le réseau de la Compagnie orientale, qui, comme on le sait, fait depuis longtemps le service du troisième continent. C’est une route que suivront pendant plusieurs années encore les dépêches destinées à la Calédonie et à ses dépendances. Mais la nouvelle ligne, qui a été construite en France et posée par des navires français, est la première section de la ligne du Pacifique, qui se rendra aux Sandwich et de là à San Francisco, et est destinée à mettre fin au monopole de la Compagnie orientale.
- Actuellement il n’y a plus que Tahiti et les colonies de la mer des Indes, qui ne soient plus rattachées à la mère patrie. Mais il n’est pas probable que cette lacune très préjudiciable à nos intérêts persiste longtemps encore, en présence du développement que prennent les échanges entre la France et Madagascar et de la constitution de la ligne de l’île de France à Zanzibar.
- Imprimeur-Gérant ; V. Nory.
- Imprimerie de La Lumière Électrique. — Paris. 3i, boulevard des Italiens.
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- r jê.
- Journal universel $Electricité
- 31, Boulevard des Italiens. Paris
- Directeur : Dr CORNÉLIUS HERZ
- XV* ANNÉE (TOME L) SAMEDI II NOVEMBRE 1893 N° 45
- SOMMAIRE. — Applications mécaniques de l’électricité; Gustave Richard. — Sur l’essai chimique de la gutta-percha: A. Rigaut. — Nouvelle perforatrice électrique; D. Farman. — Les nouveaux accumulateurs D. Tommasi; H. de Graffigny. — Compteurs-moteurs Duncan; F. Guilbert. — Chronique et revue de la presse industrielle; Électrochimie. Réduction électrolytique de la nitrobenzine en solution sulfurique, par Noyés. — Nouvel appareil pour la mesure de l’intensité de courants alternatifs, par Karl Preyer. — Dynamos compensatrices Sayers. Voltmètres électrostatiques, par H.-S. Carhart. — Sur les dynamos à courant continu à très haut potentiel, par F.-B. Crocker. — Revue des travaux récents en électricité : Sur les relations entre la dissociation électrolytique et le pouvoir rotatoire optique, par M. G. Carrara. — Sur les décharges électriques; production d’oscillations électriques, et effets de celles-ci dans les tubes à vide; par II. Ebert et E. Wiedemann. — Détermination de la vitesse de propagation d’une perturbation électrique le long d’un fil de cuivre, à l’aide d’une méthode indépendante de toute théorie, par M. R Blondlot. — Bibliographie: Traité des machines dynamo-électriques, par M. S.-P. Thompson, traduction de M. E. Boistel. — Eclairage d’ateliers par l’électricité (courants continus), par M. P. Houel. — Problèmes et calculs pratiques d’électricité, par M. Aimé Witz. — Les télégraphes, etc., à l’exposition d’électricité de Francfort, par M. L. Kohlfürst. — Faits divers.
- APPLICATIONS MÉCANIQUES
- DE L’ÉLECTRICITÉ (j1)
- M. A. Sleavenson a récemment présenté à l’Institution des Mechanical Engineers de Londres un très intéressant mémoire sur l’emploi des perforatrices électriques aux mines de fer deClarin How. dans le Cleveland : nous en extrayons les renseignements suivants.
- Le courant est engendré à la surface par une dynamo compound de 20000 watts, 5o ampères, 400 volts, à 900 tours; elle suffit pour alimenter la première partie de l’installation, qui comprend trois perforatrices absorbant en moyenne chacune i5 ampères sous 3oo volts, soit six chevaux électriques ; mais leur travail varie naturellement beaucoup avec la dureté de la roche, etc.
- Du tableau placé au jour, pourvu des commutateurs et des plombs de sûreté-nécessaires, le courant est amené dans le puits par des câbles parfaitement isolés, recouverts de caoutchouc fortement vulcanisé, et disposés de manière que l’on puisse facilement y arriver pour réparer un accident occasionné, par exemple, par la chute
- d’une pierre : ces câbles vont jusqu’à 900 mètres de la génératrice, point d’où ils se bifurquent aux prises de courant, au nombre de six par perforatrice, permettant ainsi de les installer chacune en douze endroits différents. Ces boîtes ffig. 1 à 4), spécialement étudiées par M. Bigge, ont leurs fiches attachées de manière qu’on ne puisse les arracher qu’après avoir coupé le circuit au moyen du commutateur, ce qui évite les étincelles et l’usure des contacts ; elles sont espacées de q5 mètres, et l’on peut très rapidement y rattacher une perforatrice quelconque.
- Le fleuret tournant D des perforatrices est (fig. 5 à 7) mené, par le train CSP, au moyen de la dynamo M, disposée comme un contrepoids. Le barre C, qui peut être tournée à la main parla vis sans fin L, peut s’orienter par les engrenages hélicoïdaux P et b» dans deux directions orthogonales. L’avance du fleuret s’opère par le pignon R et l’écrou fendu N (fig. 8), que l'on ouvre quand la vis B arrive au fond de sa course, de manière à retirer vivement le fleuret D. et à le remplacer par une mèche plus longue.
- La dynamo M, montée en dérivation, est du type Goolden, entièrement enfermée dans une enveloppe de bronze étanche aux gaz et aux poussières, abritée de l’eau et protégée contre les chocs : elle peut supporter facilement un courant de 20 ampères 3oo volts. Les balais, en
- (*) La Lumière Electrique du 21 octobre 1893, p. n5.
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- charbon spécial cuivré, rattrappent automatiquement leur usure de manière à pouvoir fonctionner pendant des semaines sans retouches. Chaque perforatrice est pourvu d’un commuta-
- teur à rhéostat permettant de la lancer et de l’arrêter graduellement et d’un dévidoirdefilsde 45 mètres de long, avec fiche de connexion pour la boîte de prise du courant correspondante.
- Contact$
- Fig. 1 à 4. — Boîtes de prise de courant Bigge.
- Ces perforatrices ont parfaitement fonctionné, dès le début, entre les mains d’ouvriers n’ayant aucune connaissance de l’électricité, et, d’après
- M. Steavenson, après essai comparatif de perforateurs à air, à eau et à pétrole, les appareils électriques se sont montrés supérieurs comme
- Fig. 5 à 7. — Perforatrice Steavenson. Elévation, plan et vue par bout.
- « simplicité de fonctionnement, facilité de transport et d’extension, économie et rapidité de travail ». « L’électricité, dit M. Steavenson, est, de beaucoup, préférable à tous les autres moyens pour la transmission de la puissance à des perforatrices situées à une grande distance.»
- Les trois perforatrices en question ont débité en moyenne 1577 tonnes de minerai par semaine avec 790 trous. Chaque perforatrice perçait, en moyenne, par équipe, 80 à 100 trous de i,3o m. de profondeur. Les mineurs gagrtent 9,5o fr. par équipe, et le minerai abattu revient à 8,75 fr.
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- la tonne. On emploie environ un tiers de poudre en plus qu’avec les trous percés à la main, parce que l’on préfère multiplier les trous percés si vite et à si bon marché, de manière à débiter la
- Fig. 8. — Détail du mécanisme de la perforatrice figure 5.
- roche plus promptement et en plus petits morceaux : ce qui économise le travail du cassage.
- Les perforatrices actionnées par un moteur à pétrole coûtent moins cher d’achat d’établisse-
- ment que les perforatrices à air ou à eau, qui exigent des moteurs séparés, des compresseurs, des tuyauteries et des pompes : la perforatrice électrique exige aussi tout un sytème de dynamos et de câbles : néanmoins, tout compte fait, M. Steavenson classe les diverses perforatrices d’après les éléments du tableau ci-dessous.
- N uturo de la perforatrice Prix d’achat de la perforatrice seule eu francs Trous percés par heure y compris ic temps employé ii déplacer la machine Abattage par équipe en tonnes. Equipe de 7 heuros de travail effectif au front do taille
- A la main (simple).. _ i,3o m. en 45 minutes 5 à 8
- A la main (mécanique) 75 ? environ 18
- Air comprimé Û25o environ 8 trous 100 à i3o
- Hydraulique 55oo 8 »
- A pétrole 9375 8 ))
- Électrique 8750 io 140
- On voit que la perforatrice électrique tient la tête comme rendement, mais qu’elle est, sauf pour la perforatrice à pétrole, plus coûteuse d’établissement.
- La perforatrice Mac Key représentée par les
- Fig. 9 et io. — Perforatrice Mac Key (1893). Ensemble et détail du dashpol d’air.
- ligures 9 à 14 reçoit son courant des deux fils 9 et 10, reliés par le commutateur Q aux fils 11 et 12 (fig. ii).
- Le fil 11 aboutit à l’une des extrémités du solénoïde B', et le fil 12 au solénoïde B, relié à B' en série par la plaque p. En outre, le
- fil 11 est relié par i3 à la plaque m, et 12 à «par le fil 14.
- Quand le piston E occupe la position indiquée en figures 9 et 11 le courant traverse, par 11, B',p, 12, B, également les deux solénoïdes, de sorte que leur armature G reste au repos.
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- Mais, si on laisse tomber ou si l’on tire cette armature, par son fleuret 1, vers l’avant de la perforatrice, les contacts k et k' ferment le circuit en m et en pr de manière que le courant passe, par ii, 13, m, /e, 4, k\p, 12, B, en coupant du circuit l’autre solénoïde B'. Il en résulte que B attire G de gauche à droite jusqu’à ce que son extrémité 19 (fig. 12) vienne frapper G, et le repousse de manière que k vienne au contact de n,
- et que le courant passe en B'par 11, pJL en coupant du circuit le solénoïde B.
- Le solénoïde B attire alors l’armature de droite à gauche jusqu’à ce que le piston E frappant H, ramène k sur m, et remette B1 en circuit.
- On règle la course du piston en vissant plus ou moins la tige du piston E dans l’armature G ; et la vitesse de ces courses, ou la rapidité du
- Fig. 11 et 12 — Perforatrice Mac ICey. Détail du dashpot et du commutateur.
- choc du fleuret, est réglée par un dashpot à air qui fonctionne comme il suit.
- Quand le piston E se déplace de droite à gauche, il refoule l’air qui se trouve devant lui par c2 (fig. 14) dans la boîte O, d’où il passe par d2a (fig. 9 et 14) autour des solénoïdes, jusqu’à son échappement env'. L’orifice d2 est réglé par le bouchon à vis P, que l’on manœuvre de l’extérieur par sa molette p. Au retour du piston E, l’air, aspiré à l’aller par r', L,p' est refoulé aussi 4en V par M, /, a (fig. i3).
- La tête I du porte-fleuret est pourvue du mécanisme ordinaire à rainures w et à double ro-chet et /, montés sur billes ainsi que le piston E, en e, et qui lui imprime à chaque coup, une petite rotation autour de son axe, et la manette R permet de régler au moyen de la vis i5 la position de la perforatrice sur son châssis.
- La perforatrice rotative de R. Jones a (fig. i5 à 18) l’armature a, les inducteurs d et les pôles c de sa dynamo renfermés dans une enveloppe en bronze c, fixée au trépied par une base circu-
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- lairew, et fermée par un couvercle demi-cylindrique e. L’arbre creux de la dynamo à garniture h est épaulé surlecollierÆ,etentraîneà rainure et languette la tige x de la perforatrice. La rondelle/ est percée d’un trou suffisamment large pour le passage des connexions au collecteur g-, et tout l’ensemble de l’appareil se trouve enfermé dans
- Fig. i3 et 14. — Perforatrice Mac Key. Coupe 8-8 fig. 9 et détail de la chambre O.
- une enveloppe cylindro-conique eei, facilement maniable et parfaitement étanche.
- M. F. Bain a récemment proposé de former la pointe des outils des haveuses d’un grain d’iridium c/(fig. 19 à 21) enchâssé et soudé à l’extrémité
- de l’acier a. Cette soudure s’opère à l’électricité au moyen d’une batterie d’accumulateurs c, renforcée par une batterie auxiliaire/' (fig. 19) don le pôle positif est relié par//aux charbons g g' et le négatif à l'outil a. On commence par fixer
- Fig. 17 et 18. — Perforatrice R. Jones. Vues par bout.
- grain d’iridium s à un bloc de bronze /,que l’on saisit dans l’un des bras de la pince /z, puis on amène l’iridium au contact du bloc de carbone m, saisi par l’autre bras de la pince, et l’on fait
- Fig. i5 et 16. — Perforatrice R. Jones (i8g3). Coupes 1 1 et 2 2.
- passer le courant de la pile e de manière à souder l’iridium au bronze / (fig. 21). Ceci fait, on remplace le charbon m par la pièce d’acier a au.bras négatif de la pince h, puis on fait passer les courants des piles e et/' en al et dans les charbons ggJ ; on élève ainsi la température de l’iridium beaucoup plus que celle de a, au point de le ramollir suffisamment pour qu’il s’emboîte exactement dans l’encoche de a et s’y soude solidement.
- Il ne reste plus qu’à séparer, ce qui se fait
- très facilement, l’iridium du bronze e, et à le tailler en pointe. On obtiendrait ainsi une pointe extrêmement dure et suffisamment épaulée par l’acier a pour ne pas s'effriter à l’usage.
- L’une des applications les mieux indiquées des moteurs électriques est l’actionnement des petites machines à couper les étoffes à la scie ou au ciseau : tel est le cas de la coupeuse Cadwell, adoptée par YEleclric Culling Machine C°, de Chicago. La lame E de cette machine est (fig. 23) directement actionnée par l’arbre coudé H
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- de la dynamo G; elle est appliquée sur son
- Fig. 19. — Bain. Couteaux de -haveuses en iridium. Ensemble de la fabrication (1893).
- guide B par un ressort M, et elle reçoit de la
- bielle I un mouvement alternatif de glissement et de roulement sur B, variable d’après la position de l’articulation K sur sa tige R, que l’on règle, au moyen de la vis V, suivant l’épaisseur de la pile d’étoffe passée entre la table A et le
- Fig. 20 et 2i. — Bain. Détail d’un couteau et d’une soudure.
- pied a. La vis de serrage V est commandée par la petite crosse U, qui renferme le commutateur W.
- La machine est suspendue au trolly c par un
- Fig. 22. — Coupeuse Cadvvell (1893). Ensemble de l’installation.
- ressort n pivoté en k (fig. 22 et 24) et qui en équilibre presque le poids, de manière à en rendre le maniement très facile. Le trolly reçoit
- le courant des rails cc, et l’amène à la dynamo parles galets dd, les montants b et les fils ij. L’horloge électrique de G. Wiseman, repré-
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- sentée par les figures 25 à 29 comprend un mécanisme de remontage et un mécanisme de remise à l’heure.
- L’organe original de la remise à l’heure est la roue de contact 20 (fig. 26 et 37), folle sur l’arbre des heures et des minutes 3, et à laquelle est attachée l’une des extrémités du ressort principal 36, dont l’autre extrémité est fixée au barillet de la roue 22, reliée au mécanisme d’échappement et calée sur l’arbre 3. Comme cet arbre fait un tour par heure, il faut qu’à chaque heure, pour le remontage, la roue 20 fasse auto-
- Fig. 23. — Coupeuse Cadwell. Ensemble de la machine.
- matiquement un tour en sens contraire de l’arbre 3.
- En temps normal, le balai 26 (fig. 34 et 36) ne fait pas contact avec le plateau 17, et laisse ainsi ouvert le circuit de l’électro-aimant de remontage 8 (fig. 26). Au moment voulu, à chaque heure, le plan incliné 36 (fig. 36), qui tourne avec la roue 22 et l’arbre 3, fait, en repoussant le galet 38, passer le levier 39 de la position figure 3i à la position figure 3e, où son extrémité 39e' (fig. 3o) s’abaisse de manière que le crochet du levier 41-43 s’y engage au moment même où le taquet 44 de la roue 22 repousse le bras q3 de ce levier, et lui fait abaisser le levier 35. Ce dernier levier lâche ainsi le levier 28, pivoté en 29, ce
- qui permet au levier 24, pivoté en 25, de se relever sous l’impulsion du ressort 27, et d’amener ainsi le balai 26 au contact du plateau 17.
- Dès que le circuit de l’électro-aimant 8 est ainsi fermé, il fait, par son armature trembleuse 9, à cliquet 11, tourner le rochet 2, qui commande la roue 22. Au bout d’un tour de cette roue, son taquet 44 rejoint le bras 4,3 du levier 41-42, et le repousse en sens contraire de précédemment, de manière que le crochet 41 lâche le levier 39, dont l’extrémité 37", abaissée par le ressort 33 sur le levier 28, sépare le balai 26 du plateau 17.
- Le mécanisme de synchronisation a aussi
- Fig. 24. — Coupeuse Cadwell. Détail du trolly.
- pour moteur l’électro-aimant 8. Voici comment il fonctionne.
- Le quadrant 4, monté à frottement dur sur l’axe 3, porte (fig. 25 et 27) un taquet 5o, qui, toutes les 12 heures, vient repousser le bras 5i de l’arbre 37 (fig. 24), dont l’autre bras 53 repousse, par le plan incliné 54, et malgré le ressort 57 (fig. 27), le levier 55, dans la direction de la flèche. Ce mouvement amène le levier 55 dans le plan du taquet 58 (fig. 26) de l’armature 9, en même temps que la rotation de l’axe 5a sépare, par 60-61 (fig. 37 et 26), l’extrémité i5„ du fil i5 (fig. 33) du bâti de l’horloge, et ferme, par 62, le circuit 64", 64, 65“, 65 de l’électro 8 à la terre. Ajoutons qu’en ce moment le fil 16 est coupé du circuit, parce que le balai 26 est séparé du plateau 17.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- Lorsque l’électro 8, attirant son armature en cet état, soulève, par 58 et le plan incliné 59 (fig. 26), le levier 55, le bras 66, calé comme 59 sur l’axe 56, repousse autour du pivot 68 (fig.- 27) le bras 67 du levier coudé 67, 68, 69, dont le second bras 69 repousse dans le sens de la flèche (fig. 27) le disque 70, calé sur l’arbre 71 (fig. 28) qui porte la roue d’échappement 72, montée sur lui
- l'ig'. 20 et 26. — liorlog-e électriq
- 73 sur le taquet fixe 82 vienne l’arrêter. Cette butée a lieu quand la seconde aiguille marque précisément l’heure de synchronisation, déterminée en tournant le quadrant 4 sur l’axe 3 jusqu’à ce que son taquet 5o engage le bras 5i (fig. 25 et 37).
- Ainsi, chaque fois que l’on arrive à l’heure de synchronisation, le courant active l’électro-aimant 8, dont l’armature déclenche la roue d’échappement de l’aiguille des secondes, de ma-
- à frottement, et la lanterne 73. La roue d’échappement porte un pignon 78, enclenché par le taquet 79, calé par 80 sur 71, et qui, lorsque l’arbre 71 se trouve ainsi repoussé vers la gauche malgré le ressort 75, lâche ce pignon de manière à séparer 71 de 72. Cet arbre tourne alors librement, sous l’action du ressort principal, jusqu’à ce que la butée du taquet 81 de la lanterne
- .Wiseman (1893). Vues de face.
- nière que le ressort principal la ramène automatiquement à l’heure par un seul coup de l’armature 9. Aussitôt que le taquet 5o lâche le bras5i, les mécanismes reprennent leurs positions normales, où leur marche n’est pas troublée par le remontage, parce que le levier 55 n’est pas alors dans le plan du taquet 59.
- Afin de synchroniser l’aiguille des minutes en même temps que celle des secondes, l’axe 56 porte un levier 91 (fig. 25) qui, lorsque l’arma-
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- ture-g relève le bras 55, abaisse le levier 88, de manière que sa pointe 90 (fig. 38) vienne en-
- Fig. 27 et 28. — Wiseman. Détails de la mise à l’heure.
- Fi g. 29. — Wiseman. Coupe transversale.
- clencher, par son encoche 87, le disque 86, calé sur l’arbre des minutes, et la faire pivoter de
- l’angle nécessaire pour le ramener au synchronisme avec l’arbre des secondes.
- Fig*. 3o à 32. — Wiseman. Détail du remontage.
- Fig. 33. — Wiseman. Schéma des circuits.
- Fig. 34 à 37. — Wiseman. Détails du remontage.
- Fig. 38 et 39. — Wiseman. Détails de la mise à l’heure.
- Enfin, quand le levier 5i arrive à la fin de sa course sous l’impulsion du bras 5o, il repousse
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- l’extrémité 99 du levier96, 97, 98 (fig. 1 et 2) dont le bras 98 déclenche le cliquet 11 de la roue de remontage 2, de manière que l’armature 9 soit complètement séparée de ce mouvement pendant l’opération du synchronisme.
- L’horloge de M. Schmidt représentée par les figures 40 à 45 et adoptée par la Self Winding Clock Company, de New-York, appartient à la catégorie des horloges pourvues d’un moteur électrique mis 'périodiquement en action par
- l’horloge elle-même pour son remontage. M. Schmidt s’est efforcé de simplifier le plus possible le mécanisme du remontage, tout en remplissant les deux conditions fondamentales : de l’arrêter aussitôt que le ressort est suffisamment remonté, et d’éviter que la manivelle du moteur soit au point mort au moment de sa mise en train.
- Le moteur est constitué par un électro-aimant j. A chaque heure, la roue des heures C amène
- Fig. 40 à 45. — Remontoir électrique Schmidt (i8g3) ; vues par bout d’avant et d’arrière. Détail du contact P et du
- rejet du point mort.
- le conta et P (fig. 42 et 45) entre les lames Nt N2, de manière à fermer par p 3 m o (fig. 40) le circuit de l’électroy, qui attire son armature L,puis la lâche et l’attire de nouveau, parce que les oscillations de cette armature rompent et rétablissent alternativement, parle choc de l sur les cornes / ety2,le circuit de J en m o. Ces oscilla-tione font, par la bielle U et la manivelle II, tourner l’arbre / qui commande (fig. 41) par le train c b le barillet à ressort D. Un crochet i (fig. 42) empêche tout recul de/.
- Le contact P est (fig. 42 et 44) articulé sur un
- bras Q, fou sur l’axe B de la roue C, qui l’entraîne au moment voulu, par son taquet s, de manière que Q entraîne à son tour P par son taquet q. Si, pour une raison quelonque, la roue G venait à tourner en sens contraire du sens normal, le contact P se rabattrait sur le second taquet r de Q, et passerait sous les ressorts Nj N*, sans les toucher.
- Afin d’éviter que P ne reste trop longtemps au contact des ressorts N, N2, le barillet D vient (fig. 43) à la fin du remontage, repousser par son taquet V un doigt R, fou sur l’axe B, et dont le
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- taquet u repousse, par la butée / (lig. 42) le doigt Q de manière à retirer vivement le contact P d’entre les ressorts Ni N2.
- En outre, pendant le remontage le taquet w de l’axe B (fig.41) abaisse l’extrémité x du levier ^ de manière à ramener en arrière, malgré le ressort V, le galet f: puis, à la fin du remontage, w lâcher, de sorte que le ressort V ramène/à sa position primitive telle que f repousse la manivelle FI et la maintienne hors du point mort. Cette manivelle ne se trouve ainsi jamais au point mort lors du départ du moteur J.
- Gustave Richard.
- SUR L’ESSAI CHIMIQUE DE LA GUTTA-PERCIIA
- C’est aux travaux de Payen Q, d’Oudemans (2), de Baumhauer (3) et de Miller (4) qu’on doit ce qu’on sait sur la nature chimique de la précieuse gomme de Bornéo et de Sumatra.
- Elle est constituée, comme on sait, d’un principe immédiat à caractères constants, dont la composition chimique correspond à (C5 FI8) n.
- Ce carbure est insoluble dans l’alcool bouillant, soluble dans le sulfure de carbone, le chloroforme, la benzine et ses homologues, l’essence de térébenthine et les huiles de schiste. Ces dissolutions se font sans gonflement préalable comme il arrive pour le caoutchouc.
- Ses qualités d’extensibilité, d’imperméabilité, de facilité de moulage après ramollissement vers 5o°, en même temps que la propriété d’être un excellent isolant sont caractéristiques de ce produit, auquel Payen a donné le nom de gutta pure.
- Mais la gutta pure est toujours plus ou moins accompagnée de ses produits d’oxydation. Exposée à l’air, en effet, elle donne naissance à deux résines : la fluavile, 'd’une couleur jaunâtre, soluble dans l’alcool froid, et l’albane, blanche * (*)
- (') Comptes rendus, i85i, et Traite de chimie.
- (2) Répert. de chimie, i858-i859.
- (s) Répert. de chimie, 1860.
- (*) Le Caoutchouc et la Gutta, par Ciiapel, Paris 189a ; Bi.ossom, La Gutta (Moniteur scientifique, 3’ série, t. IX, p. 240).
- et cristalline, soluble dans l’alcool bouillant. Ces résines ne possèdent pas les qualités signales plus haut pour la gutta pure.
- Le carbure gutta pure appartient à la série camphénique, qui comprend l’essence de térébenthine et autres essences naturelles dont les formules correspondent toutes à (C5 FI8) n, le facteur n étant connu pour certaines d’entre elles : pour la gutta il est indéterminé.
- On assigne néanmoins à la gutta la formule C28 FI33, en donnant à la fluavile la formule C20 FI32 O et à l’albane la formule C20 H32 O2. Pour isoler ces trois principes constitutifs de la gutta commerciale, Payen commençait par la traiter par le sulfure de carbone, qui dissolvait à la fois les trois principes, en laissant indissoutes des impuretés ligneuses ou terreuses, en général en assez petite quantité. L’évaporation de la solution sulfocarbonique donnait le mélange de la gutta et des résines. On traitait alors ce mélange par l’alcool froid, qui enlevait la fluavile, puis par l’alcool bouillant, qui dissolvait l’albane. La gutta pure restait indissoute et était ainsi isolée.
- Payen avait de cette façon trouvé la composition suivante aux guttas qu’il avait examinées:
- Gutta pure....'............ 75 à 82 0/0
- Albane..................... 19 à 14
- Fluavile................... 6 à 4
- Miller avait tenu compte des impuretés et de l’eau que la gutta commerciale pouvait contenir et donnait pour une bonne gutta la composition suivante :
- Gutta pure........................... 79,70
- Résines (albane et fluavile)’....... i5,10
- Matières ligneuses..................... 2,18
- Eau.................................... 2,5o
- Cendres................................ 0,52
- En 1876, Abel a trouvé 12,7 0/0 de résines et 5 0/0 d’eau dans une gutta de bonne qualité; de 20 à 27,5 0/0 de résines et de 3 à i3 0/0 d’eau dans sept autres échantillons de qualités diverses.
- La qualité d’une gutta dépend de la proportion de gutta pure qu’elle contient : de plus, la proportion d’eau mécaniquement interposée dans le tissu celluleux de la gutta doit être la plus petite possible.
- Il était donc nécessaire de pratiquer couramment dans le commerce et dans l’industrie de la
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- gutta l’analyse des produits. Les traités spéciaux d’analyses commerciales ne donnant jusqu’ici aucun renseignement sur l’analyse des guttas, nous nous proposons de grouper ici les méthodes employées à cet effet.
- Gomme dans les analyses anciennes de Payen, on appellera résines tout ce qui e.st soluble dans l’alcool bouillant et gutta pure ce qui, dissous dans un dissolvant quelconque, est insoluble ou précipitable par l’alcool bouillant.
- Aux usines Rattier, l’analyse de la gutta se
- Fig. i. — Dosage des résines et des impuretés dans la gutta.
- fait de la manière suivante. On en prend 5 gr. déjà débarrassée mécaniquement des impuretés grossières; on les dissout dans la benzine de façon à avoir 200 centimètres cubes de liquide, on filtre pour avoir l’insoluble, c’est-à-dire les matières ligneuses et étrangères. La gutta et les résines étant ainsi dissoutes, on prend 5o centimètres cubes de la solution et on les verse goutte à goutte dans 100 centimètres cubes d’alcool bouillant; la gutta pure insoluble se précipite. On recueille la gutta sur un filtre taré, on lave à l’alcool absolu, on dessèche à 1 io° dans un courant d’acide carbonique sec et on pèse.
- Pour avoir le poids des résines, on évapore à sec 5o centigrammes de la solution dans un courant d’acide carbonique; on a ainsi la gutta et les résines : le poids de résines s’obtiendra en retranchant du poids ainsi trouvé celui de la gutta pure déterminé précédemment (Brasse) (1).
- Au Ministère des Postes et Télégraphes, M. Montpellier (2) emploie une méthode différente, qui nous paraît plus commode et que nous avons eu l’occasion d'expérimebter.
- Le dosage des impuretés, l’insoluble, se fait parun traitementà chaud.par le chloroformedans un appareil à épuisement. La gutta, divisée en petits fragments avec des ciseaux, est placée sur
- \M
- f
- Fig. 2. - Appareil de Soxhlet.
- un filtre taré, dans un entonnoir soutenu par trois petits renflements au milieu d’une allonge en verre disposée pour permettre la circulation du dissolvant et constituant l’appareil à épuisement de Soxhlet (fig. 1 et 2). Comme on le voit sur la figure, le dissolvant est placé dans un ballon de verre, chauffé au bain-marie. L’appareil à épuisement est fixé par un bouchon au ballon; la partie inférieure de l’allonge est fermée, le chloroforme qui distille arrive en vapeurs par le tube soudé latéralement et vient se condenser dans un réfrigèrent ascendant, d'où il retombe sur la gutta, pour retourner ensuite par le second tube latéral au ballon. L’essai porte sur 1 gramme environ et exige 5o à 60 centigrammes de chloroforme. Le filtre est séché et pesé. On a ainsi ce qui est resté indissous.
- (') La Lumière Electrique, t. XLVI, p. 52. (2) Electricien, t. IV, p. 89.
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- Le dosage des résines se fait dans le même appareil. On remplace le chloroforme par l’alcool absolu. La prise d’essai est de o,5 gr. à 1 gr.; elle est placée sur un filtre taré, suspendu par un entonnoir en fils de platine. On peut régler l’ébullition de l’alcool de façon à ce que le cône de platine soit presque complètement mouillé par l’alcool qui se condense dans l’allonge. On conduit ainsi l’opération pendant cinq heures, après quoi on s’arrange de manière à ce qu’il y ait seulement filtration de l’alcool sur la gutta. Cette extraction des résines est très longue; elle exige une journée complète de 12 heures. Quand on juge l’opération terminée, on extrait le filtre
- de l’appareil et on le sèche dans un courant d’acide carbonique, comme nous le verrons pour le dosage de l’eau. Il est prudent d’ailleurs de s'assurer par un deuxième épuisement à l’alcool que toutes les résines sont dissoutes.
- Le dosage de l’eau se fait par dessiccation à l’abri de l’air dans un courant d’acide carbonique sec au moyen de l’appareil figure 3.
- La gutta est placée dans une nacelle en porcelaine (1 gramme à 1,5 gramme) au milieu d’un tube de verre que l’on peut porter à ioo°, no", au moyen de vapeur d’eau, ou d’un mélange d’eau et d’acide acétique; dans ce cas, on termine le manchon d’un réfrigèrent ascendant
- pour recueillir les vapeurs. On peut aussi employer un bain d’huile, mais il faut alors régler la température de façon à être sûr de ne jamais dépasser 110'. Il faut se rappeler qu’à i3o° la gutta commence à se décomposer. L’acide carbonique vient d’un appareil continu de Deville; il est lavé dans une solution de bicarbonate de po-
- tasse, puis se dessèche dans un laveur à acide sulfurique et sur une colonne à ponce sulfurique. La vapeur d’eau dégagée de la gutta vient se condenser dans un petit tube à ponce sulfurique préalablement taré. Le courant d’acide carbonique doit être lent. Il faut une journée pour arriver à dessécher complètement.
- 1 2 3 4 5 G 7 8 9
- Eau 2,5 3. 1 6,1 lî 3,1 3,1 I , [ 6,5 5,4
- Résidus 44 35,1 3i ,7 35,4 38,3 38,2 32,8
- Gutta pure 53,5 61 58,8 62,3 G (, 5 58,6 60,7 58,4 61,8
- Isolement ,.... 1G00 U 5oo ü 1000 Li Goo ü 800 O 1400 U i3oo Q io5o il 1400 Q
- Capacité Rapports entre la gutta 0 9 180 o 9 190 0 Z> 190 0 cp 195 0 9 180 O Ç 169 0 9 180 0 9.190 0 9 210
- A et;ia résine 1,21 1,72 1,67 1,96 1,-3 1,53 1,60 1,66 1,88
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- Nous donnons dans le tableau de la page précédente les analyses de M. Montpellier, tirées du travail de M(. Lagarde (*), analyses faites sur des échantillons prélevés sur les câbles.
- De l’examen de ce tableau il résulte que plus la gutta contient de gutta pure et moins de résines, moins elle isole, tout en ayant, dit M. Lagarde, des isolements encore très convenables : d’où la nécessité d’imposer pour la réception d’une gutta pour câbles un maximum et un minimum d’isolement.
- Ainsi les guttas les moins riches en .gutta pure (n° 1, n° 6) ont des isolements très supérieurs à ceux de guttas (n° 2, n° 4) qui sont beaucoup plus pures.
- On voit encore l’influence de l’eau. Ainsi, si l’on compare le n° 3 et le n° 7, le rapport de la gutta aux résines est sensiblement le même : l’isolement devrait être le.même; or on y voit une différence notable.
- Le tableau suivant montre l’influence de l’eau sur la conservation de la gutta.
- Eau..........
- Résines......
- Gulta pure....
- Eau...........
- Résines.......
- Gutta pure....
- Relativement aux cendres, la détermination en est facile par simple incinération dans du platine; nous avons trouvé sur des latex de l’Isonandra recueillis en Malaisie par un de nos amis et d’origine certaine :
- Gutta blanche. Gutta colorée.
- Eau o,56o 4,953
- Résines . . I 2,090 8,23o
- Gutta pure... .. 86.000 85,953
- Cendres i,3oo 0,890
- (') Annales télégraphiques, 1891, janvier-février. Voir aussi les analyses de M. Brasse sur des guttas d’origine. Lumière Électrique, t. XLVI, p. 5e.
- Une gutta commerciale nous avait donné :
- Eau................. 4.710
- Insoluble....... 1,200
- Résines......... 29
- Gutta pure...... 05,75o
- Cendres............. 0,340
- La proportion des cendres dans les échantillons commerciaux dépasse rarement o,5 0/0.
- En résumé., pour une teneur maxima de o,5o/o de cendres et de 5 0/0 d’eau, on considérera comme assez bonnes les guttas renfermant au moins 5o 0/0 de gutta pure, comme bonnes celles en contenant au-dessus de 60 0/0 et comme très bonnes celles qui en accusent au-delà de 65 0/0.
- A. Rigaut.
- NOUVELLE
- PERFORATRICE ÉLECTRIQUE
- Parmi les nombreuses- branches ouvertes à, l’électricité, celle relative à l’exploitation des mines semble être une des moins exploitées. Le champ en est cependant vaste, et la souplesse extrême de l’électricité devrait lui donner l’avantage sur ses rivaux, l’air comprimé et la vapeur. C’est ce qui m’a ^ngagé à travailler un nouveau système de perforatrice électrique, qui me semble offrir certains avantages. En quelques lignes je rappellerai d’abord le principe sur lequel sont basées les perforatrices électriques existantes.
- En général, ou bien c’est une masse de fer à l’intérieur d’un solénoïde portant un fleuret, et qui est mû par l’effort d’attraction du solénoïde sur l’armature en fer; ou bien encore, l’armature est aimantée séparément et attirée alternativement d’un côté et de l’autre par des électros dont la polarité change à chaque demi-période du courant alternatif qui les traverse. Ces systèmes ne peuvent évidemment donner de bons résultats, à cause du très faible effort que l’on peut obtenir, et à cause des pertes énormes par courants de Foucault et hystérésis qui sont inhérentes aux moyens employés.
- J’ai cherché une solution différente du pro-
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÊLE C TR IC ITÊ
- 205
- blême, et voici celle que j’ai fait breveter il y a peu de temps.
- Reportons-nous à la figure i. Elle représente une dynamo à courant continu, type Manchester. Si l’excitation est indépendante et par conséquent la polarité fixe, l’armature A se mettra à tourner dans un sens ou dans l’autre, suivant le sens du courant qu’on lancera parles balais a, b. Coupons maintenant par la pensée la dynamo suivant la ligne x,y, et rectifions ces diverses parties ; nous aurons l’appareil représenté figure 2. L’armature A se mouvra à droite ou à gauche suivant que le courant entrant par a b sera d’un sens ou de l’autre.
- Si nous alimentons l’armature par un courant alternatif, nous aurons un mouvement alterné d’autant plus rapide que la fréquence sera
- Fig. i
- grande. Tel est le principe de ma perforatrice. Les figures 3 et 4 la représentent schématiquement.
- On a dédoublé les électros de façon à ce que l’armature ne soit pas attirée vers les pôles, ce qui aurait eu lieu dans le dispositif de la figure 2. A la fin de chaque course la vitesse de l’armature passe par o ainsi que le courant dans l’armature. Pour faire démarrer l’armature A, on a disposé des ressorts R! et R2. Ceux-ci jouent, comme nous le verrons plus loin, un rôle très important dans le bon fonctionnement de la perforatrice.L’armature et l’enroulement ont été
- prolongés au-delà de S d’une quantité ^ égale
- à la moitié de la course du fleuret, de façon à ce qu’il y ait toujours des spires sous les pôles S. Nous ne décrirons pas les dispositifs mécaniques que nous avons adoptés, cela nous entraî-
- nerait trop loin, mais nous montrerons par un exemple numérique comment on peut calculer approximativement les dimensions d’un tel appareil pour obtenir une puissance donnée.
- Données :
- Puissance utile .......... 10 chevaux
- n, nombre de coups par minute.5 C, course du fleuret...... o,3o m.
- On déduit immédiatement de ces données que :
- 1,1 ravail par coup = ^ = i5okgm.
- V,„, vitesse moyenne de A == 5 x o,3 x 2 =3 m, : sec.
- Nous savons que par coup, c’est-à-dire par double course, nous devons dépenseruneénergie de i5okgm. Pour distribuer le travail uniformément nous devons donc dépenser 75 kgm. à chaque course.
- Si nous appelons P* la force vive que peut emmagasiner le ressort Rj et P2 celle que peut
- fuiimmilfmmj .
- Fig. 2
- emmagasiner le ressort R2, et si nous posons
- p
- P2 = le travail électrique sera également
- partagé dans chaque course. Dans la course rétrograde, l’énergie supplémentaire qu’il faut pour comprimer R1} sera :
- T!=Pi-P.= Y* (1)
- et dans la course directe nous aurons :
- P, + T — Ps = i5o kgm.
- T = i5o kgm. — ~ . (y)
- p
- ür, d’après l’équation (j), T = ~ ; on a donc
- 2T = i5okgm.
- T — 75 9 kgm.
- Le travail électrique à chaque course sera donc égal à la moitié du travail absorbé par le choc à chaque coup du fleuret.
- Remarquons aussi que dans la course directe,
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- i 66
- l’armature quitte le ressort Rj avec une force vive P2 égale à i5o kilogrammètres. Le travail électrique n’aura donc qu’à combattre l’action retardatrice du ressort R2. Supposons que ce ressort agisse pendant une demi-course, comme le montre la ligure 3. La force électrique moyenne à déployer sera alors :
- F=!=5rns==5ü,,k* l3)
- Le travail effectué sera :
- En admettant que la densité du fer soit 7,7, le volume que l’on pourra donner à l’armature sera :
- V. = —= 3o de*,
- 7,7
- c’est-à-dire
- d’ou
- V, = 3oooo cm'1;
- ^ ___3oooo
- rt ~ m n
- Si l’on prend m = 20 etn = 15, on a
- /„ = 100 cm.
- V étant la vitesse au moment où l’armature quitte le ressort R.,
- Pour que, sous l’action électrique, la force
- Fig. 3
- Si nous admettons dans le fer une induction magnétique de 18000 unités G. G. S. et une in-
- vive diminuât de moitié, il faudrait que la vitesse tombât de :
- A V = V — -X_ =0,3 V. v'a
- La force doit donc compenser cette diminution de vitesse; on a :
- duction de to 000 unités C. G. S. dans l’entrefer, la longueur r des électros nous sera donnée par la relation :
- 20 X 15 x 18000
- 10000 =--------------;
- r x-nn
- 2gxi5xi8ooo
- r ------------------- i3,5 cm.
- 10000 x 40
- i
- accélération =
- AV
- M
- j = 20. o,3 V (5)
- et
- M./=5ookg. (Û)
- En résolvant les équations (3), (4), (5) et (6),
- on trouve.
- \
- (V = 3,6 m. : sec. M = a3,5.
- Le poids que l’on pourra donner à l’armature sera donc :
- En comptant les i5 centimètres de l’armature qui doivent dépasser de chaque côté, on trouve que
- 2 K = ioo — (4 X 13,5 4- 3o) = 16,
- c’est-à-dire
- lv = 8 cm.
- Ce qui est largement assez pour placer les enroulements inducteurs.
- En admettant que nous placions deux spires par centimètre sur l’armature, le nombre de spires n sous les pôles sera :
- /1 = 4X 13,5X2 =
- P = 23,5 x <J,Si = 230 kg-.
- 108 spires.
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 267
- et l’équation i H 2 m X n — F donnant l’expres sion de la force en fonction des données électriques nous permettra de déterminer la valeur de i en unités C. G. S.
- i. 10000.40.108 = 5oo io°. i = ii,5 C. G. S. i= n5 ampères.
- Ce qui correspond à une intensité moyenne pendant toute la course de
- T 1,5 C C
- I» = —— = 57,5 amp.
- En admettant une densité de courant de 3,5 amp. par mm2, la section du fil sera :
- S„ = = 16,4 mm2.
- Si nous donnons une largeur de 3 millimètres à chaque fil, ce qui permettra de les loger deux par deux dans des rainures pratiquées sur l’induit avec une épaissseur de tôle de 3 millimètres entre chaque section, la hauteur du fil employé sera :
- 7 i6>4 c h= = 5,4 mm.
- Nous aurons donc sur l’induit des barres de 3 millimètres de large sur 5,4 mm. de haut.
- La force contre-électromotrice développée dans l’armature est
- e„, = V„ H. n 10-8 = 6,48 volts.
- La force électromotrice nécessaire pour faire passer un courant de 57,5 amp. dans chacune des deux moitiés de l’enroulement sera donnée par l’équation :
- T E - em 21 „= —^---- COS(p.
- r T
- * COS Ç '
- E„== ---X 6,48 volts.
- “ c.os 9
- où ra = résistance de l'enroulement et où a est donné par la relation
- u L
- tang9 = —,
- u— -^-et L étant le coefficient de self-induction de l’enroulement.
- Quant au calcul de l’enroulement inducteur pour produire un flux donné, il ne diffère en rien de la méthode employée généralementdans le calcul des dynamos et se déduit de la formule d’Hopkinson :
- . ., _ u. S
- 471M i = NS —— ;
- nous ne croyons donc pas utile de le développer.
- Le problème est ainsi résolu théoriquement et rien ne semble faire prévoir qu’en pratique notre système ne donnera pas de bons résultats.
- Si elle en donne de satisfaisants ce sera une modeste contribution au progrès des applications de l’électricité.
- D. Farman.
- LES NOUVEAUX
- ACCUMULATEURS D. TOMMASI
- 11 est une application scientifique qui n’a pu être menée à bien jusqu’à présent, quelque intérêt qu’elle présente. C’est de la locomotion routière que je veux parler. Il existe, il est vrai, une solution partielle de ce problème par les voitures mécaniques à vapeur ou à gazoline mais il faut bien avouer que, jusqu’ici, on s’est heurté à des difficultés qu’on ne soupçonnait pas au début et qui ont retard.é l’apparition du vrai véhicule pratique circulant silencieusement et évoluant sans peinesur les plus mauvais pavés des villes comme sur les routes bien entretenues de la campagne.
- Beaucoup d’excellents esprits ont songé à employer les accumulateurs pour cetle application, mais malheureusement ces récepteurs d’énergie sont demeurés jusqu’à présent d’un poids désespérant : 80 kilogrammes par cheval-heure es moyenne, et ce poids a empêché la réussite des véhicules dont ils constituaient le générateur de force. Une voiture ordinaire montée par quatre personnes exige en moyenne 1 cheval-vapeur, soit 75 kilogrammètres par seconde, sur l’axe des roues. Une batterie d’accumulateurs fonctionnant c;nq heures et donnant retic quan-
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- tité d’énergie pèserait les poids suivants, selon leur type de construction.
- Faure-Sellon-Volckmar 36 acc. n° 4 de i3 kil. 475 kil. St<s Travail des métaux 3o » n» 5 de 14 kil.. 420 —
- Dujardin 25 accum. P. de i3 kilog-........ 325 —
- Tudor 32 acc., type i3U 4 de i3 kil....... 416 —
- Julien 32 accum. n» 3 de 12 kil........... 384 —
- Il faut donc compter sur un poids total de 400 à 5oo kilogr. pour la batterie, vu le rendement, qui ne dépasse pas 60 0/0 avec les meilleurs modèles de dynamos de 1 cheval. Un véhicule pesant une tonne avec ses voyageurs et ne disposant que d’une force motrice de j5 kilogram-mètres pour rouler sur un pavé gras ou une route boueuse ne pourra être animé d’une bien grande vitesse. D’après les essais faits jusqu’à présent par diverses personnes, cette vitesse ne peut dépasser 8 kilomètres à l’heure, ce qui est un minimum dont on ne saurait se contenter, à notre époque où l’on veut aller de plus en plus vite. C’est pourquoi la voiture à accumulateurs n’a été jusqu’à présent qu’un objet de curiosité ou de grand luxe, mais non un véhicule pratique.
- Ce n’est qu’à condition d’avoir un générateur secondaire de grande capacité sous un faible poids qu’on peut espérer parvenir à la solution économique de la locomotion électrique. Or, M. Donato Tommasi, l’ingénieur électricien bien connu, nous fait connaître le résultat de trois années d’essais et d’expériences d’un nouveau genre d’accumulateur qui pourrait bien conduire au desideratum rêvé, si les chiffres qui nous sont communiqués sont bien exacts.
- Voici, en ce qui concerne la capacité de l’accumulateur Tommasi, la comparaison avec quelques différents types actuellement en usage :
- Ampères-heure
- Systèmes par kilog. de plomb
- Décharge en amp. par kilog.
- Tudor 3 à 5,2 1 à i,5
- Œrlikon 1 à 1,6 1,2 à 1,5
- Dujardin 8 à 8,5 i,5 à 1,8
- Tommasi 20 à 25 3 à 4 minimum et 8 à 10
- lorsque des coups de force sont nécessaires.
- Comme poids, par rapport à l’énergie emmagasinée, l’accumulateur Tommasi présente une différence notable avec tous les autres appareils de la même famille. Douze éléments associés pèsent 2?o kilogrammes et ont une capacité de 5600 watts-heures, ce qui met le cheval-heure (270 000 kilogrammètres fournis) à 32 kilog. environ. Une batterie fonctionnant cinq heures
- pèserait donc 160 kilog., soit près des deux tiers de moins que les batteries que nous avons mentionnées dans notre premier tableau de la cô-lonne précédente. Ce poids est par conséquent plus pratique, et la voiture électrique devient possible en employant ce système.
- La Lumière électrique a déjà donné à plusieurs reprises la description des accumulateurs Tommasi (x). Nous ne nous appesantirons donc pas sur ce sujet, nous bornant à dire que ce système est caractérisé principalement par la constitution
- Fig. 1
- de ses électrodes, lesquelles sont complètement différentes de toutes celles employées jusqu’ici et qui procèdent -de l’invention primitive de Planté ou de l’Electric Power Storage. Avec le dispositif Tommasi, les chutes de matières actives ne sont plus à craindre, ce qui rend ces accumulateurs particulièrement recommandables pour les transports, la traction et l’éclairage des véhicules.
- L’électrode est constituée par une gaine cylindrique ou méplate en matière isolante, rigide ou élastique (celluloïd, ébonite, etc.), (*)
- (*) Voy. I. XXXVIII, p. 437 ; t. XL, p. i83 ; t. XLII, p. 234.
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 26g
- perforée d’une multitude de petits trous, d’où le nom de multitubulaire donné à cet appareil par l’inventeur. Au centre de cette gaine, suivant son axe, est disposée une âme en plomb ou tout autre métal ou alliage convenable qui sert de conducteur au courant de charge ou de décharge, et lion pas de support aux matières actives comme dans les autres accumulateurs.
- Cette âme se trouve en contact sur chacune de ses faces avec une couche d’oxyde de plomb préservée de toutedésagrégation par l’enveloppe tubulaire qui la renferme. Cette disposition, qui est la caractéristique de cet accumulateur, a pour effet de doubler à poids égal la proportion agissante de la matière, c’est-à-dire de l'oxyde, si peu adhérent aux plaques dans tous les autres systèmes. La capacité électrique se trouve donc augmentée considérablement sans nuire à la solidité des électrodes.
- De même que dans tous les appareils analogues', les électrodes à gaines de celluloïd plongent dans un mélange d’eau distillée et d’acide sulfurique pur pesant 20 à 25 degrés Baumé. Les grilles en plomb des plaques paires (2, 4, 6, etc.) sont munies de tiges soudées à une lame de plomb antimonié portant une borne; elles constituent le pôle négatif de l’accumulateur. Les électrodes impaires (1,3,5, etc.), dont la construction ne diffère pas d’ailleurs des autres, sont associées par lé même moyen et forment le pôle positif. Un élément se compose de 5 à 17 électrodes, ou plus, suivant la capacité à obtenir.
- Les cuves renfermant ces électrodes et le liquide acide présentent une construction particulière. M. Tommasi s’étant rendu compte qu’aucune matière, plomb antimonieux, ébo-nite, gutta, etc., ne résiste suffisamment à l’action prolongée de l’acide sulfurique, de l’ozone et des courants d’intensité très variables qui traversent les accumulateurs, il double intérieurement ses cuves soit d’une feuille, soit d’une dissolution pâteuse de celluloïd exempt de cé-ruse et d’oxyde métallique.
- Les boîtes ainsi revêtues sont ensuite assemblées par les procédés ordinaires, et les joints soigneusement lutés avec le même mastic. On obtient ainsi un doublage léger, élastique, incassable et inattaquable aux acides. Pour les accumulateurs destinés à la traction ou à l’éclairage des voitures et wagons, les cuves sont fer-
- mées hermétiquement, mais leur couvercle est pourvu d’une fenêtre garnie de verre ou de celluloïd transparent par laquelle on peut contrôler le niveau du liquide et l’état des plaques actives*
- La charge des accumulateurs multitubulaires s’opère par les moyens ordinaires et peut atteindre sans inconvénient le régime de 5 à 6 ampères par kilogramme d’électrodes. Le voltage atteint 2, 4 volts à la fin de la charge.
- La décharge normale peut varier de 1 à 4 ampères par kilogramme de plomb, sans risques de détérioration des éléments; elle doit être arrêtée quand le voltage descend au-dessous de 1,7 volt.
- 11 résulte de ces chiffres que ce dispositif d’accumulateur peut supporter sans fatigue des courants deux fois plus intenses que tous les autres systèmes à pastilles ou à plomb spongieux, actuellement en usage dans l’industrie électrique. Aucun déplacement de la matière active n’est à redouter, quelles que soient les dilatations ou les contractions qu’elle ait à subir; les gaines étant composées de celluloïd élastique, elles ne se déforment ni ne se gondolent dans aucune circonstance.
- En résumé, l’invention, ou pour mieux dire le judicieux perfectionnement apporté par M. Tommasi à la constitution des électrodes d’accumulateurs donne à ces appareils une grande solidité et une capacité considérable. Leur rendement est très satisfaisant : il atteint, d’après l’inventeur, q5 0/0 en quantité [d’électricité emmagasinée et restituée, et 80 0/0 en énergie. Quant au chiffre de 20 ampères-heures de capacité par kilo de plomb, aucun autre système réellement pratique n’a pu l’atteindre et il en ressortirait que la capacité du multitubulaire serait de 4 à 6 fois supérieure à celle des meilleurs types connus.
- Trois années consécutives d’essais de ce dispositif par les ingénieurs de la Compagnie des chemins de fer de P.-L.-M. ont démontré cette supériorité et, aujourd’hui, cinquante voitures de ce réseau sont pourvues d’accumulateurs multitubulaires pour l’éclairage des compartiments. Voici quelle est la disposition adoptée :
- Chaque voiture porte sa batterie d’accumulateurs , qui est composée de douze éléments groupés en série, chaque élément, comprenant
- 12 kilos d’électrodes. Ces douze éléments sont rangés trois par trois et logés dans des caisses étanches à trois compartiments. Ces caisses, à leur tour, sont disposées dans des coffres fixés
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- de chaque côté du wagon, contre la partie extérieure du brancard des châssis.
- Ils sont munis d’une porte à charnière horizontale qui se rabat 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 banalisation et contre lesquels viennent buter deux pièces métalliques en alliage de plomb et antimoine en communication avec les pôles du .groupe de 3 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, après avoir couru contre le châssis et sous la caisse, se réunissent sur l’un des bouts de la voiture, traversent ùn commutateur d’allumage; un ; compteur horaire et un rhéostat et arrivent sur le toit de la voiture où sont les boîtes de dérivation d’où partent les circuits dérivés alimentant la lanterne de chaque compartiment.
- Commutateur d’allumage. — Le commutateur d’allumage ne présente rien de particulier. Il est placé au même endroit que le robinet principal dans les voitures éclairées au gaz d’huile.
- Compteur horaire. — Le compteur horaire consiste en une horloge qui ne fonctionne que quand le courant passe. Le cadran porte 35 divisions correspondant aux 35 heures de marche prévues, 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.
- Rhéostat. — 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 ie laisse en circuit jusqu’à ce que le compteur horaire marque 17.
- A ce moment on le met hors circuit. 11 n’y a d’ailleurs aucun inconvénient sérieux à faire cette manœuvre un peu en avance ou avec un petit retard.
- Lanternes. — Chaque compartiment est éclairé 1
- par une lanterne contenant 2 lampes à incandes cence 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. Les lanternes ont été disposées de telle façon qu’en cas de mauvais fonctionnement du système électrique, on puisse facilement, et sans 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 premièrè 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 lui.
- Poids des électrodes seules.......... i36" kil.
- Nombre d’éléments accumulateurs. ... 12
- Capacité totale de la batterie en watts-
- heures ................................ 5 600
- Nombred’heures d’éclairage,en admettant pour chaque lampe une consommation de 38 watts....................... 36 heures.
- (a) Poids des 4 boîtes mobiles comprenant la batterie complète de 12 éléments. 228 kil.
- {b) Poids du reste de l’installation comprenant les coffres des batteries, les conducteurs, les commutateurs, le rhéostat, le compteur horaire, les lanternes.. 270 kil.
- Poids total de (a) et (b)........... 498 kil.
- Nous n’avons donc rien avancé que d’exact dans le présent article, et la valeur de l’invention de M. Donato Tommasi est démontrée par les chiffres que nous avons cités. Son enveloppe protectrice donne aux piles secondaires, de fonctionnement ordinairement si aléatoire, une robustesse et une énergie inconnues jusqu’ici. C’est pourquoi il est à espérer que ce système recevra de nombreuses applications à mesure qu’il sera plus généralement connu. En attendant,
- 1 nous croyons que c’est le seul qui puisse, pour
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 271
- le moment, donner satisfaction dans toutes les circonstances où l’on a besoin d’un appareil puissant, solide et surtout léger, ce qui est jus-
- Fig. 3
- tement le cas en ce qui concerne la traction et l’éclairage des voitures de toutes sortes.
- H. de Graffigny.
- COMPTEURS-MOTEURS DUNCAN
- Les bons compteurs ne manquent pas actuellement, mais le défaut commun à tous, bons ou mauvais, est de coûter assez cher. Aussi les efforts de beaucoup d’inventeurs tendent-ils vers la création d’un système suffisamment simple quoique robuste pour être établi à un prix aussi inférieur que possible à celui des compteurs utilisés dans l’industrie, et cela sans en sacrifier en rien la précision et la durée.
- M. T. Duncan s’occupe depuis un certain temps de cette question, et après avoir réalisé différents types d’ampèremètres et de voltmètres pour courants alternatifs (’), il vient de créer sur le même principe un système très simple de
- compteur à bon marché pouvant s'appliquer non seulement aux courants alternatifs simples, mais aussi aux courants polyphasés.
- Le but de l’inventeur a été surtout d’éviter l’emploi de balais, de commutateurs et de contacts frottants ou à mercure.
- Le principe de l’appareil est analogue à celui des moteurs monophasés asynchrones, et le démarrage est obtenu par une déviation du champ inducteur.
- Le compteur se composed’une armature métal-
- Fig. 1. — Compteur Duncan.
- lique pouvant tourner autour de son axe; d’un ou plusieurs circuits disposés de façon à créer un champ magnétique unique (champ tournant pour les compteurs à courants polyphasés); et enfin, et c’est là qu’est la nouveauté du système, d’undéviateur ou déformateur de champ magnétique disposé par rapport au champ inducteur du moteur de façon à créer dans l’armature des courants induits tels que par suite de l’action électromagnétique de ces courants et du champ inducteur l’armature se mette en marche.
- La figure 1 représente la disposition relative de ces éléments. Les enroulements A A (dont l’un
- (') La Lumière Electrique, t. XLVII1, p. 467.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- est supposé enlevé en partie) constituent les inducteurs du moteur et sont placés en série avec le circuitd’utilisation. L’armature C esiforméed’un cylindre de métal conducteur, cuivre ou alumi-
- Fïg. 2
- nium, et monté sur l’arbre M de façon à pouvoir tourner librement sur un rubis enchâssé au sommet de la colonne J.
- Lé déviateur magnétique D est constitué par
- Fig. 3
- unxbarreau formé d’une pile de tôles minces. Il estdisposé à l’intérieur de l’armature et peut être déplacé et réglé sous un angle quelconque au moyen d’un tube auquel il est attaché mais qui n’est pas représenté sur la figure. Par ce tube passe également l’axe de l’armature.
- Des deux plaques d’attache S la supérieure est encochée sur ses bords antérieur et postérieur pour recevoir les enroulements A du sys-
- Fig. 4
- tème inducteur. V est un disque à bord moleté destiné à soulever le cylindre G et l’axe M auquel il est fixé de façon à écarter ce dernier du rubis
- 0 0
- Fig. 6
- sur lequel il pivote lorsque l’appareil ne fonctionne pas. Ce disque tourne sur un filetage fait dans ce but sur le tube portant le déviateur.
- Un système d’ailettes en aluminium, protégé
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
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- par un écran G F retarde le mouvement et permet de régler la vitesse de l’armatui-e C.
- La rotation de l'armature est communiquée à
- l’enregistreur H au moyen d’une vis sans fin montée sur l’arbre M et engrenant avec une roue hélicoïdale (non portée sur la figure 1) qui
- est le dernier mobile du train enregistreur. Cet enregistreur est soutenu par un bras P partant du bâti K.
- Les bornes E de l’appareil sont fixées sur un
- bloc en matière isolante L et communiquent par les fils B aux enroulements A A.
- Enfin le tout est supporté par une plaque N portant une nervure sur laquelle s’adapte le
- Fig. 8
- couvercle du compteur de façon à le protéger contre la poussière.
- Le mode de fonctionnement de l’appareil est maintenant facile à comprendre.
- L’armature G joue le rôle d’induit de faible
- -cm-
- Fig. 9
- résistance par rapport aux enroulements A A", que nous appelerons enroulements primaires, qui la repoussent.
- Si le déviateur qui induit des courants secondaires dans l’armature se trouvait dans la direction des axes des enroulements inducteurs A,
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
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- l’induit resterait immobile par raison de symétrie, les forces répulsives étant égales et opposées. Mais si on les déplace par rapport aux axes des bobines inductrices, comme il est représenté schématiquement sur les figures 2, 3, 5, 7, 9, 10, et 13, il fait dévier les lignes de forces de l’inducteur, qui traversent alors obliquement l’armature. La répulsion de l'inducteur donne par suite une composante tangentielle qui fait tourner l’induit.
- Le couple de rotation de l’armature augmente de zéro jusqu’à un certain maximum lorsque le déviateur, d’abord dans la direction de l’axe de l’inducteur, s’en écarte jusqu’à faire avec celui-ci un angle de 400.
- Fig. 10
- Si l’on déplace le déformateur en sens contraire, le sens de la rotation se trouve évidemment changé.
- Sur la figure 2 on voit comment les lignes de force de l’inducteur sont déviées par le déformateur D et font tourner l’armature dans le sens indiqué par les flèches.
- L’appareil pourrait encore fonctionner si Ton retirait le déviateur et si l’on changeait la position angulaire de l’enroulement, de façon à le placer tangentiellement et sous un certain angle par rapport à l’armature, comme le montre la figure 4.
- Ce système de compteur, qui peut être employé comme moteur, est susceptible d’étre modifié dans une large mesure. Les figures 2, 3, 4, 6, 8,9, 10, 11 et 12 représentent des variantes de .l'appareil pour des courants alternatifs simples,
- et les figures 5 et 7 des applications du même appareil aux courants triphasés.
- La figure 12 montre un moteur basé sur le même principe.
- La figure 3 représente un compteur ou watt-heure-mètre applicable au courant alternatif simple. Les enroulements A sont toujours en série avec les conducteurs principaux traversés par le courant à mesurer. Le dérivateur D reçoit un enroulement à fil fin monté en dérivation aux bornes du circuit d’alimentation.
- M. Duncan adjoint à cet enroulement un condensateur T destiné à empêcher la production d’une force contre-électromotrice de self-induction eLà assurer ainsi l’exactitude du voltage.
- Fig. 11.
- Pour un watt-heure-mètre il n’est pas nécessaire d’employer du fer dans le déformateur D, car l’enroulement produit à lui seul un champ suffisant.
- Dans le cas de courants diphasés, l’appareil pour les courants alternatifs simples peut servir; il suffit de mettre chacun des deux enroulements A dans l’un des circuits de distribution. Dans ce cas, l’enroulement à fil fin du déformateur est partagé en deux parties égales dont les extrémités sont reliées aux bornes des deux circuits.
- Si l’appareil est employé comme compteur de coulombs, le déviateur D peut être formé d’un simple noyau de fer feuilleté.
- Néanmoins l’auteur a employé avec succès, dansdescompteursde coulombs, undéformateur ayant un enroulement en dérivation servant
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- dans ce cas à produire un champ auxiliaire destiné à surmonter ou à compenser les frottements du moteur. La figure 5 représente une pareille disposition ; sur la figure 4, au contraire, le déviateur a été supprimé.
- Une autre disposition consistant à recourber les extrémités du déformateur , comme le montre la figure 6, donne également d’excellents 1 résultats. L’espace compris à l’intérieur de l’armature peut être rempli par un noyau de fer qui augmente sensiblement la facilité de rotation et qui peut être fixe ou mobile avec l’armature G. L’auteur emploie de préférence un cylindre de fer placé à l’intérieur de l’armature C.
- Lorsque l’appareil doit servir pour des courants triphasés, les enroulements A A A sont au
- Fig-. 12.
- nombre de 3, comme le montre la figure 7, et sont intercalés chacun dans l’un des circuits de la distribution. Dans ce cas entre en jeu une autre force qui augmente les propriétés rotatives de l'appareil ; c’est l’action du champ tournant. qui tend à entraîner le cylindre avec lui.
- Dans le système de compteur en question, la rotation de l’armature est donc due à deux forces distinctes agissant ensemble, savoir : la répulsion qui s’exerce entre l’armature et le champ inducteur, et l’action du champ tournant.
- La figure 5 représente une disposition de watt-heure-mètre à courants triphasés. Le déformateur D avec son enroulement en étoile à fil fin est relié en dérivation sur les trois conducteurs d’alimentation.
- Sur la figure 6 l’enroulement en série est placé à l’intérieur de l’armature. Cette disposition convient encore même lorsque le déviateur est supprimé, puisque les pôles des enrou-
- lements A sont recourbés de façon à obliger le flux à traverser l'armature angulairement ou tangentiellement.
- La figure 7 représente une disposition de compteurs de coulombs pour courants triphasés. Un déviateur à 3 pôles règle la vitesse ; les enroulements A sont faits de préférence de manière à envelopper complètement l’armature.
- Quand on veut employer l’appareil comme watt-heure-mètre, la disposition de la figure 5 remplit bien le but, et si l’on relie les champs en série, l'appareil conviendra pour les courants alternatifs simples.
- Un autre dispositif permettant de mesurer
- X
- Fig. i3.
- l’énergie consommée dans un circuit à courant alternatif simple est montré sur la figure 8; le dérivateur est remplacé par des bandes de tôle placées à l’intérieur de A A tangentiellement à l’armature.
- Les figures 9 et 10 représentent d’autres manières d’arriver au même but en augmentnnt la facilité de la rotation de l’armature.
- La figure 11 est un wattmètre pour courant alternatif simple. La résistance R placée en série dans le circuit en dérivation du déviateur est un enroulement sans induction formé, par exemple, de quelques lampes à incandescence. En outre un condensateur convenable peut être employé comme dans la figure 3 et'placé soit en dérivation sur la résistance ou sur le circuit du déviatèur, ou encore en dérivation sur les deux.
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- la lumière électrique
- Pour mesurer l’énergie débitée par une station génératrice à haute tension, M. Duncan emploie un petit transformateur pour exciter l’enroulement du déviateur. Ce procédé permet également de construire des watt-heure-mètres pour courants à haute tension.
- Une autre méthode employée également par l’auteur consiste à intercaler les enroulements A dans le circuit secondaire d’un’ transformateur dont le primaire est monté en série sur la ou les lignes d’alimentation, suivant qu’il s’agit d’un courant alternatif simple ou polyphasé. Dans ce cas aussi l’enroulement du déformateur peut être excité par un petit transformateur.
- •La figure i3 représente un moteur à 6 pôles construit sur le même principe et où les connexions sont établies pour l’emploi d’un courant alternatif à trois phases. Pour le faire fonctionner dans le cas d’un courant altérnatif ordinaire, il suffirait de réunir tous les électro-aimants inducteurs en série ou en dérivation.
- Les enroulements inducteurs peuvent aussi être disposés dans l’espace compris entre les extrémités polaires, celles-ci entourant l’armature tangentiellement, comme sur les figures 4, 6 et 12.
- Les compteurs peuvent avec une légère modification être employés comme wattmètre, ampèremètre ou voltmètre en leur adjoignant un ressort en boudin et en munissant l’armature d’un index placé au-dessus d’un cadran. Ce sont là les premiers types d’appareils construits par l’auteur et dont ce journal a donné une description.
- F. Guilbert.
- CHRONIQUE ET REVUE
- DE LA PRESSE INDUSTRIELLE
- Electrochimie. — Réduction électrolytique de la ni-trobenzine en solution sulfurique, par Noyés.
- Laxnitrobenzine (phènenitré, nouvelle nomenclature) peut être transformée en dérivé du paramidophénol au moyen du courant ; 5o grammes de nitrobenzine sont dissous dans 200 grammes d’acide sulfurique concentré et placés dans un vase avec une électrode de pla-
- tine. Un vase poreux plein d’acide sulfurique concentré est placé au milieu du vase, avec une seconde électrode de platine. La solution nitro-benzinique se colore en bleu foncé; après i5 heures d’électrolyse, on étend d’eau; il se précipite une masse noire verdâtre qu’on purifie par dissolution dans les alcalis et reprécipitation par les acides; c’est le dérivé orthosulfoné du paramidophénol: le rendement est de 40 0/0 du rendement théorique. A. R.
- Nouvel appareil pour la mesure de l’intensité de courants alternatifs, par Karl Preyer (’).
- Les résultats des expériences de M. Elihu Thomson peuvent être utilisés pour la construction d’un instrument de mesure pour courants alternatifs.
- La figure 1 montre la forme du courant pri-
- maire et celle du courant secondaire d’un transformateur pour le cas où la bobine primaire ne contient pas de fer et où la différence de phase est de 90°. Les surfaces limitées par les verticales montrent que l’action électrodynamique produit dans les parties ombrées une répulsion et dans les autres une attraction, effets qui se compensent, ces surfaces étant égales.
- Mais si l’on munit la bobine primaire d’un noyau de fer de dimensions convenables, il se produit une différence de phase, le moment magnétique étant décalé en arrière.
- La figure 2 indique la forme du courant induit par le champ dans le circuit du secondaire mobile.
- Cette fois les surfaces d’attraction et derépul-sion ne sont plus égales ; la répulsion dépasse l’attraction.
- (') Zeitschrit fûr Elektrotechnik, 1" septembre 1893.
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 277
- C’est cet effet qui est utilisé pour la construction de l’instrument en question.
- Cet instrument est composé de cinq parties principales (fig. 3) :
- 1. Deux bobines Sj et S2 d’axe commun, munies de noyaux de fer Ej et E2, réunies par une pièce en fer forgé et servant à produire le champ magnétique alternatif.
- 2. Le cylindre R en cuivre, mobile autour de son axe, portant l’aiguille z maintenue par un res-
- Fig. 3
- sort antagoniste ou un contrepoids au zéro delà graduation.
- Ce cylindre ne peut tourner sous l’influence du champ qui agit sur lui uniformément.
- 3. Pour obtenir une déviation, on a placé près du cylindre deux écrans en cuivre qx et q2, qui produisent une distribution dissymétrique des lignes de force.
- 4. Pour renforcer le champ, les secteurs lais-
- 0 «r. ... «——1 c c a IL -,
- [(Ml R
- sés libies par les écrans sont occupés par des pièces polaires ex et e-> fixées aux pôles.
- 5. L’effet est encore augmenté si l’on place à l’intérieur du cylindre mobile un cylindre enfer. Mais comme ce cylindre présente de l’hystérésis et qu’il est attiré par le champ, ce qui augmenterait le frottement aux pivots, il a été rendu fixe.
- Dans le premier instrument construit sur ces principes les écrans en cuivre et en fer formaient
- avec le cylindre tournant et le cylindre de fer des surfaces sphériques. L’action répulsive était très énergique ; pour une intensité d’un ampère on obtenait une déviation de 3o°.
- Les surfaces sphériques ont été remplacées par des surfaces cylindriques. L’instrument de labôratoire est muni d’un commutateur qui permet de coupler les bobines en série ou en quantité pour mesurer dans le premier cas des courants de 0,1—5 ampères, dans le second des courants de 1 — 10 ampères.
- Cet instrument n’est pas affecté par le magnétisme terrestre; on peut lui donner une forme analogue à celles des galvanomètres à miroir, et qui ne peuvent se transformer aisément d’instruments pour courants continus en instruments pour courants alternatifs.
- A. H.
- Dynamos compensatrices Sayers.
- Nous avons publié récemment (*) la communication faite par M. W.-B. Sayers à l’Institution of Electrical Engineers sur ses dynamos auto-excitatrices à enroulement spécial destiné à supprimer les étincelles et à augmenter la puissance spécifique des machines. Ces dynamos sont actuellement employées à la station du Midland Railway, à Derby, où elles servent de compensateur de charge sur le réseau d’éclairage à trois fils. Nous empruntons à notre confrère The Eleclrician un dessin de ces machines (fig. 1 à 4), construites par MM. Mavor et Coulson de Glasgow.
- Afin d’indiquer le rôle qu’elles ont à jouer à la station de Derby, prenons un cas extrême ; supposons que le courant circulant dans un pont du système à trois fils soit d’intensité double de celui qui alimente l’autre ; la moitié du courant total (200 ampères) revient alors par le fil neutre, dont la section est égale à la moitié de celle de chacun des feeders extérieurs. Dans ces conditions, si]les fils extrêmes ont une résistance de o,o5 ohm et le fil intermédiaire une résistance de 0,1 ohm, il y aura, du côté surchargé, une chute de potentiel de 10 volts, à la fois dans le feeder et dans le fil du milieu ; mais la chute de potentiel de 10 volts dans ce dernier compte comme un relèvement de 10 volts pour le côté insuffisamment chargé, et
- (*) La Lumière Électrique, du 2 septembre 1893, p. 427
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- •2 7$
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- :comme la chute dans le feeder de ce pont n’est que de 5 volts, il est clair que la dynamo génératrice de ce pont ne devra fournir que 95 volts, afin que la tension à l’extrémité éloignée du feeder soit; de 100 volts, tandis que la génératrice alimentant le pont surchargé devra fournir 120 volts.
- Or, ces génératrices fonctionnent à 100 volts et pour obtenir les voltages indiqués ci-dessus, on leur adjoint des dynamos compensatrices, traversées chacune par le courant des feeders. L’un des compensateurs devra, dans ces conditions, surélever la tension de 20 volts, tandis
- que l’autre devra Vabaisser de 5 volts. Ces machines doivent donc fonctionner sans étincelles, non-seulement lorsque l’induction magnétique dans l’armature et les inducteurs est proportionnelle au courant qui les traverse, ce qui est le cas ordinaire des machines en série, mais aussi lorsque, le courant traversant l’armature, il n’y a pas de champ magnétique efficace, ou même lorsque le champ est de sens opposé au champ normal, de façon à réduire la tension. Il se trouve que ces conditions sont parfaitement remplies par les machines Sayers.
- La figure 4 représente une coupe à travers
- l’armature et les inducteurs. Supposons que l’enroulement sur les inducteurs soit traversé par un courant suffisant pour neutraliser l’effet
- du champ dû à l’induit, il restera encore un champ dû aux bobines de l’induit qui se trouvent sous les pièces polaires, c’est-à-dire l’in-
- duction transversale. La ligne pointillée de la figure 4 indique l’emplacement de ce champ. Le courant du fil neutre renforce cette induction transversale dans la machine dont la force électromotrice doit être augmentée, et la combat dans l’autre machine, dont le voltage doit être abaissé. A. H.
- Voltmètres électrostatiques, par H.-S. Carhart (*)
- Il est souvent désirable que l’on puisse mesurer la différence de potentiel aux bornes d’un alternateur sans avoir recours à un transformateur ou à un autre dispositif auxiliaire. Les instruments électrostatiques conviennent principalement à ce cas, parce qu’ils ne possèdent pas de self-induction et n’absorbent pas de courant. J’ai fait construire un instrument de ce genre par M. Ralph Miller.
- (') Communication faite au Congrès d’électricité de Chicago.
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- Mais il en faut un autre permettant de mesurer de 20 à 100 volts pour étalonner le premier. J’ai donc fait construire un second instrument par les soins de M. Miller.
- Ces deux instruments sont à proprement parler des dynamomètres électrostatiques. Chacun d’eux possède un miroir réfléchissant une image sur une échelle fixe. On fait revenir l’image au zéro en tournant une vis de torsion avant de faire la lecture.
- Les figures 3 et 4 donnent les coupes verticale et horizontale de l’instrument. On voit que les parties fixes consistent en deux boîtes plates, demi-cylindriques, de 7,5 cm. de diamètre et de 1,2 cm. de hauteur. Les demi-cylindres inférieurs sont montés sur des colonnes en ébonite,
- Fig. 1 à 4.
- les deux autres sont supportés par des tiges de verre.
- L’aiguille est constituée par deux demi-cercles en aluminium très minces fixés sur un fil de même métal comme le montrent en détail les figures 1 et 2. Il est évident que les deux demi-cercles étant reliés entre eux, et lorsqu’une paire d’inducteurs communique avec l’aiguille, toutes les forces exercées tendent à faire tourner l’aiguille dans le même sens.
- L’aiguille est suspendue à un fil de bronze phosphoreux d’environ o,o38 mm. de diamètre fixé à une tête de torsion en laiton tournant dans une pièce en ébonite. A la partie inférieure l’axe de l’aiguille porte une spirale en maille-chort qui plonge dans un godet contenant de l’huile de pétrole pour l’amortissement. Le mi-
- roir se trouve entre les deux demi-cercles de l’aiguille.
- Pour amener l’aiguille au zéro sans tordre le fil, on laisse l’extrémité inférieure de la spirale libre de se mouvoir et l’on tourne la tête de torsion. Lorsque l’image est au zéro de l’échelle, on fait monter à l’aide de la vis inférieure l’extrémité d’une tige qui s’engage dans une petite
- capsule attachée à l’extrémité de la spirale de maillechort. Par ce fait, le fil de suspension est maintenu dans le bas par frottement et ne subit aucune torsion.
- On voit sur la droite de la figure 4 les bornes de l’instrument et un commutateur à manette
- qui permet soit de fermer les inducteurs sur eux-mêmes, soit de les charger. L’amortisseur consiste en un disque horizontal fixé au fil de suspension par deux fils, et présentant une ouverture au centre pour laisser passer la tige de support de la spirale.
- La figure 5 montre la courbe d’étalonnage, Puisque l’instrument est employé idiostatique-
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- ment, cette courbe devrait être une hyperbole; la courbe experimentale n’en diffère que très peu. La constante augmente un peu pour les dernières lectures, probablement par suite du raccourcissement du fil de suspension. On voit que iooo volts donnent une torsion d’environ deux tours complets et un quart, le cercle entier élant divisé en 400 parties égales.
- Cet instrument a été employé avec succès pour l’obtention de la courbe de la force électromotrice d’un alternateur. Les lectures se font très rapidement.
- Le second instrument est représenté par les figures 6 à 10. Les segments sont cylindriques et montés sur une traverse en ébonite supportée par deux colonnes en laiton. Celles-ci portent à leur partie supérieure l’échelle divisée. Le pla-
- 200
- Torsion
- Fig. 11.
- teau en ébonite qui porte les segments est muni de fentes pour augmenter l’isolement.
- L’aiguille est formée de deux segments cylindriques. Le dispositif amortisseur est semblable à celui du précédent appareil. Tout le système mobile est en aluminium, à l’exception de la spirale, qui est constituée par un fil de bronze phosphoreux très fin. Le fil de suspension est un fil de quartz.
- Cet instrument est employé comme le précédent. La figure 11 en donne la courbe d’étalonnage.
- Sur les dynamos à courant continu à très haut potentiel, par F. B. Crocker (').
- Le but de cette communication est de donner quelques résultats expérimentaux obtenus avec deux xmachines à très haut potentiel. Par très hauts potentiels j’entends de 5ooo à 11 000 volts. On a peu étudié des machines de ce genre, parce
- (') Communication faite au Congrès d'électricité de Chicago.
- qu’on croit généralement qu’elles ne sont pas pratiques. C’est en particulier ce qui a empêché l’application des courants continus à la transmission de l’énergie à haute tension. Il est curieux de remarquer que les machines à haute tension ont été essayées dès 1880, et depuis lors on a progressivement élevé le voltage jusqu’à 3ooo volts pour les machines à 60 arcs en série. Je connais même une station centrale comprenant quatre dynamos pour 120 ou même 125 arcs et qui alimentent tous les soirs chacune de 100 à io5 arcs.
- Ces machines doivent donc fonctionner à 5ooo volts environ, et elles ne donnent aucune difficulté pratique, si ce n’est le danger pour les personnes ; mais ce danger existe pour toutes les machines à haut potentiel, quelle que soit la forme du courant. '
- Mais dès qu’il s’agit d’employer le courant continu dans les transmissions de force, on dit que l’on ne peut dépasser pratiquement 1000 volts ou au plus 2000 volts; pourquoi cette différence entre les deux cas d’application des hautes tensions? Peut-être dira-t-on que la puissance est limitée et qu’avec 5ooo volts on ne saurait dépasser 10 ampères; ce serait un argument, mais l’expérience a montré que ces limites sont purement arbitraires. Il faut ajouter, toutefois, que de nombreuses tentatives faites pour employer ces machines dans les transmissions de force ont échoué.
- En ce qui concerne la construction des machines à haute tension, j’ai des résultats acquis, bien qu’aucune des dispositions employées ne soit radicale et puisse assurer un fonctionnement parfait.
- Le premier point à considérer est l’isolement, qui doit être au-dessus de toute suspicion. La limite ordinaire de 1 mégohm est insufisante pour ces machines. Un mégohm avec un voltage de 10000 absorberait 100 Watts; l’isolant s’échaufferait donc et serait rapidement détruit. L’isolement doit être d’au moins ïooo mégohms.
- Le second point à considérer est le commutateur. Le nombre des sections doit naturellement être grand. L’épaisseur du mica entre les lames doit être considérable, d’au moins i,5 mm. A l’extrémité du commutateur il faut une épaisseur de mica ou d’un autre isolant beaucoup plus grande que celle ordinairement employée.
- La matière employée pour les balais donne
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- lieu à de nombreuses observations.. En premier lieu, je considère qu’il est impossible de faire fonctionner un commutateur ordinaire isolé au mica avec des balais en cuivre à cette tension élevée; car la limaille de cuivre enlevée des balais' par le mica forme une couche suffisamment conductrice pour dissiper un nombre considérable de watts. A la différence de potentiel de 5oo volts l’inconvénient est moins grand, parce que la puissance dissipée n’est pas assez grande pour détériorer le commutateur ; mais avec 10000 volts, c’est-à-dire avec 100 volts entre deux lames consécutives, la puissance dissipée devient considérable.
- J’ai trouvé que pour 5ooo volts les balais en cuivre ne peuvent plus être employés; au bout d’une demi-minute l’usure est déjà grande et il se produit un cercle de feu autour du commutateur. En pareil cas, l’emploi de balais en charbon est tout indiqué, parce que le courant est relativement peu intense. J’ai trouvé que le charbon dur est le meilleur; il s’use moins vite et la couche enlevée est moins conductrice. On obtient donc des résultats satisfaisants avec des balais en charbon et une surface de contact relativement petite sous une pression modérée mais suffisante pour assurer un bon contact.
- Deux machines ont été construites. L’une est une machine d’une puissance de 1 cheval, dont l’armature est dentée, bien isolée au mica et enroulée de fil de cuivre à double guipage de soie. La machine était construite pour 5ooo volts, mais en augmentant la vitesse on a obtenu 55oo volts. Le commutateur n’a que 32 lames. Ce n’est pas une machine pratique, mais elle a fonctionné pendant des heures à 5ooo volts, et pendant une heure et demie à 55oo volts.
- La seconde machine, bien plus pratique, est d’une puissance de 5 chevaux, et fournit 10000 volts un peu au-dessous de la vitesse calculée, et 11 000 Volts à la vitesse pour laquelle elle est construite, c’est-à-dire à 1800 tours par minute. Cette machine possède 108 lames au collecteur. Le courant qu’elle devait fournir est de o,3 à 0,4 ampère. Ces machines ont une faible puissance spécifique, parce que le fil est très fin et que le cuivre ne constitue qu’une fraction relativement petite de l’enroulement, qui est formé principalement par la couverture en soie du fil. Je ne nierai pas le fait que lorsqu’on approche du débit normal de la machine il se forme des J
- étincelles et que ces étincelles seraient trop grandes si l’on fonctionnait à pleine charge.
- Quant aux applications de ces machines, elles n’ont été tentées qu’au point de vue expérimental. A 3ooo ou 4000 volts on peut produire avec ces machines des effets électrostatiques analogues à ceux que donnent les machines à influence.
- Une autre application est celle des mesures d’isolement, et c’est dans ce but que les machines ont été construites. L’essai avec une tension continue très élevée est beaucoup plus efficace, lorsque le fil isolé doit être employé pour les courants continus, que l’essai avec une haute tension alternative.
- Enfin une dernière application est celle de la transmission de force. Pour cette application il n’est pas nécessaire que le voltage total soit produit par une seule machine; on peut employer plusieurs machines donnant de 2000 à 5ooo volts et les coupler en tension.
- A. H.
- REVUE DES TRAVAUX
- RÉCENTS EN ÉLECTRICITÉ
- Sur les relations entre la dissociation électrolytique et le pouvoir rotatoire optique, par M. G. Carrara (’).
- Selon M. W. Nernst les relations existant entre le pouvoir rotatoire et la dissociation électrolytique peuvent se résumer ainsi :
- « Les sels qui contiennent un ion optiquement actif doivent jouir d’un pouvoir rotatoire égal quand ils se trouvent à l'état de complète dissociation dans des solutions équivalentes (2). »
- La théorie de la dissociation électrolytique qui considère les propriétés des électrolytes en solution comme principalement additives trouvent là un solide appui. En effet, si véritablement les sels ayant un ion optiquement actif sont dissociés eh solution, leur pouvoir rotatoire spécifique devra être proportionnel au (*)
- (*) Travail exécuté à l’Institut chimique de l’Université royale de Padoue. Atti délia R. Acc. dei Linceit 1893 t. II, p. 148.
- (a) W. Nernst. — Thcoretische Chemie, p. 322.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- nombre des ions libres actifs, et par cela même au degré de dissociation électrolytique de la solution.
- On arrive ainsi à cette conséquence, du reste confirmée par l’expérience, que les sels d’un même acide actif qui ont un ion commun actif doivent avoir le même pouvoir rotatoire quand on les observe en solution équimolécu-laire et que leur degré de dissociation électrolytique est égal, ce qui du reste a presque toujours lieu pour les sels. Gela s’entend pour des sels formés d’une base active avec des acides divers.
- Les premiers travaux qui ont mis en évidence une certaine analogie dans les effets optiques des sels d’un acide actif furent exécutés peu de temps avant la divulgation de la théorie d’Arrhe-nius. Ils sont dus à Landolt (1).
- Ce,t auteur a examiné le pouvoir rotatoire de divers tartrates en solutions telles qu’ils contiennent tous, pour une molécule de sel, ioo molécules d’eau, et il a trouvé que pour les tartrates acidesdeLi,de AzH4, deNa,deK,on aun pouvoir rotatoire moléculaire M [a] D en moyenne assez proche de 42; que pour les tartrates neutres de Li, de AzH4, de Na, de K, les nombres sont assez rapprochés les uns des autres et flottent autour de 63, et cela aussi bien quand deux atomes d’hydrogène acide sont remplacés par deu-x atomes d’un même élément que s’ils le sont par deux atomes de corps différents.
- Landolt a observé que le pouvoir rotatoire moléculaire des tartrates est en rapport simple avec le pouvoir rotatoire moléculaire qui serait 21,08 pour des solutions de concentration égale à celle du sel; ce rapport serait de 1 à 2 pour les tartrates acides, et de 1 à 3 pour les tartrates neutres. Ainsi on aurait obtenu une confirmation de la loi des multiples de Krecke.
- Le travail de Landolt fut, en ce qui concerne la loi des multiples, l’objet d’une critique de A. C. Oudemans(2); mais les relations existant entre le pouvoir moléculaire rotatoire des tartrates demeurèrent intactes.
- En 1876, Oudemans (3), dans une étude très importante sur les propriétés des quinquinas,
- (') Ueber Gesetz mæssigkeiten bezüglich der moleku-laren Drehungsvermœgen des Weinsæure und ihrer Salze. Berlin. Berichte, VI. (1873), p. 1073.
- (s) Berlin. Berichte, VI (1873), p. n66.
- (*) Licbigs Annalen, t. 182, p. 33.
- observa que l’adjonction de quantités d’acide de plus en plus grandes occasionnait d’abord une légère augmentation et ensuite une diminution progressive du pouvoir rotatoire..Ce fait se réalisait principalement avec les acides minéraux énergiques, tandis qu’avec les acides organiques on avait dans les mêmes conditions une augmentation continue de l’énergie rotatoire.
- Il a cherché à expliquer ce phénomène en admettant que l’adjonction de l’acide empêchait la dissociation hydrolytique, et que les maxima qu’on obtenait étaient propres au sel. Il chercha en outre à expliquer que l’adjonction d’un excès d’acide fait varier le pouvoir rotatoire spécifique des sels de la cinchonine, en admettant que l’acide agissait sur l’eau comme une espèce de déshydratant, faisant ainsi varier la concentration par rapport à l’eau elle-même; ou bien en supposant que le pouvoir rotatoire des alcaloïdes était, comme il arrive souvent en effet, variable avec les dissolvants.
- Je crois qu’on peut très bien faire accorder ces faits avec la théorie de la dissociation électrolytique. En effet, si l’on considère que l’adjonction des acides énergiques, qui se trouvent dissociés dans la solution aux sels des alcaloïdes a pour effet de mettre ces sels en présence d’un des produits de leur dissociation électrolytique, il est bien naturel que la dissociation électroiytique du sel en soit entravée ; ainsi les ions libres étant en petit nombre, on observe une sensible diminution du pouvoir rotatoire.
- L’augmentation du pouvoir rotatoire produit par les acides organiques paraît difficilement explicable; toutefois il est probable que ce phénomène dépend de la différence du dissolvant.
- En [883, A. G. Oudemans, en continuant l’étude des sels de quinamine, de conchinamine, de quinine, de quinidine, de cinconine, de cin-conidine avec les acides organiques et inorganiques, observa que le pouvoir rotatoire spécifique de sels neutres des bases mono-acides en solutions aqueuses, est égal pour chaque sel et indépendant des caractères chimiques de l’acide. Il y a seulement une légère différence due, selon cet auteur, à l’action dissociante de l’eau.
- Tikœiner^) a étudié le mode d’action des sels de brucine, strychnine, morphine, codéine, et
- (* *) Berlin. Berichte, XVI, p.383.
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- est arrivé exactement aux mêmes résultats que Oudemans.
- En i885 - (1), Oudemans revint encore sur la même question en étendant ses recherches aux acides actifs. Il étudia les acides quinique et podocarpinique, et conclut qu’en solution aqueuse, pour une faible concentration, l’acide quinique et l’acide podocarpinique, sous une forme saline différente, ont le même pouvoir rotatoire spécifique, et que les pouvoirs rotatoires des quinates et des podocarpinates sont très voisins.
- L’auteur observa, en résumant les travaux de Landolt sur les tartrates, que le pouvoir rotatoire de l’acide tartrique pur est assez différent de celui qui existe dans les sels, tandis que pour l’acide quinique les différences sont fort petites. Il est à remarquer que l’acide quinique a presque le même pouvoir rotatoire que ses sels.
- Schneider (2), dans une étude sur le pouvoir rotatoire de l’acide malique et des malates, a trouvé que les pouvoirs rotatoires spécifiques des deux types de sels, acides et neutres, sont assez rapprochés l’un de l’autre quand on les observe dans une dilution infiniment étendue; mais il diffère notablement de celui de l’acide libre considéré dans les mêmes conditions de dilution.
- W. Hortmann (3) étudia en 1888 le pouvoir rotatoire de l’acide camphorique dextrogyre et de ses sels, et il conclut que le pouvoir rotatoire de l’acide libre est assez différent de celui qu’on peut déduire de ses sels. Ainsi le pouvoir rotatoire spécifique de l’acide serait (p indiquant le percentage en sel) :
- p — IO [a],> — + 46,46
- P = O [a]D = + 19.75 celui déduit des sels serait
- P = 10 [a] „ = 21,19 P — o [a]» = 19,75.
- D’autre part le pouvoirrotatoire.de sels serait à peu près égal.
- Il me semble intéressant de mettre encore en évidence comment pour une base qui se comporte assez étrangement par rapport à la lumière polarisée, soit quand elle est seule, soit quand
- (*) Wtedemann’s Beiblætter, IX, p. 653. {r: Liebigs Annalen, t. XX, p. 284.
- (3) Berlin. Berichte,t. XXI, p. 221.
- elle est salifiée, on arrive cependant en considérant les solutions diluées de ses sels à trouver des nombres qui sont d’accord avec la théorie de la dissociation électrolytique. Il s’agit de la nicotine, qui est, comme on sait, fortement lévo-gire, [a]D = — i6x,55 ; en solution aqueuse son pouvoir rotatoire spécifique diminue si fortement que pour c = o,oi52, Oz a [a]„ = — 75,53.
- Ses sels en solution aqueuse ont un faible pouvoir rotatoire à droite, tandis qu’en solution alcoolique il dévient à gauche. Le pouvoir rotatoire du sulfate, du chlorhydrate et de l’acétate de nicotine a été étudié par P. Schwebel, qui a trouvé les équations générales suivantes, où q exprime le percentage de l’eau ; j’ai calculé les valeurs afférentes à q = 100 indiquant des solutions infiniment diluées.
- Sulfate de nicotine (C10 H14 Az)2 SO4 H2).
- [a]D = + 19,77 — o.oSgi 1 q ; [a]u (tJ — ioo) = + i3,88
- Chlorhydrate de nicotine (C10 H14 Az HCl). [*]u = 4-51,5o —0,793iq 4 0,004238g'5; [a]u =(g — ioo)= 4-14,37.
- Acétate de nicotine (C12 H14 Az C2 H402).
- [a]u =: + 49,58o—0,61897 + 0,002542c73; [a]» (g=ioo)=+i3,2i.
- J’ai déterminé le pouvoir rotatoire de trois sels de nicotine dont deux formés d’acide minéraux énergiques, l’acide bromhydrique et l’acide nitrique, et l'autre formé d’un acide organique, l’acide propionique, qui figure parmi les plus faibles entre les premiers termes de la série grasse, comme il ressort du travail d’Ostwald sur la conductibilité électrique de ses solutions : K = 0,00134.
- J’ai voulu par là précisément m’assurer s’il existe unedifférence entre les sels formés par des acides d’énergie différente, c’est-à-dire diversement dissociés en solution. La méthode que j’ai suivie dans ces déterminations et pour préparer les sels est analogue à celle de Schwebel, c’est-à-dire neutralisation exacte d’un certain volume de solution de nicotine de concentration connue avec un volume correspondant d’acide titré, en portant ensuite le .mélange à un volume déterminé. J’ai pu ainsi examiner au polarimètre des solutions équimoléculaires des sels.
- Voici les résultats obtenus avec un excellent polarimètre à pénombre de Landolt-Lippich, permettant l’approximation d’un centième de degré.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- Bromhydrate de nicotine (C10 H14 Az2. HBr).
- r <x]i> (c ~ 9,00) = 12,17.
- Nitrate de nicotine (C10 H14 2. AzN HO3).
- [<x]d (c => 8,34) = 12,58.
- Propionate de nicotine (G10 H142. Az C3H602).
- [a]n (C = 8,74) = 12,1 S.
- Schwebel avait trouvé pour de faibles concentrations :
- Chlorhydrate..... [a |u (p = 9.988) = 14.44
- Sulfate.......... [oc]» (p — 0,946) = 14.52
- Acétate.......... [<x]n (p = 4,856) = i3,8i.
- Si l’on tient compte des difficultés expérimentales que l’on rencontre dans l’examen des solutions diluées des sels de nicotine à cause de la couleur et de l’opalescence des solutions, on peut considérer les nombres ci-dessus comme concordant entre eux.
- Aux faits ci-dessus rapportés on en peut ajouter d’autres, dont la démonstration se trouve dans un travail du docteur Zecchini, actuellement en cours de publication. Ce savant a étudié le pouvoir rotatoire de quelques sels de confine, tant en solution alcoolique qu’en solution aqueuse, et il a trouvé que :
- En solution aqueuse le chlorhydrate dec.oniine donne [a]„= + 0,27; le brohydrate de confine, toujours en solution aqueuse, donne dans le même état [a]„ — + 4,20.
- En solution alcoolique le chlorhydrate a un pouvoir rotatoire [a]„ = -j- 4,56 ; le bromhydrate, en même solution, donne [a]D = -f- 4,28.
- Pour résumer la question, il me semble qu’il existe à la fois des raisons pour et des raisons contre l’hypothèse que le pouvoir rotatoire des sels des acides et des bases actives en solution dépend de la dissociation électrolytique.
- Voyons donc quelles sont ces raisons et quelle en est la valeur.
- Avant tout un fait me semble bien avéré ; c’est que des sels actifs en solution aqueuse se rattachant à un acide ou à une base actifs eux-mêmes accusent le même pouvoir rotatoire quand on en fait la comparaison d’une façon régulière.
- En considérant les grandes variations que subit le pouvoir rotatoire avec un changement de dissolvant et de concentration, l’importance de ce fait est indéniable, et il n’y a pas de doute que la théorie de la dissociation électro-
- lytique ne soit ici d’accord avec le fait et n’en donne une explication rationnelle.
- On y peut pourtant faire un certain nombre d’objections. En premier lieu, le pouvoir rotatoire de l’acide ou de la base en solution diluée devrait être égal à celui des sels : or, il n’en est pas ainsi pour l’acide tartrique, pour l’acide cam-phorique, pour l’acide malique ni pour les bases. Cette objection est plus apparente que réelle, attendu qu’il est question d’acides et de bases faibles, qui conséquemment sont peu dissociées en solution.
- Je fais en ce moment des recherches sur le pouvoir rotatoire de l’acide amylsulfurique et de ses sels. Celui-ci est un acide énergique, et si la théorie est vraie, il devra avoir en solution diluée le même pouvoir rotatoire que ses sels. J’espère aussi que les études que j’ai entreprises sur la diisolamine et sur la triisolamine, dont la première est une base assez énergique, me donneront de bons résultats. Mais, d’autre part, pour l’acide quinique, qui est un acide plus faible que le malique et le tartrique, comme il résulte des déterminations d’Ostwald sur la conductibilité électrique de leurs solutions aqueuses Q, il est acquis que l’acide a le même pouvoir rotatoire que ses sels. Est-ce là une objection grave? Je ne le crois pas. On peut admettre que l’acide a le même pouvoir rotatoire que ses ions, et il me semble qu’il n’y a là rien d’étrange. Une autre objection pourrait être fournie par les sels de confine cités plus haut, où l’on voit que le bromhydrate et le chlorhydrate en solution alcoolique auraient le même pouvoir rotatoire. Nous ne savons s’il est permis d’admettre ici la dissolution électrolytique, et on pourrait naturellement penser qu’il est inutile d’y recourir si elle ne peut expliquer tous les faits analogues; toutefois, on peut se dire que l’alcool étant un dissolvant oxydant du type de l’eau, il peut avoir et a réellement avec elle quelque analogie d’action.
- Mais l’objection la plus grave pourrait bien être la suivante : beaucoup de sels d’alcaloïdes étant formés d’acides et de bases faibles , ils sembleraient devoir être traités plutôt en dissociation hydrolytique, c’est-à-dire en base et en acide.
- Dans ce cas, le fait d’un égal pouvoir rotatoire des sels ne pourrait s’expliquer qu’en admettant
- (') Journal j'iir praktische Cheniie, XXXII, p. 40-368.
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- qu’ils arrivent à acquérir le pouvoir rotatoire de la base libre en solution. Or il n’en est pas ainsi, et cela résulte en particulier des effets que î’ai constatés sur la nicotine, dont la base possédait un très fort pouvoir rotatoire à gauche, tandis que les sels en avaient un très faible à droite.
- Ma conclusion sera que si avec la théorie de la dissociation électrolytique on se heurte à quelques difficultés que le peu d’étendue de nos connaissances en cette matière ne permet pas encore d’expliquer, on peut toutefois expliquer le plus grand nombre des faits déjà connus, tandis que chacune des autres hypothèses est complètement insuffisante. A. B.
- Sur les déeharges électriques; production d’oscillations électriques et effets de celles-ci dans les tubes
- à vide, par H. Ebert et E. Wiedemann (*).
- I. — INTRODUCTION.
- 1. Les phénomènes des décharges électriques dans les gaz raréfiés ont fait l’objet, au point de vue qualitatif comme au point de vue quantitatif, de recherches approfondies. La différence spécifique entre l’anode et la cathode, le rôle que jouent leur forme et leurs dimensions, surtout celles de la cathode, de même que celles du tube de décharge, l’espace obscur qui entoure la cathode, la zone lumineuse, la nature des crayons cathodiques avec leurs effets calorifiques extraordinaires., sa propriété d'exciter la fluorescence et la phosphorescence, la répartition du potentiel de décharge, l’influence de dérivations établies sur le tube, etc., etc., offrent toutefois encore bien des points difficiles à expliquer.
- 2. Nous croyons pouvoir donner les bases qualitatives et quantitatives d’une explication d’où l’on peut déduire un grand nombre de phénomènes des décharges dans les gaz raréfiés et sans àdmettre de nouvelles propriétés des mouvements électriques. Le principe qui nous sert de point de départ est le suivant :
- Tout tube de décharge est un condensateur dont les armatures sont constituées par les électrodes, et dans lequel le gaz joue le rôle du diélectrique. Les parois en matière isolante du tube
- C) Wiedmann's Annalen, i. XLVIII, p. 549, 1893.
- Ces recherches ont été faites avec l’assistance de la fondation Elisabeth Thompson, de Boston.
- se comportent en partie comme armatures, en se chargeant d’électricité libre, en partie comme diélectriques; elles contribuent à déterminer la capacité du tube. Cette capacité est généralement très petite ; en dehors de la forme et de la substance dont est formé le tube, elle dépend de la nature du gaz et de sa densité.
- Dans la décharge du tube des oscillations élec* triques prennent naissance, qui déterminent le mode de passage de l’électricité. La forme de la décharge dépend de la nature des oscillations formées, de leur période, de leur distribution dans le tube et de la grandeur de l’énergie qu’elles transportent.
- 3. C’est à ces points de vue que nous avons envisagé les phénomènes des décharges dans les gaz. Dans deux mémoires publiés dans les Comptes rendus des séances de la Société physico-médicale d’Erlangen, le 14 décembre 1891 et le 8 février 189s, nous avons communiqué un aperçu général des résultats obtenus.
- Dans la première de ces communications, nous avons montré comment, en se servant de la machine à influence, les phénomènes dans les tubes à électrodes peuvent se déduire du principe énoncé plus haut; les sujets traités sont les suivants : détermination des capacités de tubes de décharge; tubes de décharge sous l’influence d’oscillations électriques de période déterminée ; effets des étincelles intercalées dans le circuit; phénomènes à la cathode (transformation de l’énergie desoscillations incidentes, phénomènes des rayons cathodiques, énergie des rayons cathodiques, dispersion des rayons cathodiques, transparence des métaux po'ur ces rayons, réflexion de ces rayons, influence de l’aimant sur les rayons cathodiques, phénomènes produits à la cathode par suite de la courte durée des oscillations incidentes, phénomènes que présente l’espace obscur).
- La seconde communication s’est occupée des phénomènes dans les tubes sans électrodes sous l’influence d’oscillations (de résonance) comme les produit le système de fils de Lecher. Les expériences ont porté sur les points suivants : excitation de tubes de décharge par des oscillations électriques ; phénomènes d’écran exercés par des conducteurs et des tubes lumineux par rapporta d’autres tubes lumineux; phénomènes observés dans les tubes de décharge sous l'influence d’oscillations (phénomènes dans les gaz
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- raréfiés entre des armatures de condensateur, etc., etc.).
- Les recherches suivantes comprennent les résultats des travaux précédents sous une forme modifiée et plus étendue. Diverses expériences ont complété ces résultats aux points de vue expérimental et théorique. Nous nous proposons de décrire nos observations dans une série de travaux qui traiteront chacun des questions séparées d’une façon aussi indépendante que possible.
- 4. Dans notre opinion les phénomènes lumineux dans les gaz raréfiés sous l’influence de décharges électriques sont déterminés par la présence d’oscillations électriques. Pour démontrer que cette conception est conforme aux faits, il était nécessaire d’abord de montrer que lorsqu’on expose un gaz à des oscillations électriques rapides, il se produit des phénomènes qui’ correspondent à ceux observés dans les tubes de décharge ordinaires'ou qui rendent ceux-ci plus caractéristiques encore que les moyens d’expériences ordinaires.
- Pour arriver à des conclusions sûres, on a dû soumettre le gaz à l’action d’oscillations électriques de propriétés bien définies ; ces oscillations devaient donc i° posséder une période bien déterminée, et ne pas être formées par la superposition d’ondulations de diverses périodes, et 20 leur amortissement devait être mesurable, et, comme des expériences ultérieures l’ont montré, très faible.
- Étant donné que des résultats nets ne pouvaient être obtenus qu’en observant ces conditions, il s’ensuivait que nous devions abandonner les dispositions ordinairement employées dans ces sortes de recherches.
- Des oscillations électriques se produisent dans les décharges de condensateurs. C’est ce qui a lieu, si nous faisons abstraction pour le moment de l’influence du tube de décharge lui-même, dans tous les cas où le circuit contenant le tube comprend en série ou en dérivation un excitateur à étincelles, puis dans les cas où un fil parcouru par les décharges d’une bouteille de Leyde se trouve dans le voisinage d’un tube sans électrode et enfin dans les expériences avec des courants alternatifs à grande fréquence.
- Dans tous ces cas, à l’exception du dernier, et lorsque le nombre des oscillations est relativement faible, nous nous trouvons en présence des
- oscillations rapidement amorties d’un condensateur. On peut concevoir ce cas comme celui d’une décharge unique à laquelle se superposent les oscillations. Les phénomènes doivent être très compliqués, et l’on ne pouvait espérer obtenir des résultats d'expérimentation simples et nets.
- Mais nous trouvons des oscillations possédant les propriétés énumérées plus haut dans les vibrations de résonance peu amorties des fils. Nous nous sommes servis de ces dernières, et particulièrement de celles qui se produisent dans le montage de Lecher.
- Une première série d’observations a donc été consacrée aux dispositions employées. Puis on a déterminé les conditions d’excitabilité des tubes. Ensuite seulement nous avons pu examiner dans des conditions définies les phénomènes des tubes sans électrodes. Finalement nous avons étudié les tubes à électrodes.
- Dans ce premier travail nous décrirons d’abord l’appareil que nous avons employé. Gomme ses propriétés sont de grande importance, nous les avons étudiées à fond, surtout celles qui résultent des dimensions, comme la présence de nœuds, la position de ceux-ci dans diverses conditions, puis la grosseur des fils de Lecher, la longueur des fils de connexion entre les boules du condensateur primaire, et la surface et l’écartement des armatures des deux condensateurs. Cette étude nous a révélé une série de propriétés nouvelles dans la distribution des nœuds, le mode d’établissement du pont, etc. D’autre part, nous avons examiné les conditions expérimentales, dans lesquelles un tube de décharge est excité par les oscillations, et nous avons trouvé entre autres que cette excitation est d’autant plus facile que l’amortissement des vibrations de résonance est plus petit.
- 11. —Dispositions expérimentales.
- Nous décrivons d’abord les dispositions qui nous ont servi dans la première partie de nos recherches, réservant pour plus tard la description des appareils employés dans des buts particuliers, par exemple, pour la détermination de l’énergie et de l’amplitude des rayons cathodiques.
- 1. Source d’électricité. — Pour l’excitation dés étincelles primaires nous ne nous sommes pas
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- servis de la bobine d’induction, comme on l’a fait dans la plupart des recherches sur les vibrations électriques, mais de la machine à influence. Nous croyons devoir à cette circonstance d’avoir pu obtenir toujours des résultats sûrsQ.
- Notre source d’électricité était une grande machine à influence à 20 plateaux de M. O. Leu-ner, de Dresde. Elle se distingue des autres machines du même constructeur, en ce que les plateaux tournants sont enfermés hermétiquement dans des boîtes contenant quelques vases
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- Fig-. 1. — Montag-e de J,echer.
- à acide sulfurique; il n’est alors pas nécessaire d élever la température pour l’amorçage.
- Nous avons dû supprimer toutes les pièces en ébonite de cette machine. La paroi antérieure de la boîte qui recouvre l’appareil et que traversent les électrodes est en ébonite. Au bout d’un certain temps de service, la machine ne fonctionnait plus : l’isolation était devenue mauvaise, parce que la paroi d’ébonite était recouverte d’une couche d’acide sulfurique qui s’était formée par l’influence de l’ozone sur le soufre
- (*) Pour la production des oscillations, M. Tœpler s’est également servi avec succès de la machine à influence, Voir Wied. Ann., t. XLVI. p. 3o6, 1892,
- de l’ébonite. Après remplacement de l’ébonite par du verre nous n’avons plus éprouvé aucune difficulté sous ce rapport.
- Pour la manipulation de cette machine, M. Leuner nous a communiqué les règles suivantes, qui peuvent avoir de l’intérêt pour tous ceux qui se servent de machines à influence :
- 1. La machine ne doit être découverte que dans l’après-midi; le matin, elle n’a pas encore atteint la température plus élevée du local, et si on l’ouvrait, ses plateaux de verre se couvriraient d’humidité. 2. L’acide sulfurique destiné à dessécher l’intérieur doit être souvent remplacé ou au moins agité, afin d’en renouveler la surface. Il faut placer à l’intérieur de la machine à vingt plateaux six vases en verre que l’on remplit d’acide sulfurique jusqu’au niveau d'un centimètre environ. 3. Avant de recouvrir la machine, il faut examiner si les divers tubes de caoutchouc formant joint n’ont pas été dérangés. 4. Pour activer le dessèchement des plateaux de verre, il faut tourner la machine souvent. 5. Les machines doivent être découvertes le moins souvent possible.
- La machine à influence était actionnée à vitesse constante par un moteur hydraulique de Schmidt, à Zurich. L’arbre portant les plateaux faisait 10 à i5 tours par seconde.
- 2. —Montage Lecher. a) Circuit primaire. — Deux conducteurs bien isolés d’environ 1 mètre de longueur relient les boules de la machine M aux boules primaires Kx et K2 (fig. 1). Le diamètre de celles-ci est de 3,3.cm.; elles sont recouvertes de calottes de platine, qui diminuent considérablement, sans l’éviter complètement, l’impureté des étincelles primaires. Dans ce qui suit, nous désignerons par <j la longueur de ces étincelles.
- Les boules sont fixées sur des tringles de laiton de 0,6 cm. de diamètre et 5o cm. de longueur, glissant dans des tuyaux horizontaux très courts, soudés directement sur le dos des armatures du condensateur primaire. En enfonçant ou en retirant ces tringles on pouvait, dans la plupart des cas, faire varier la self-induction du circuit primaire entre des limites suffisamment étendues. Pour l’augmenter plus encore, on reliait les électrodes à un micromètre à étincelles avec boules du même diamètre. Nous désignons par / la longueur des tringles entre le bord des armatures et la boule.
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- Les armatures du condensateur primaire Pa et P3 étaient de forme carrée; leur surface _/j était dans les diverses expériences de 20x20 cm2 et de 3ox3o cm2, selon la capacité plus ou moins grande que l’on voulait obtenir. En face des armatures Pj et P2 se trouvent les armatures secondaires Si et S2, en tout semblables aux premières. P], P2, S,, S2 forment ensemble le condensateur primaire principal.
- Les coins des plaques étaient arrondis et leurs bords enduits de gomme-laque.
- Sans ces précautions, il peut se produire un écoulement direct d’électricité ; le système de fils se charge alors électrostatiquement, parce que la perte d’électricité de la machine n’est pas la même pour les deux électricités par suite de sa construction dissymétrique.
- Les armatures sont maintenues dans des entailles pratiquées sur des tringles d’ébonite. En disposant des plaques dans des entailles différentes, on peut faire varier l’écartement entre les plaques primaires Pj et P2 et les armatures : secondaires du condensateur principal. Dans nos expériences, cette distance a varié de 2 à 8 cm.
- Les plaques carrées ont été remplacées dans un certain nombre de cas par des disques; cette forme présente cet avantage que les phénomènes du champ peuvent être calculés avec une grande approximation, parce que toutes les grandeurs déterminantes se présentent comme des séries très convergentes, progressant d’après la fonction de Bessel.
- Les rayons 1\ des disques employés sont de 2,5; 5; 10; 18 et 32 cm. Les bords des disques sont arrondis ou recourbés. Les tringles en laiton portant les disques sont montées sur des colonnes dont le pied est mobile dans une glissière, ce qui permet de faire varier les distances ej.
- Dans une expérience spéciale on s’est servi pour armatures du condensateur principal de bandes de zinc de 6 centimètres de hauteur et i5o centimètres de longueur.
- b) Circuit secondaire. — Aux armatures secondaires S, et S2 sont fixés (au centre des disques et au bord des plaques carrées) les fils qui doivent devenir le siège des oscillations de résonance ou les fils de Lecher, comme nous les désignerons brièvement.
- Comme fils de Lecher on a employé des fils
- de cuivre de divers diamètres et d’épais tubes métalliques. Si nous désignons, avec Cohn et Ileerwagen, para le rayon des fils, par b la distance entre leurs axes, nous avons effectué des séries de mesures avec des valeurs de a de o,o5; 0,1 et 1,045 cm ; pour chacune de ces trois grosseurs les mesures ont été faites avec b — 10 cm. et b = 3o cm. Les conducteurs avec a = 1,045 cm. étaient des tuyaux à gaz vissés bout à bout, et réunis aux appareils par des conducteurs courts de 0,2 cm. de diamètre.
- La longueur totale des fils doubles variait beaucoup d’une expérience à l’autre. Pour l’étude de la distribution des nœuds et pour la vérification de la théorie Cohn-Heerwagen les fils employés étaient longs : L = 11 à 14 m. Pour l’étude des phénomènes dans le gaz il suffisait d’employer des fils plus courts (L = 4 à 6 m.). Les phénomènes principaux pouvaient être observés même avec des fils de 2 à 3 mètres.
- Les fils sont serrés en H, et H2 entre des plaques d’ébonite qui peuvent être déplacées sur un chariot sur lequel elles sont vissées en laissant entre elles des distances variables ; la hauteur des fils au-dessus du sol était le plus souvent de 135 cm. Les fils, bien polis et dressés, sont fortement tendus. Leurs extrémités sonl recourbées en forme de crochets qui permettent de les fixer au moyen de cordes à un support fixé derrière le condensateur terminal et l'élec-tromètre.
- L’avantage de cette disposition est que les fils l'estent complètement libres jusque dans le voisinage immédiat du condensateur, ce qui permet d’y établir des ponts. Les fils plus gros sont en outre soutenus au milieu par des fils fixés au plafond. Les tubes de 12 mètres de longueur sont posés sur des supports.
- Les ponts ont des formes telles qu’ils peuvent être enlevés aisément, tout en se maintenant bien en place. Dans la figure 2 a, on voit la forme du crochet que l’on pose sur les fils, et dans la figure 2 b le crochet épousant la forme des tuyaux. Chaque pont est muni en son milieu d’une poignée en ébonite.
- Une règle en bois Z fixée au-dessus des ponts porte une graduation en centimètres. Toutes les indications de longueur sont comptées à partir du point de départ des fils. Nous désignons la position des nœuds par leur distance k‘n des armatures secondaires du condensateur pri-
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- maire, en désignant par l’indice inférieur h l’ordre du système de nœuds, et par l’indice supérieur i l’ordre du nœud de chaque système. Pour le cas où le circuit secondaire est divisé par un seul pont établi vers le milieu des fils en deux parties agissant l’une sur l’autre par résonance, on aurait pour l’indice inférieur h = o.
- Dans toutes les expériences sur les tubes sans électrodes un condensateur terminal est relié à l’extrémité des fils. Ses armatures Tt et T2 sont des disques de rayons r2 = 2,5 ; 5; 7,6; 10; 18 ou 32 centimètres. Pour l’étude des tubes dans le champ du condensateur final, les armatures massives sont remplacées par des toiles métalliques soudées sur des anneaux (r2 = 7,5 cm.) formés de fil de laiton de 0,4 cm. La largeur des mailles de la toile (0,1 cm.) étant toujours petite par rapport à la distance s2 entre les armatures, la distribution du champ est la même qu’avec les plaques pleines.
- Fig. 2. — Extrémités des ponts.
- Pour évaluer les variations maxima du potentiel B aux armatures T! et T2, on s’est servi dans beaucoup d’expériences d’un micromètre à étincelles F (fig. 5), avec sphères de 3,4 cm. de diamètre. La longueur d’étincelle maxima donnait d’après le tableau de Paschen (x) la valeur maxima du potentiel. Ce procédé n’est pas sans inconvénient, car la différence de potentiel déterminant la décharge dépend aussi de la forme de la charge électrique (2). Mais comme dans nos expériences les phénomènes déchargé et de décharge sont des fonctions harmoniques, et que pour chaque série de mesures les ponts ne sont pas changés de place, de sorte que les ondulations employées sont toujours semblables, on peut admettre avec certitude que les valeurs obtenues pour les potentiels sont au moins comparables. (*)
- (*) Wied. Ann., t. XXXVII, p. 690, 1889. — La Lumière Electrique, t. XXXIII, p. 191.
- (s) Jaumann, Wieti. Ber., t. XCVII, p. 775, 1888.
- c) Tubes et mesure de la pression. — On place dans le voisinage du condensateur terminal Tj T, les tubes raréfiés R, qui ne servaient que d’indicateurs dans les expériences préliminaires.
- Les positions principales qu’occupaient les tubes sont les suivantes :
- 1. Les tubes sont placés extérieurement au condensateur parallèlement à son axe, position que nous appellerons « tube à côté du condensateur » (fig. 3).
- 2. Les tubes se trouvent entre les armatures du condensateur parallèlement à son axe (fig. 4) ou perpendiculairement à son axe (fig. 5).
- En rapprochant ou écartant les armatures T, et T2 du condensateur on modifie l’intensité des oscillations, et en faisant varier la longueur des étincelles primaires <?, on agit sur le potentiel de ce condensateur.
- Pour la mesuré des pressions à l’intérieur des
- Fig. 3, 4 et 5. — Disposition des tubes.
- tubes nous nous sommes servis de la jauge de Mac Leod (fig. 6).
- Sur une planche verticale est fixée la sphère B avec les tubes de verre C, E et D. Le diamètre intérieur de la sphère est de 5o millimètres, celui du tube E de 5 millimètres. Le tube G est en communication par le tube de caoutchouc G avec le réservoir F, qui peut être déplacé verticalement, et qui, après avoir été fixé en place, peut être réglé à la hauteur voulue à l’aide d’une vis micrométrique M.
- On fait descendre le réservoir F jusqu’à ce que le niveau du mercure en C se trouve au-dessous du point s; la sphère B et le tube E communiquent alors par D avec la pompe, et le gaz prend la pression p qui règne dans tout le système. Lorsqu’en remontant le réservoir F on fait monter le mercure en C, il comprime, dès qu’il a dépassé le point s, le gaz contenu en B. La différence de niveau entre Eet D est d’autant plus grande que le volume initial en E a été
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- plus réduit. La pression p exercée sur la colonne de mercure en D peut être négligée devant la pression de cette colonne même. On peut alors écrire, si vv désigne le volume en c, V le volume en B, v2 le volume de mercure du tube E, v0 le volume libre en E :
- p — p----—.
- P v.+v + v,’
- P étant la différence de niveau entre E et D lue sur l’échelle S.
- De cette façon on peut aisément mesurer les
- Fig. 6. — Jauge de Mac Leod.
- pressions à un centième de millimètre près. On doit faire remarquer d’une façon générale que la pression dans un tube à vide fermé par du mercure ne peut jamais descendre au-dessous de la tension de vapeur du mercure à 20° et de o,ooi3 mm. (Hertz), on ne peut avec la meilleure pompe à mercure descendre au-dessous de cette pression, même si l’on prend la précaution d'intercaler des tubes contenant de la tournure de cuivre et des morceaux de soufre.
- 3. Disposition avec l'électromêlre. — Outre l’excitation de tubes sensibles dans le champ du condensateur terminal, nous nous sommes servis de l’électromètre pour étudier l’ampli-
- tude des oscillations du potentiel. Le montage employé était analogue à celui indiqué par M. Francke (*), qui se servait de l’électromètre à quadrants.
- La figure 7 indique la disposition des appareils à l’extrémité des fils Lt et L2. B est le dernier pont, Tt et T2 sont les armatures du condensateur extrême, F est un micromètre à étincelles, R un tube indicateur fermé par dfeux plaques de verre et relié à la pompe.
- Deux tubes de verre mince/j et/2, de 5 cehti-mètres de longueur et 0,4 cm. de diamètre por-
- "A ia pompe.
- Fig. 7. — Disposition avec électromètre.
- tent enroulés en 5 tours et fixées à l’aide de gomme laque les extrémités de fils de cuivre de 0,1 cm. de diamètre. La capacité de ces tubes est donc très faible. Les autres extrémités deces fils conduisent au commutateur sur paraffine G et à l’électromètre E. Dans cette disposition la capacité de l’électromètre n’intervient pas, tandis que le système aurait été notablement modifié si l’on avait relié Ti et T2 directement à l’élec-tromètre.
- La communication directe de l’électromètre avec le condensateur n’était pas possible pour
- C) Wied. Ann., t. XLIV, p. 713, 1891. La Lumière Electrique, t. XLIII, p. 284.
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- une autre raison encore. Pour obtenir certains phénomènes dans les tubes raréfiés R, il fallait établir de grandes variations de potentiel entre T! et T2. L’électromètre aurait donc dû être peu sensible, pour éviter des déviations excessives ou même des étincelles. Tous ces inconvénients sont évités par l’emploi des petits tubes fx et/2 faisant office de bouteilles de Leyde. M. Rubens (9 a montré que l’adjonction de ces bouteilles ne modifie pas la distribution de l’énergie le long du système de fils. Pour les différentes valeurs des variations de potentiel, on change la capacité de ces bouteilles en enroulant plus ou moins de fil, ce qui permet de donner toujours à l’électromètre la même sensibilité.
- Les quadrants de l’électromètre ont un diamètre extérieur de 12 centimètres, un diamètre intérieur de 3,5 cm. et sont écartés de 1 centimètre. L’aiguille longue de 8 centimètres était suspendue à un fil de platine iridié de 32 centimètres de longueur et de o,oo3 cm. de diamètre. Ce fil, de Matthey, à Londres, employé aussi dans l’électromètre multicellulaire de lord Kelvin présente très peu de torsion résiduelle.
- Les quadrants I et III et l’aiguille sont reliés au tube fx, les autres quadrants II et IV au tube /* (fig- 7)-
- Notations employées dans ce tableau.
- tj longueur de l’étincelle primaire;
- l longueur des tiges de laiton portant les boules primaires;
- rx rayon des armatures primaires et secondaires;
- fi surface des armatures primaires, et secondaires;
- ej distance entre les armatures primaires et secondaires;
- L longueur totale d’un des fils de Lecher (depuis les armatures secondaires du condensateur primaire jusqu’au condensateur terminal);
- a rayon des fils de Lecher;
- b distance entre les axes des fils de Lecher;
- r2 rayon des armatures du condensateur terminal;
- /2 surface des armatures du condensateur terminal;
- e2 distance entre les armatures du condensateur terminal ;
- (*) Wied. Ann., t. XLII, p. 154, 1891. — La Lumière Électrique, t. XLI, p. 368.
- Ci capacité du condensateur terminal; q — 4 log. nat ^ coefficient de self-induction des doubles fils ;
- d diamètre de tubes de décharge; h hauteur ou longueur de tubes de décharge cylindriques;
- p pression à l’intérieur des tubes (en millimètres de mercure) ; cp potentiel au condensateur terminal.
- A amplitude des variations de potentiel primaires;
- B amplitude des variations de potentiel secondaires;
- T durée d’oscillation;
- p coefficient d’amortissement des oscillations secondaires ;
- 8 = pT décrément logarithmique des oscillations secondaires.
- (.A suivre).
- Détermination de la vitesse de propagation d'une perturbation électrique le long d’un fil de cuivre, à l’aide d’une méthode indépendante de toute théorie, par M. R. Blondlot (').
- Deux condensateurs tout pareils, A et A' (fig. 1), sont formés l’un et l’autre d’un verre de lampe à gaz, garni intérieurement et extérieurement de feuilles d’étain; chacune des deux armatures externes est scindée en deux parties annulaires, isolées l’une de l’autre, a et ax pour l’un des condensateurs, a! et a\ pour l’autre. Les armatures internes sont reliées respectivement aux pôles d’une bobine d’induction, et les boules b et b' qui les terminent laissent entre elles un intervalle de 6 à 8 millimètres. De a et a' partent deux fils courts en laiton, terminés par des pointes p etp’, distantes de 1/2 millimètre environ : la droite pp' est horizontale. De ax et a\ partent deux fils a, cp et a c'p' ayant chacun 1029 mètres de longueur et aboutissant aux mêmes pointes p et p'que les précédents.
- Lorsque la bobine fonctionne, les deux condensateurs se chargent, grâce à deux cordes mouillées, figurées par des traits ponctués, qui permettent le passage de l’électricité de chaque armature extérieure à l’autre. La décharge survient brusquement, par une étincelle qui éclate entre les boules b et b’; à ce moment, les
- (*) Comptes rendus, t. CXVII, p. 543.
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- charges des armatures externes deviennent libres et une différence de potentiel prend subitement naissance, entre a et a', d’autre part; les cordes mouillées ne jouent cette fois aucun rôle, à cause de l’extrême rapidité des phénomènes.
- Les armatures a et a' se déchargent aussitôt mutuellement par une étincelle entre les points p et p'.
- De même, les armatures a, et a\, reliées aux
- c c'
- Fig. 1
- mêmes pointes par les longs fils axcp, a\ dp', se déchargent par une étincelle entre p et p\ mais, cette fois, l’étincelle n’éclate qu’après que la perturbation originelle a parcouru, en suivant les longs fils ax cp, a\ dp', un chemin de 1029 nfêtres.
- On a ainsi, entre les pointes p et p’, deux étincelles successives, séparées par le temps qu’une perturbation électromagnétique emploie pour parcourir un chemin de 1029 mètres le long du fil de cuivre; pour déterminer la vitesse
- de cette propagation, il suffit de mesurer l’intervalle de temps qui s’écoule entre les deux étincelles. A cet effet, concentrons la lumière de l’étincelle à l’aide d’un miroir concave mobile autour d’un axe parallèle à pp' et recevons sur un écran vertical l’image de l’étincelle; lorsque le miroir est mis en rotation rapide, l’image se dédouble, et il est aisé, connaissant la vitesse de rotation du miroir, la distance de celui-ci à l’écran et l’écartement des deux images, d’en déduire l’intervalle de temps qui s’est écoulé entre les deux étincelles.
- En substituant à l’écran une plaque sen-
- 3J Août A
- é»
- 4*1
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- %
- Fig. a
- sible, j’obtiens deux images photographiques dont je mesure après coup l’écartement.
- Le miroir est mis en rotation par une machine de Gramme à aimants permanents actionnée par 28 éléments au bichromate; la vitesse de rotation se détermine à l’aide du son d’axe; les nombres de tours par seconde étaient compris entre 233 et 3og.
- La ligne est formée de fils de cuivre dit de. haute conductibilité, ayant 3 millimètres de diamètre; ils sont fixés aux poteaux de la ligne téléphonique qui joint la Préfecture de Nancy à l’Asile de Maréville.
- En faisant fonctionner d’une manière continue la bobine d’induction, il arrive toujours qu’au bout de. quelques minutes des images viennent se former sur la plaque.
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- La figure 2 ci-jointe représente une portion d’une plaque photographique sur laquelle l’expérience a été répétée neuf fois; à chacune des expériences isolées correspondent deux images (négatives) placées sur une même verticale : l’image supérieure est celle de l’étincelle du court circuit; l’image inférieure, plus faible, celle du long circuit (1).
- Pour déterminer l’écartement de ces deux images, je trace dans chacune d’elles un trait horizontal médian, puis je mesure la distance des deux traits à l’aide d’une machine à diviser.
- Le tableau suivant contient les résultats de quinze expériences réparties sur cinq plaques photographiques :
- Kilomètres ( pur
- seconde*
- Première plaque, moyenne de 4expériences... 302,9
- Deuxième plaque, » 4 » ... 298,0
- Troisième plaque, » 3 » ... 293,2
- Quatrième plaque, » 2 » ... 295,9
- Cinquième plaque, » 2 » ... 292,1
- Moyenne
- 296,4
- Une série d’expériences faites sur une ligne ayant une longueur de 1821,4 ni., c’est-à-dire presque double de la première, a donné les résultats suivants :
- Kilomètre
- ϻU'
- seconde.
- Première plaque......................... 297,5
- Deuxième plaque......................... 298,5
- Troisième plaque........................ 298,0
- Moyenne.................. 298,0
- L’égalité des valeurs de la vitesse obtenue avec les deux lignes de longueur différente montre que le mouvement de propagation est bien uniforme. Le nombre trouvé s'accorde parfaitement avec celui que j’avais obtenu précédemment par une autre méthode; les expériences décrites dans la précédente Note ont l’avantage capital d’être indépendants, non seulement de toute théorie, mais même de l’existence d’oscillations et d’ondulations électromagnétiques.
- ' MM. Fizeau et Gounelle ont trouvé pour la vitesse dans les fils de cuivre 177700 kilomètres par seconde. Toutefois, il n’y a pas désaccord
- C) Afin de diminuer cette différence d’éclat des deux images, j’ai fait les anneaux des armatures externes beaucoup plus étroits pour le court circuit que pour le long.
- entre ce résultat et le mien : dans les expériences de MM. Fizeau et Gounelle, en effet, le contact entre l’origine du fil et la source se prolongeait pendant 1/324 de seconde et, par suite, la perturbation, pénétrant dans l’intérieur des fils, devait, d’après la théorie, avoir une vitesse de propagation apparente beaucoup plus lente que dans mes expériences, où elle est produite par la décharge d’une batterie de très petite capacité et, par conséquent, a une durée extrêmement courte, de l’ordre du 1/100000000 de seconde.
- BIBLIOGRAPHIE
- Dynamo Electric Machinery ou Traité théorique et pratique des machines dynamo-électriques, par le Pr S.-P. Thompson, traduction française (2” édition) sur la quatrième édition anglaise, par M. E. Boistel. — Baudry et C”, éditeurs.
- Les électriciens qui ont lu la première édition française de ce livre le reconnaîtront difficilement dans cette nouvelle édition. Ce traité a en effet subi de nombreuses modifications, dont les plus importantes sont : la réduction à quelques lignes de la théorie de Frœlich, jadis prépondérante, l’introduction de celle du circuit magnétique d’Hopkinson, et surtout une augmentation considérable de l’étendue et malheureusement aussi du prix de l’ouvrage.
- Un des traits qui m’avaient le plus frappé autrefois dans ce livre était le" manque de coordination, un léger fouillis dans l’ossature générale et dans celle de quelques chapitres en particulier.
- J’avoue que ce défaut m’est réapparu encore cette fois, quoique avec beaucoup moins d’acuité. Certains paragraphes gagneraient beaucoup, à mon avis, à être changés de place.
- L’auteur débute par quelques notes historiques et expose tout d’abord la théorie physique des machines dynamo-électriques, ainsi que les types généraux d’induits et les divers modes d’excitation.
- Deux chapitres sont ensuite consacrés l’un aux actions et réactions électriques dans l’induit, l’autre aux actions et réactions mécaniques; ils sont particulièrement bien traités.
- M. Thompson aborde alors les principes ma-
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- gnétiques et les propriétés magnétiques du fer puis ’e circuit magnétique, et l’exposé de la théorie de Hopkinson.
- La théorie électrique de la dynamo est terminée par un chapitre très court sur les formes d’inducteurs, qui évidemment serait mieux placé ailleurs, et par un autre sur la théorie élémentaire de la dynamo au point de vue électrique d’abord, puis au point de vue graphique.
- Une seconde partie commence ensuite, et c’est certainement la mieux traitée du livre; c’est ce qu’on pourrait intituler « détails de construction des dynamos ».
- L’auteur, sans toutefois iaire cette coupure pourtant très nette, étudie successivement les enroulements des induits, la théorie des connexions, la construction des induits, collecteurs, balais et porte-balais, en ce qui concerne bien entendu, les machines à courants continus, en ajoutant quelques mots pour les collecteurs, balais et porte-balais des machines à courants alternatifs. Toute cette partie est excellente.
- Vient ensuite la question très importante de l’établissement d’un projet, tant au point de vue électrique qu’au point de vue mécanique.
- La description des différents types de machines comprend plusieurs chapitres sous les titres suivants :
- Dynamos à haut potentiel pour courant constant ;
- Dynamos courantes;
- Dynamos diverses;
- Moteurs électriques à courant continu;
- Types récents de moteurs à courant continu.
- Nous arrivons ensuite à la question des alternateurs dont la faiblesse est facile à constater. Après un aperçu des principes des courantsalter-natifs, l’auteur nous donne la description de quelques types d’alternateurs avec figures à l’appui, et en oubliant sinon la description de l’alternateur Zipernowsky, — qu’il donne très courte du reste—du moins sa figure, alorsqu’il nousfournit des détails sur une foule d’alternateurs peu originaux, anglais il est vrai, mais à peine connus sur le continent, où les machines de la maison Ganz sbnt au contraire universellement répandues. Je dois néanmoins ajouter qu’il renvoie pour les descriptions et la figure à d’autres publications, ce qui est une faible consolation pour le lecteur.
- Les alternateurs polyphasés occupent seule-
- ment une description de quelques lignes; et sur le couplage des alternateurs l’auteur s’en tient uniquement aux travaux classiques d’Hopkinson et Mordey en renvoyant comme référence à des travaux antérieurs à 1889 !
- Viennent ensuite quelques détails aussi succincts sur les moteurs à courants alternatifs et ceux à champs tournants, puis les transformateurs et leur théorie algébrique. Il eût mieux valu, me semble-t-il, laisser de côté ces derniers appareils qui sortent complètement du cadre de l’ouvrage, et donner plus de renseignements sur les précédents.
- La question de la transmission électrique de l’énergie occupe le chapitre suivant, et l’auteur termine par les essais à faire sur les dynamos, une description des régulateurs pour machines électriques, et enfin par quelques considérations sur la conduite des dynamos.
- En somme, à part des critiques justifiées, ce livre est des plus sérieux et a sa place dans la bibliothèque de tout bon électricien; il est absolument élémentaire et peut rendre service à tous, grâce à la facilité avec laquelle on peut le lire.
- Il a surtout une qualité que je tiens à signaler aux auteurs français : c’est la façon consciencieuse dont il est annoté au point de vue bibliographique. Je comprends parfaitement que l’auteur, pour ne pas donner trop d’extension à son traité, déjà très volumineux, ait dû négliger certains détails; les indices bibliographiques comblent le plus souvent les lacunes et ont ainsi un intérêt capital. Au point de vue de la priorité elles sont également très utiles.
- J’ai peu de chose à ajouter au sujet de la traduction très claire et parfaitement correcte (') qu’en a donnée M. Boistel, si ce n’est qu’elle est agrémentée de notes judicieuses, mais paraissant parfois inspirées par un esprit d’école trop visible.
- Le traducteur a eu en outre l’heureuse idée de compléter l’ouvrage de M. Thompson par l’adjonction d’un chapitre, destiné à rétablir l’équi-librç, au profit des inventions continentales, sacrifiées systématiquement par M. Thompson, qui cite semble-t-il avec beaucoup plus de complaisance ses propres travaux. Dans celui-ci,
- (') Bien que l’expression inlerjèrence de l’induit au lieu de réaction de l’induit soit au moins discutable.
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- M. Boistel nous donne quelques détails en suivant la même division que l’auteur : machines à haut potentiel, dynamos courantes et dynamos diverses, alternateurs alternomoteurs et transformateurs.
- Mais l’auteur pratique la critique bibliographique avec assez peu d’indulgence lui-même pour nous permettre d’ajouter que le résultat ne paraît- pas aussi complètement satisfaisant que l’intention.
- Dans les machines à haut potentiel, à côté des machines Thury, d’autres machines françaises, cependant bien connues, sont passées sous silence.
- Parmi les dynamos courantes signalées par M. Boistel, citons dans l’ordre les machines Des-roziers, les machines multipolaires Gramme, celles de la Société l’Industrie électrique, d’Œr-likon, celles bipolaires et multipolaires Rech-niewski, etc.
- Les alternateurs suivent un ordre aussi antichronologique et anti-connu; c’est ainsi que les machines Siemens-Labour, Patin et Ziper-nowsky se présentent les dernières.
- En revanche, des types de machines en essai dans les établissements Gail, dont quelques-uns d’ailleurs n’existent probablement que sur le papier, en particulier l’étonnant alternateur à haute fréquence, y occupent les premières places et témoignent par trop du désir de se faire connaître. Il serait bon d’attendre avant de les décrire qu’elles soient réellement entrées dans la catégorie des machines courantes, et consacrées par l’usage. F. Guilbert.
- Éclairage d’ateliers par Vélectricité (courants continus), par M. P. Houel. (E. Bernard et C', éditeurs).
- Ce traité est extrait de l’ouvrage de M. Deles-sart, intitulé La Filature du colon par les machines modernes.
- Sur la demande de ce dernier, le livre de M. Houel est exposé le plus élémentairement possible et constitue avant tout un ouvrage de vulgarisation. A ce titre, l’auteur mérite un peu d’indulgence; néanmoins il n’est guère possible de passer sous silence certaines expressions qui non seulement ne sont pas très heureuses, mais aussi peuvent fausser les idées d’un lecteur non au courant. Un exemple : M. Houel appelle force électromotrice une différence de pression
- électrique entre les balais d’une dynamo dont le circuit est fermé, puis plus loin la même différence entre deux points porte le nom de perte de charge. Il y a aussi la différence de charge, qui n’est pas toujours la même que la perte de charge, lorsque la partie considérée du circuit ne contient pas de force électromotrice (terme exact ici, mais pas chez l’auteur). La différence de potentiel, que l’auteur ne veut pas prononcer, n’est-elle pas beaucoup plus claire, même pour un débutant? On reconnaît bien toutefois que c’est l’explication élémentaire, peu commode du reste, du mot potentiel qui a arrêté M. Houel.
- A part ces légères critiques de forme et quelques petites appréciations qu’il nous permettra de ne pas partager et qui du reste ne modifient en rien le fond de l’ouvrage, son livre répond très bien au programme proposé et contient des renseignements très utiles.
- Ce petit livre pourra donc être lu avec intérêt par les personnes désireuses de se mettre au courant des installations électriques et ne possédant pas des connaissances mathématiques suffisantes pour lire les traités ordinaires d’électricité.
- Un seul chapitre fait exception et pour cause, à la règle du bannissement de toute expression algébrique, c’est celui de l’induction ; aussi est-il réservé aux personnes que l’algèbre n’effraye pas trop; celles-ci trouveront du reste à la fin de chaque chapitre quelques développement' algébriques, réduits au minimum, et se rappor tant aux questions étudiées dans ce chapitre.
- En somme, contre-maîtres et ouvriers liront ce livre avec fruit et avec la conviction qu’ils pourraient en lire de plus mauvais. F. G.
- Problèmes et calculs pratiques d’électricité, par M.
- Aimé Witz. — Gauthier-Villars et fils, éditeurs.
- Ce livre appartient à une série du même auteur connue sous le nom d’« Ecole pratique de Physique ».
- Les traités ordinaires d’électricité négligent un peu trop le côté pratique ou plus exactement le côté problème, aussi l’on y verrait avec plaisir chaque chapitre suivi d’un certain nombre de problèmes en application des théories qui y sont développées. C’est là un usage consacré pour les livres classiques et qui rendrait aussi de grands services en électricité. En attendant que ce desideratum soit pris en consi-
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- dération par les auteurs, les traités comme celui de M. Witz peuvent rendre quelques services.
- L’auteur nous donne tout d'abord un tableau assez difficile à consulter des abrévations et notations adoptées ; puis une petite introduction sur les unités de mesure.
- Son traité est ensuite divisé en trois livres bien distincts. Dans le premier, il rappelle les définitions principales qui lui seront utiles dans les problèmes qui forment le troisième livre. Le second est uniquement consacré aux constantes numériques.
- Les deux premiers chapitres peuvent être passés sous silence, car le premier n’est pas d’une utilité absolue et n’est qu’un résumé par trop succinct, mais néanmoins assez clair.
- Les problèmes sont environ au nombre de trois cents et sont presque tous numériques. La plupart des nombres donnés ou trouvés sont en concordance avec les chiffres, de la pratique, néanmoins, quelques-uns n’ont jamais rien eu de commun avec elle.
- Les solutions de certains problèmes sontaussi inexactes, mais ce sont là des erreurs inhérentes aux premières éditions.
- Nous avons constaté avec regret que la question des courants alternatifs avait été oubliée par l'auteur. Quelques problèmes sur ces courants, les alternateurs, les transformateurs, etc., remplaceraient avantageusement la place occupée par le premier livre.
- L’auteur a cru devoir préciser dans chaque problème la nature des unités U. M., U. E. S., U. E. M., etc.; était-ce bien nécessaire?
- En définitive, à part quelques légers défauts qu’une nouvelle édition fera disparaître, ce livre peut rendre de réels services à l’enseignement, et à ce titre il mérite l’attention.
- F. G.
- Die elektrischen Telegraphen-und Signalmittel sonne die Sichenings-, Control- und Beleuchiungseinrich-tungen fiir Eisenbahnen auf der Frankfurter inter-nalionalen elektrischen Ausslellung, 1891. (Les télégraphes, signaux, appareils électriques de sûreté, de contrôle et d’éclairage à l’exposition internationale d’électricité de Francfort de 1891), par L. Kohllürst. — Stuttgart, 1893, J.-G. Cotta, éditeur.
- Les techniciens qui ont visité l’exposition de Francfort se souviennent que les applications de l’électricité aux chemins de fer y occupaient
- une place importante et témoignant des progrès considérables réalisés. On ne saurait donc que faire bon accueil au rapport détaillé publié sous le titre ci-dessus par un ingénieur compétent, M. L. Kohlfürst, sous la forme d’un livre de 270 pages, dont la lecture est rendue plus agréable et plus aisée par les 226 figures qui y sont insérées.
- Voici un aperçu du contenu de ce livre.
- Dans l’introduction, l’auteur communique quelques observations sur les objets exposés se rapprochant le plus des applications aux chemins de fer; il fait allusion à la transmission de force, aux ponts roulants électriques, aux machines-outils et à la bascule à wagon sans coupure des rails, système K. Schenk.
- La description des dispositions électriques pour chemins de fer est divisée en six chapitres. Le premier est consacré aux canalisations, sources de courant, appareils accessoires, etc.; le deuxième au service télégraphique et téléphonique des chemins de fer. Ce chapitre donne beaucoup de nouveautés, entre autres la description des télégraphes de Lorenz, de Czeija et Nissl, de Bullock et Brown, de l’appel de station Wetzer, du montage téléphonique F. Heller. du commutateur de R. Bauer, etc.
- Le troisième chapitre est le plus volumineux; on y trouve la description des appareils à signaux, principalement des signaux d’appel, des annonciateurs de signaux d’approche, des signaux avancés, des block-signaux, etc. La diversité des solutions des problèmes déjà si nombreux que présente ce service des chemins de fer rend cette partie du livre particulièrement intéressante.
- Les deux chapitres qui suivent nous présentent d’une façon scrupuleusement détaillée les divers dispositifs de sûreté et de contrôle, les enclenchements, les avertisseurs de contrôle des aiguilles, de la vitesse des trains, de l’état des rails, etc.
- Enfin, le sixième et dernier chapitre est consacré aux divers modes d’application de l’éclairage électrique. La partie très intéressante relative à l’éclairage des trains n’est pas très développée, mais elle est accompagnée de descriptions des principaux systèmes amovibles combinés pour les éclairages temporaires.
- E. Z.
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- FAITS DIVERS
- Le Conseil d’administration de la Société anonyme d’éclairage électrique du secteur de la place Clichy vient de présënter son rapport sur l’exercice terminé au 3ojuin dernier. Ce rapport constate la situation très satisfaisante de l’exploitation.
- L’usine de la rue des Dames à été développée cette année en raison de l’accroissement de la consommation et en vue de celui prévu. C’est ainsi que la force motrice, qui était constituée par trois machines Corliss horizon tales de 5oo chevaux et trois machines Armington de i5o chevaux, formant une puissance totale de 1950 chevaux, a été augmentée de 5oo chevaux par l’adjonction d’une nouvelle machine Corliss verticale, ce qui porte la force motrice directe à 2450 chevaux.
- D’autre part, la réserve était formée d’une batterie de s5o éléments d’accumulateurs du système Laurent-Céîy, ayant une capacité de 1800 ampères-heures, et représentant une puissance de 175 chevaux disponible pendant huit heures; une seconde batterie semblable servait à la régulation du courant envoyé sur le réseau.
- L’énergie électrique accumulée, qui peut être employée, soit seule pendant l’arrêt des machines, au moment où la dépense du courant est faible, soit concurremment avec les machines* au moment du maximum, soit enfin pour remplacer une machine, en cas d*arrêt momentané de celle-ci, a été augmentée pendant le dernier exercice :
- r Par la mise en service de réserve de la deuxième batterie d’accumulateurs Laurent-Cély, qui a été remplacée dans son service de régulation par une batterie spéciale, ce qui procure une puissance disponible, pendant huit heures, de 175 chevaux;
- 2° Par l’établissement d’une batterie d’accumulateurs un système Tudor, ayant une capacité de 3ooo ampères-heures et représentant, pendant quatre heures, une puissance disponible de 5oo chevaux.
- Si donc la force motrice n’a été élevée que d’un élément de 5oo chevaux, on a en même temps augmenté de 675 chevaux la puissance disponible au moment du maximum, ce qui donne une puissance totale de 3ï25 chevaux.
- La canalisation, qui était à la fin de l’exercice précédent de 33 kilomètres, se trouve, au 3o juin 1893, avoir une longueur de 45 kilomètres, dont 42 représentent la canalisation a 5 fils.
- Ce réseau de distribution est alimenté par i5 lignes de feeders, dont le développement est de 18000 mètres, la Section des câbles variant de 5o à 655 millimètres carrés.
- En outre, l’éclairage public comporte une longueur de câbles de 6 kilomètres.
- Le réseau comportait au 3o|juin 1893263 kilomètres de câbles divers.
- Une nouvelle sous-station, comprenant machine régulatrice et batterie d’accumulateurs, a été installée, pendant le dernier exercice, rue Jouffroy, au centre du quartier Monceau, dont l’éclairage a été développé cette année.
- Le nombre des abonnés s’est augmenté d’une façon importante. Il est à remarquer que l’augmentation des abonnés sans profession a été surtout considérable, ce qui montre que le public se familiarise chaque jour avec la lumière électrique.
- Le nombre des abonnés desservies par le réseau est de 743, ayant 45763 lampes en service, soit une moyenne de 60 lampes par abonné.
- D’autre part, si l’on met en regard du nombre de lampes en service la longueur de la canalisation à 5 fils, qui est de 42 kilomètres, on trouve un peu plus d’une lampe par mètre. C’est au même résultat qu’est arrivée la Compagnie Edison, de New-York, si l’on s’en rapporte au dernier rapport annuel qui a été fait à l’assemblée générale de ses actionnaires.
- Les recettes de l’exploitation pour l’exercice 1892-93 ont été de 909 946 francs, et les dépenses se sont élevées à 491 205 francs, laissant un produit net de 5i8 741 francs. Sur cette somme, après défalcation des sommes affectées à la réserve et à l’amortissement, 160000 francs, représentant 40/0 du capital actions, seront distribués aux actionnaires à raison de 20 francs par action.
- Les planches de cuivre et de zinc ne peuvent supporter un fort tirage sans s'user et par conséquent sans donner des épreuves altérées et peu nettes. Une planche ne peut guère donner que i5oo à 2000 exemplaires. C’est ce qui avait fait rechercher pendant un certain temps la gravure sur acier.
- On sait qu’aujourd’hui on acière les planches, c’est-à-dire qu’on les recouvre de fer par la galvanoplastie. Le fer ainsi déposé est tellement dur qu’il rend la planche aussi durable que si elle était en aciêr.
- M. Villon donne sur les procédés galvanoplastiques employés des indications dont nous extrayons les suivantes.
- Voici la formule d’un bain d’aciérage que l’on emploie fréquemment :
- Eau .. 400 grammes,
- Acide chlorhydrique ... .. 400 —
- Fer .. 100 —
- Sp.1 arnmnniaf’. . inn .. ..
- Glycérine . . 25 —
- Le fer (on se sert de paille de fer) est dissous dans l’acide chlorhydrique à saturation; la dissolution décantée est étendue de l’eau dans laquelle on a fait dissoudre le sel ammoniac. On ajoute en dernier lieu la glycérine qui a pour but de conserver plus longtemps le bain.
- A la place du chlorure d’ammonium on se sert aussi du carbonate, que l’on emploie en solution à 16 0/0. O11
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- y plonge deux plaques de fer reliées aux pôles d'une batterie de 3 ou 4 éléments Bunsen, et on fait agir le courant jusqu'à ce que le dépôt, essayé en remplaçant de temps en temps la cathode par une plaque de cuivre, soit dans les conditions voulues.
- Soit avec le bain de chlorure, soit avec le bain de carbonate, on se sert d'une force électromotrice de 4 volts. Le dépôt ne se fait pas immédiatement comme avec le cuivre; on doit plonger le cliché à aciérer pendant quelques minutes dans le bain, le sortir, le brosser avec de l'émeri fin et de l’eau, le laver, le replonger et recommencer cette série d’opérations quatre ou cinq fois, au bout desquelles le dépôt est suffisant.
- Au sortir du bain, les planches sont lavées à l’eau bouillante, brossées à l’eau froide, séchées, frottées avec de la benzine, et enfin essuyées avec un chiffon gras.
- M. Villon a employé avantageusement la formule suivante :
- Eau.......................
- Fluosilicate ferreux......
- — d’ammoniaque.
- — de magnésie....
- M. Capelle recommande le bain suivant : solution à parties égales de sulfate de fer et de sulfate de fer ammoniacal, additionnée de 1 pour 1000 de sulfate de magnésie; cette solution doit marquer 18 à 20° Baumé.
- L’Institut impérial de physique de Berlin vient de présenter un rapport sur l’usage du platine en fusion comme étalon de lumière.
- On sait que ce fut M. Violle qui proposa le premier comme unité de lumière la quantité de lumière fournie par un centimètre carré de platine fondu au moment de sa solidification. L’inconvénient de cette méthode c’est que, pour tenir le platine absolument pur et avoir une surface propre et lisse, il faut opérer sur de grandes quantités de métal. Siemens proposa ensuite le platine en feuille au moment de sa fusion ; mais l’expérience montra que des variations atteignant jusqu’à 10 0/0 étaient très fréquentes, surtout à cause du déchirement de la feuille au moment de la fusion.
- L’Institut de physique de Berlin, dit la Revue scientifique, a essayé de fixer la température du platine indépendamment de son point de fusion. Il a été constaté qu’à une température donnée la proportion de la lumière totale à celle transmise par une couche d’eau d’une certaine épaisseur était toujours de 20/0 pour des plaques de platine d’épaisseurs diverses. Pour mesurer les quantités de lumière, un bolomètre très délicat a été construit. Un
- V
- morceau de platine fut soudé à un morceau d’argent dix fais plus épais, et la plaque ainsi formée fut passée dans un laminoir en cuivre qui en ramena l’épaisseur à 1/100 de millimètre. Elle fut coupée en bandes de 1 millimètre de largeur, qui furent débarrassées de l’argent, de sorte
- que finalement leur épaisseur se trouva réduite à 1/1000 de millimètre.
- L’Institut étudie maintenant l’action absorbante de eau et du récipient en quartz qui la contient. Il étudie aussi l’effet des impuretés du platine.
- Les journaux d’électricité, dit la Revue scientifiquei vont se multipliant avec une rapidité considérable, surtout dans le nouveau monde. En effet, l’Amérique ne compte pas moins de 23 journaux d’électricité dont 7 hebdomadaires^ bi-mensuels et i3 mensuels. Sur ce nombre 8 sont imprimés à New-York et 6 à Chicago. L’Angleterre possède 7 journaux, tous édités à Londres. Il exite un autre journal imprimé en anglais et édité à Montréal. Parmi les 12 journaux en langue française, 9 sont publiés à Paris, 2 en Belgique et 1 à Berne.
- Enfin, les journaux d’électricité en langue allemande sont au nombre de 6, dont 2 édités à Berlin, 1 à Magde-bourg, 1 à Francfort et 2 à Vienne.
- Les organisateurs de l’Exposition californienne qui se tiendra l’hiver prochain à San Francisco veulent établir comme clou une tour de 80 mètres de hauteur qui sera divisée en quatre étages à 24, 42, 63 et 78 mètres de hauteur au-dessus du sol. La plateforme supérieure sera munie de deux énormes foyers électriques qui projetteront des faisceaux lumineux sur le Golden Gâte Park, sur la ville de San Francisco, la baie et le Pacifique.
- La tour sera entourée d’un réseau de fils d’une longueur de 18000 kilomètres aboutissant à 12000 lampes élec-ques multicolores. Les 12000 lampes pourront être allumées à la fois ; mais en outre un jeu d’orgues permettra de faire varier à l’infini les combinaisons de couleurs et les groupements des lampes de la tour.
- Les agents de l’Exposition californienne en Europe sont MM. Konigman et Kimmel, à Anvers.
- La réparation des lampes à incandescence hors de service est devenue une véritable industrie aux Etats-Unis. La loi donne à tout individu le droit de réparer un article breveté dont il est le propriétaire, de sorte que les industriels en question peuvent acheter des lampes hors d’usage, les réparer et les revendre sans payer de droits aux possesseurs des brevets.
- A ajouter à la liste des effets curieux des coups de foudre.
- En juillet dernier, la foudre est tombée près de Seis (Tyrol) dans un amas de roches. On remarqua peu après qu’à travers les fentes des rochers que la foudre avait fait
- 10 liilogr.
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- éclater, une source d’eau très ferrugineuse et contenant de la magnésie s’était fait jour. On n’avait pas soupçonné l’existence de cette source jusqu’alors souterraine.
- Nous avons réservé notre jugement sur la valeur des expériences faites au cours d’une récente ascension aérostatique exécutée en Allemagne avec des dispositions identiques à celles qu’un de nos collaborateurs employa en 1886 sur les conseils du professeurColladon,de Genève.
- Depuis 1891, MM. Colladon, Palmieri et Semnola avaient étudié un nouveau mode d’expérience que notre collaborateur M. Marcillac leur avait soumis. Les circonstances et le refus de tous les aéronautes n’avaient pas permis à ce dernier de suivre le programme déterminé. Il va pouvoir le remplir incessamment.
- Le mode d’essais actuel, c’est-à-dire l’emploi de collecteurs fixés à la nacelle,qui se trouve isolée, sans communication, dans l’espace, est abandonné. La traversée se fera en mer. La nacelle sera reliée au liquide, c’est-à-dire au réservoir commun, par des fils de bronze de 11/10 mm. et de 2 millimètres pesant 8 kilos au kilomètre et ayant une résistance mécanique très grande. On aura ainsi d’excellents fils de terre plongeant dans un milieu très conducteur et permettant toutes sortes d’expériences.
- En vue de vérifier la théorie de Colladon sur la distribution de l’électricité météorique par courbes de niveau, l’aéronaute, au lieu de suivre une route horizontale au-dessus des saillies du sol, décrira des courbes au-dessus du niveau horizontal de la mer. C’est le problème renversé. M. Marcillac compte obtenir ainsi une série de valeurs qui infirmeront ou confirmeront plusieurs points des théories actuelles.
- Un dispositif spécial permettra à l’aérostat de monter ou descendre sans jet de lest, ni perte de gaz, de façon à parcourir une longue route.
- Ajoutons que l’aluminium tient une large place dans le matériel et les instruments dont sera muni notre collaborateur.
- Les Américains ont appliqué les petits moteurs élec-
- riques dans une foule d’industries, partout où la main-d’œuvre peut être remplacée par des dispositifs mécaniques. Leur dernière création en ce genre est le coupe-drap électrique. Il existait bien déjà dans les grandes maisons de confection pour hommes des outils à vapeur; mais on conçoit que l’outil électrique peut être rendu beaucoup plus léger et moins encombrant que ces engins à vapeur.
- Le nouveau coupe-drap se compose donc, d’après VElectrical Review, de New-York, d’un petit moteur électrique prenant le courant sur le réseau d’éclairage et mettant en rotation rapide une lame circulaire qui coupe le drap étendu à plat sur une table. L’appareil est très portatif et peut être guidé avec facilité; il porte une
- petite lampe à incandescence qui éclaire l’endroit où il passe.
- Le disque à bords coupants tourne à raison de 2000 tours par minute; il peut couper plusieurs épaisseurs de drap à la fois.
- Le gouvernement des États-Unis a fait présent au grand-duc Alexandre de Russie d’une embarcation électrique du modèle employé par les bâtiments de guerre. Cette embarcation a environ 9 mètres de longueur sur 2 mètres de largeur, et o,g5 m. de tirant d’eau. Une batterie de 66 accumulateurs est placée sous le siège et sous le plancher, où se trouve aussi le moteur monté directement sur l’arbre de l’hélice. Ce moteur développe, à la vitesse de 65o tours par minute, une puissance de 3 chevaux, que les accumulateurs peuvent entretenir pendant 10 heures. La puissance peut d’ailleurs être poussée pendant quelques minutes jusqu’à 12 chevaux, et communiquer alors au bateau une vitesse de 16 kilomètres à l’heure.
- Ce bateau électrique sera transféré à bord du yacht impérial.
- D’après VElectrical Review de Londres, le gouvernement canadien a adopté pour la manœuvre des écluses du nouveau canal de Sault-Sainte-Marie, entre lé lac Supérieur et le lac Huron, un système électrique dû à M. T. Munro, et qui a donné lieu à des essais satisfaisants sur le canal Beauharnais, au-dessous de Montréal. Les moteurs électriques qui mettront en mouvement les portes d’écluses recevront le courant de dynamos actionnées par les chutes d’eau des écluses.
- M. Heuzel utilise la chaleur produite par le courant pour la combustion et l’analyse du charbon.
- Le charbon est réduit en poudre et placé dans une capsule en platine qu’un courant porte au rouge. La combustion se fait dans un ballon en verre muni d’un bouchon perforé dans lequel passe un tube avec robinet d’arrêt Communiquant avec un cylindre.
- Le charbon est brûlé et les produits de combustion contenant les composés sulfureux passent par le robinet d’arrêt et sont examinés chimiquement.
- Nous avons signalé récemment un projet d’utilisation de la lumière électrique pour l’attraction et la destruction des marsouins. Un premier essai a été fait entre Marseille et La Ciotat sous la direction de M. Roparts, lieutenant de vaisseau. Les marsouins, une fois attirés en bande nombreuse, ont été cernés par de grands filets; On a opéré la mise à feu de cartouches de dynamite immergées à l’intérieur de cette enceinte flottante, et sauf un qui s’est échappé très atteint, tous les marsouiils ont été déchiquetés par les explosifs.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- Le système ayant donné de bons résultats, il sera remis en pratique avant peu.
- Encore un cas bizarre d’éclair en boule.
- Dans le Vaucluse, pendant un des derniers orages de septembre, la foudre est tombée à Montreux. Un globe de la grosseur d’un biscaïen a décroché un fusil de chasse et un carnier suspendus à une porte, a transporté ces objets devant deux dames occupées â coudre; puis après avoir contourné les sièges sur lesquels elles étaient assises, il est passé sous une table, a repris la porte et a disparu sans provoquer d’accident.
- Il y a quelques années un fait analogue se produisit au sémaphore du Pic de VAigle. La foudre frappa le poste, déplaça les objets, suivit le bas de l’escalier, sauta sur la caisse à poudre, contourna cette caisse et s’en alla, mais à la sortie elle éclata, zébrant de longues raies rouges le mur du poste.
- Le Conservatoire national des Arts ét Métiers vient de reprendre ses cours publics et gratuits des sciences appliquées aux Arts.
- Le Cours d'électricité industrielle a ouvert le lundi 6 novembre ; professeur : M Marcel Deprez. Son programme comprend les matières suivantes :
- Théorie des machines dynamo-électriques — Description des types employés dans l’industrie. — Calcul des dimensions d’une machine devant satisfaire à des conditions données. — Des moteurs électriques. — Transmission électrique de la force et ses applications, — Calcul de l’établissement d’une transmission de force — Machines à courant alternatif ; leur théorie, leurs applications. — Accessoires des machines dynamo-électriques. — Appareils de mesure, conducteurs, canalisation. — Eclairage électrique.
- Le Cours de physique appliquée aux arts professé parM.J. Violle a ouvert le vendredi 3 novembre. En voici le programme ;
- Physique tfiolèculaire. — Propriétés fondamentales et utilisation des gaz, des liquides et des solides.
- Chaleur. — Sources de chaleur et de froid. — Mesure des températures. — Machines thermiques. — Chauffage et ventilation.
- Les trottoirs mouvants qui étaient maintenus constamment en mouvement à l’Exposition de Chicago, pour transporter les visiteurs d’un pointa un autre de l’Exposition ontxbeaucoup attiré l’attention. Il est intéressant de remarquer que la mise en mouvement des grandes plateformes n’exige que relativement peu de force motrice. Le poids mort du train était de 5oo tonnes ; lorsqu’il était corn plètement chargé de plusieurs milliers de personnes, le
- poids s'élevait à 800 tonnes. Or, il suffisait, d’après The Electriciani de io5 chevaux pour mouvoir cette masse. Ce fait est dû à ce qu’il n’y a pas de dépense d’énergie pour des démarrages, et aussi à la faible vitesse de translation.
- Budapest tient à être au premier rang des villes qui font usage de l’électricité dans toutes ses applications. La station centrale de la Compagnie hongroise d’électricité vient d’être terminée; elle a été construite en cinq mois par la maison Ganz. D’autre part, la station que construit la maison Schuckert pour le compte de la Compagnie d’électricité de Budapest sera prête à fonctionner sous peu.
- Un nouveau tramway électrique va être mis en construction dans cette ville par une société constituée au capital de 250000 francs. Un autre tramway électrique va relier Budapest à Engelsfeld.
- Enfin, la capitale hongroise communique maintenant téléphoniquement avec Presbourg, et une ligne est en construction pour lui permettre de communiquer avec Szegedin.
- La ville de Santiago (Chili) sera reliée prochainement à San Bernardo par un tramway électrique à accumulateurs ou à prise de courant aérienne, selon les conditions que la municipalité stipulera.
- Éclairage électrique.
- L'Electncal Engmeer de New-York décrit l’installation d’éclairage électrique établie par la San Anto nio Light and Power Company, d’après les plans de M. A.-W. Decker, de Sierra Madré (Californie). Cette installation est intéressante en ce que la tension employée est de 10000 volts et que le centre d’éclairage se trouve à une distance de 45 kilomètres des génératrices.
- A 26 kilomètres au ^nord de Pomona une chute du San Antonio River déverse 34 mètres cubes d’eau par minute d’une hauteur de 120 mètres. Une roue Pelton alimentée par cette chute actionne un alternateur Westinghouse à douze pôles donnant 1000 volts à 600 tours par minute, et dont le courant est transformé par 20 transformateurs à huile, dont les secondaires sont couplés en série et élèvent la tension à un total de ioooo volts.
- Une ligne en bronze phosphoreux conduit è Pomona (26 kilomètres), une autre se rend à San-Bernardino, à 45 kilomètres de distance, oû elle aboutit à 18 transformateurs réduisant la tension de 9000 volts à celle de 100 volts employée sur les circuits d’éclairage de la ville.
- Imprimeur-Gérant : V. Nory.
- Imprimerie de la Lumière Électrique. — Paris. 3t, boulevard des Italiens.
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- La Lumière Electrique
- Journal universel d’Electricitê
- 31, Boulevard des Italiens, Paris
- Directeur : D' CORNÉLIUS HERZ
- XV* ANNÉE (TOME L) SAMEDI 18 NOVEMBRE 1893 N“ 46
- SOMMAIRE. — Oscillations électriques dans les conducteurs cylindriques; J. Blondin. — Détails de construction des ' machines dynamo; Gustave Richard. — L’électricité à la septième exposition de l’association nationale de la meunerie française; W. de Fonvielle. — A propos de la théorie des moteurs à flux tournant; D. Farman. — Rhéostats industriels; P. Marcillac. — Chronique et revue de la presse industrielle: Constitution des électrolytes (notions élémentaires), par W. Oswald. — Electrolyseur Vogelsand. — Les forces thermo-électriques comme causes d’erreurs dans les instruments, de mesure, par K. Strecker. — Accumulateurs Henzel. — Galvanomètre électrostatique Ayrton et Mather. — Electro-aimants Timmis. — Electrolyseur ICnofler et Gebauer. — Accumulateur Lansing Morse. — Avertisseur électrique de la présence du grisou, par M. Marcelin Lalande. — Dynamo Fritsche. — Revue des travaux récents en électricité : Société internationale des électriciens (séance du 8 novembre 18ç>3). — Sur les décharges électriques; production d’oscillations électriques et effets de celles-ci dans les tubes à vide, par H. Ebert et E. Wiedemann. — Sur la susceptibilité magnétique de l’oxygène, par R. Hennig. — Sur la mesure des coefficients d’induction, par M. H. Abraham. — Bibliographie : Notes et formules d’électricité industrielle, par Robert P. Bouquet. — Récents progrès dans les applications de l’électricité, par M. Rinaldo Ferrini. — Le calcul des réseaux électriques; théorie et pratique, par Jos. Herzog et C. P. Faldman. — Les moteurs à gaz et à pétrole en 1892, par M. Gustave Richard. — Faits divers.
- OSCILLATIONS ÉLECTRIQUES
- DANS LES CONDUCTEURS CYLINDRIQUES
- 1. L’emploi général des fils métalliques dans la télégraphie, l’industrie et les recherches de laboratoire sur l’électricité donne une importance capitale à l’étude des phénomènes électriques qui se produisent dans les conducteurs cylindriques soumis à l’influence d’un champ variable. Aussi cette étude a-t-elle été l’objet de travaux importants, aussi bien de la part des mathématiciens que de celle des physiciens, dès le commencement du développement du réseau télégraphique aérien et sous-marin. Depuis, l’usage des courants téléphoniques, les recherches expérimentales sur les oscillations hertziennes et l’emploi industriel des courants de haute fréquence lui ont valu de nouveaux développements et donné un regain d’actualité.
- Malheureusement, au point de vue théorique, cette étude est des plus compliquées. Depuis longtemps notre intention était de donner ici une analyse méthodique des travaux effectués sur ce sujet par lord Kelvin, Mathieu, M. Hea-viside, M. J. J. Thomson, etc., et toujours nous hésitions devant la difficulté de coordonner ces diverses recherches et surtout devant la presque impossibilité de les présenter sans entrer dans
- de très longs développements mathématiques, souvent fastidieux et pénibles à suivre.
- Dans un ouvrage récent que nous avons déjà signalé ici, Recent researches in Electricily and Magnelism, M. J.-J. Thomson est parvenu à surmonter très heureusement ces difficultés et à donner un exposé ne demandant pas des connaissances très étendues en mathématiques pour être compris. Nous croyons donc ne pouvoir mieux faire que de suivre pas à pas le travail de ce savant. Toutefois, nous serons souvent obligé de l’écourter, car M. J. J. Thomson ne lui consacre pas moins de i3o pages, outre les nombreux renvois aux autres parties de son ouvrage.
- 2. La complication des calculs résulte principalement de ce qu’on se trouve conduit à une équation différentielle du second ordre dont l’intégration exige l’emploi des séries.
- Cette équation est ;
- dont l’intégrale complète est
- f — A J „ {inr) + BK, (inr). (2)
- où J0 (x) représente la fonction de Bessel d’ordre zéro et où
- K„ (x) = (C+loga—logx) J„(-v)
- + ajJ. (Y)— h (.X) + ÉJ0(A-).j, (3)
- 19
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- 3ü2
- C étant la constante de Gauss, dont la valeur est : 0,5772157....
- Les fonctions de Bessel s’introduisent dans les équations de la mécanique céleste lorsqu’on veut développer en séries les fonctions perturbatrices des planètes. Elles sont définies par la condition que l’on ait
- !îï .T \
- e‘ ‘ x e~ '• =üj„ c".
- On trouvera donc leurs expressions en développant en séries, ordonnées suivant les puissances de z les deux exponentielles du premier membre, puis en faisant le produit de ces séries et en écrivant que le coefficient de 2" dans ce produit est égal à J„. On trouve ainsi
- J,. [x)
- (fH. GT , (fl
- 1.2.3. ni 1. (7j-t-i) 1 2 («-t-i) (77 + 2)
- I 2.3-. ('7*-pi) (77 + 2) (77+3)
- et, en particulier
- + +
- (4)
- (?)\(?)' ©
- — 1 l's + (l.2)* (1.2.3)* +
- (?)
- Ces séries, qui sont convergentes quand x est fini, prennent une valeur infinie quand 2; est infini. Par conséquent, lorsque la partie réelle de in est finie, la solution (2) de l’équation différentielle deviendra infinie en même temps que r à moins que A soit nul. Nous devons donc faire A = o dans cette solution pour toutes les régions où 7', qui représente la distance d’un point à un axe, peut devenir infini.
- D’autre part, l’expression (3) montre que K„ (in?-) devient infini quand r devient nul. Par suite, nous devrons prendre B = o dans l’intégrale générale (2) pour toutes les régions de l’espace où r peut devenir nul.
- Le plus souvent nous pourrons nous contenter de considérer les cas extrêmes où n est très petit ou très grand. Les calculs se simplifient alors, considérablement, car on voit que si x est très petit, on a approximativement
- J. (ix) = 1 K. (*•*) = log ~, (G)
- aux dérivées de ces fonctions par rapport à la variable ix, elles se réduisent alors à
- J„' {ix) = — - ix, K ' (ix) = . IX (7)
- Lorsque, au contraire, siblement x est très grand on a sen-
- J'„(7.V)=-=^, v 27Ut 7 K.(ix)=e-^JL, (8)
- iex J'. ({*)=--= r v 27T~r 7 K'„ (ix) — ie - * 4 f ~. y zx (9).
- Ces préliminaires établis nous pouvons main^ tenant entreprendre l’exposé de la question.
- I. Équations générales.
- 1. Considérons un cylindre conducteur indéfini de rayon p entouré d’unecouche diélectrique limitée par une surface cylindrique, de même axe et de rayon 0', au delà de laquelle se trouve un milieu conducteur.
- Prenons un système d’axes rectangulaires dont celui des 2 se confond avec l’axe du cylindre et désignons par P, Q, R les composantes de la force électromotrice, a, b, c celles de l’induction magnétique F, G, H celles du moment électromagnétique 7*, v, n> celles de l’intensité du courant en point x, y, 2. Appelons g et a la perméabilité magnétique, et la résistance spécifique du conducteur cylindrique, jj.' et a' les mêmes quantités pour le conducteur extérieur, K le pouvoir inducteur spécifique du diélectrique dont nous supposerons la perméabilité égale à 1. Entre ces quantités nous avons plusieurs groupes de relations, les premières de chaque groupe étant
- _ d F dcf 'dt dx’ .(*)
- d I-I d G a dy dz’ D)
- d c d b 4K*U = dÿ~dl’ (3)
- P — pour un conducteur, <7 (4l
- K (/P .... — -jj pour un diélectrique, (?)
- les autres se déduisant de celles-ci par permutations tournantes.
- Cherchons à l’aide de ces relations les valeurs de P, Q, R et a, b, c dans le diélectriquè et les
- log y étant égal à la constante de Gauss. Quant
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- conducteurs, le champ étant supposé symétrique par rapport à l’axe des z et les composantes de la force électromotrice variant comme e'(",s+
- 2. Commençons par le diélectrique, où par hypothèse y. = i.
- Des deux dernières relations des groupes (3) et (5), nous déduisons
- dll__d b ci a
- dt dx dy’
- et par suite
- position d’un point par ses coordonnées cylim driques, r, 0, 2; elle devient
- d2R idR 1 dr‘ r dr r*
- d* R dü*
- h* R = o.
- Mais puisque par hypothèse le champ est symétrique autour de l’axe des z, R ne doit pas dépendre de 0, et nous avons
- d2 R "dr*
- L 13.
- r dr
- — A2R = o,
- d2 R_ d d b d da
- dt2 dx dt dy dt '
- Mais des groupes (i) et (2), il résulte
- da d Q dR db dR dP
- ~dt d 2 dy ’ dt~ dx dz’
- par conséquent la relation précédente devient
- d“R___d^R dMR___d_ /dP dR\
- Vap~dx2 dy2 dz\dx+ dy)'
- Or, on a
- dP d .r
- dQ , dR dy dz ~~°’
- équation de la forme de celle que nous avons considérée précédemment et qui a pour solution
- R= jcj„ {ikr) + DK„ [ilir 5e ,
- C et D étant des constantes.
- Pour avoir les deux autres composantes P et Q de la force électromotrice, remarquons que si S est la composante de cette force électromotrice suivant la perpendiculaire abaissée du point considéré sur l’axe des 2, on a
- P = S cos 6 = S Él, Q = S sin 0 = S
- dr ’ dr
- puisqu’il n’y a pas d’électricité libre, et, d’autre part, on sait que la vitesse V de propagation des phénomènes électriques à travers un diélectrique de pouvoir inducteur spécifique K est égale
- à donc, nous avons
- I d^JR _ d?_R d*JR d2 R Y2~dW dx*' dy2 + da2
- Mais, puisque nous avons supposé que les composantes de la force électromotrice varient avec 2 et / comme e'(m3 + '"\
- d8 R d t*
- = — p1 e
- tnis+pl)
- = — p2 R,
- d2 R d z*
- i {mz+pl)
- — m* e
- = — m- R,
- et par suite l’équation différentielle précédente devient
- d2R d° R d x* dy*
- lï- R = o,
- (fi)
- en posant
- A2 = m*
- É.
- V2'
- Mais S étant, à cause de la symétrie du champ, une fonction de r, 2 et / seulement, et non de 0, nous pouvons écrire
- p
- d y dx’
- Q
- dy
- dy’
- 7 étant une fonction des mêmes variables qu’il s’agit de déterminer.
- De la relation
- dP dQ dR_ dx dy dz
- nous déduisons :
- dïy dx2
- + dɣ +
- + dyi +
- d R dz
- =0.
- D’autre part, puisque P et Q satisfont tous deux à des équations de la forme (6), / doit également satisfaire à une équation de même forme. Nous avons donc
- d—i j_ lll dx2 "r dy2
- — A2
- et, du rapprochement des deux dernières relations écrites, nous obtenons :
- Transformons cette équation en exprimant la
- - o.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- R étant connu, y se trouve déterminé, ainsi que P et Q. En définitive, nous avons :
- p = - /'v j G J. (Ut r) r D K. (ikr) { e* <»» + pO. j
- Q= - W 7iÿ S G J« {Ui + D K. (*A #•) J e; :"'3 f > (7)
- R = j C J„ (Ht r) f D K, (Ht r) | e' + i"). )
- Pour avoir les composantes de l’induction magnétique, servons-nous des relations
- da _ ci Q _ d R dt ~ d% dy ’
- et des deux qui s’en déduisent par permutation tournante. Nous obtenons :
- __ m- — k* d \
- tPWW)Cim{ikr)^K*{i!lr) ic!+
- Lz
- w
- b = — 1E—JL Èl j c j (j/e,-', ). DK, (ikr) j c! <•"= + io, / ^ < lt‘ d.v ( J " ' ' °v ' )
- expressions qui nous montrent que l’induction magnétique e;i un point est normale au plan passant par ce point et l’axe des z, et que sa valeur est
- m- — k- d ip k * dr
- G J, (Ht r) + D K, (ik r)
- Qi (1113 + ,n.
- 3. Passons maintenant à la recherche des valeurs de P, Q, R, a, b, c dans les conducteurs.
- Opérant sur les groupes d’équations (i), (;,), (3) et (4) comme nous l’avons fait précédemment sur les groupes (1), (2), (3) et (5), nous arrivons pour le conducteur cylindrique à l’équation :
- d2 R , d2 R c/a R __ 4 ir h d R dx* + ~dÿ* ~dz* “ ~~a~ ~dt'
- Prenons les coordonnées cylindriques et remarquons que R est indépendant de 0 par suite de la symétrie du champ par rapport à l’axe des c; cette équation devient :
- d* R 1 tiR dr* r dr
- n2 R = o,
- L'expression de R étant ainsi connue, nous en déduisons Pet Q, puis a, b, c par la même marche que celle qui nous a servi pour le diélectrique, et nous trouvons :
- p==-SAiâJ”
- im . d T .. , .. .
- Q=----; A. -j- J„ (ut r) el (»•= + ("),
- R = AJ, (in r) c‘ (”'= + />');
- m2 — n- d . ,. ... , ,,
- a = -----— A j- J, (m r) e
- ip n‘ dy x ’
- , m* — n* . d T ,. ... , ,,
- b =----:----r- A -r- J, (m r) e1 (»” +
- ip n3 d.v ’ '
- (10
- On voit que l’induction magnétique en un point est encore normale au plan passant par ce point et l’axe des z, et que sa valeur est :
- m2 — n2 ip n2
- A dr e‘
- + i-t).
- Dans le conducteur extérieur, les équations sont de la même forme, mais leurs solutions doivent s’exprimer à l’aide des fonctions K et non des fonctions J puisque r peut alors devenir infini. Si nous désignons par E une constante et si nous posons
- nous avons :
- p.___ im _ d .. , , .. .
- p= — ,77 E Iv- (1,1 >') e‘("'3 + ,,?h Q p- E ~ K. (in’ r) e* <"•= + iO,
- R =
- E K, (in1 r) e* (m: + i>0 ;
- 00
- Ml 2 j/R rj
- a — ---:----rrr— E K (tV ?') C* t'»3 P*),
- , m2 —11!* d. ,. . ., -
- b = — -----:----n;— E -j— K, (t»' 1’) C‘ <»'= + 1> ),
- î/5 n1* dv ‘ v •
- (12)
- où
- Puisque r peut devenir nul dans le conducteur, la solution de cette équation est :
- R = A J, (in r) e1' ('«= t-1’0,
- A étant une constante.
- et pour la valeur de l’induction magnétique,
- m’z—n' ip n'i
- E-f K dr
- (i n' r) e
- i (mi + pt)
- 4. 11 nous reste maintenant à écrire les conditions sur les surfaces de contact du diélectrique et des conducteurs.
- Ces conditions sont que la force élèctromo-
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
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- trice parallèle à la surface soit continue et que la force magnétique parallèle à la surface soit également continue.
- La première condition appliquée aux deux surfaces cylindriques de rayons p et p' qui limitent le diélectrique donne, comme on le voit facilement,
- AJ, (ifîp) = CJ,(i /«p) + DKJlip) i . .
- EK0îM'p') = CJi,(t/jp,)+DK. (/ftp') S V !
- La seconde condition donne, en remplaçant
- ni2— n2, ni1— ft2, ni
- pectives
- 4 7r ;/ l p a
- — n'~ par leurs valeurs res-
- p2 4it\x'ip
- V2’ 7 ’
- «p) = - je J'0 [i ftp) -J- DK', (/ft,.) j J gEK',(i«'P') = -^ |C]'.(Zftp')+DK'.(/ft?')j |
- En éliminant A et E entre ces relations (i3) et (14) nous obtenons deux relations entre lesquelles nous pouvons éliminer les deux constantes G et D. Tous calculs faits, il vient
- [ J*' ^ n k ri + Wk 11 p) J. (*k ?)] x K'« (*’n’ ri) K-. (/ft e-') + K. (/ «' p') K', (/ ft p)J
- = f^J'. (/«p)K.«ftf) + ^J„(Z«p)K'„(Zftp)] X [1A1k'„(î»'p')J„ (/ftp') + ^ K.(/n*p')j'. (/ftp')] (.5)
- Cette équation donne la relation entre la longueur d’onde — le long du fil et la fréquence ^ de la vibration.
- Cette relation compliquée peut, à l’aide de quelques approximations, se simplifier dans les cas que nous examinerons. En effet nous avons
- **=«•-y!-
- Par conséquent si la longueur d'onde est grande,m est petit,/? est alors très petit. D’autre part nous verrons que si la longueur d’onde est
- petite, le terme négatif—~ est du même ordre
- de grandeur que m2 ; donc ft est encore petit. Comm'e p est nécessairement fini, ftp sera toujours très petit. En admettant que p' ne puisse devenir très grand, il en sera de même de ftp'. Par suite des relations (6) et (7) des préliminaires il nous vient alors
- J, (iftP)=i J. (*ftp') = J
- J„'(i ftp) = — 5/ftp J'. (//«?') = —5 Zftp'
- K» (Z ft p) — log- K. (i ftp') =1°e-
- K.’(*ftp) = -^ K/dftpO^-j^
- Si nous effectuons ces substitutions dans l’équation (15), elle devient,
- ft2
- —AA \an ( 4 «v* L V
- -o' n’ +
- V
- 1
- P
- 1
- 2
- + ; *?!<«
- 2y \ J.(/-« p) /ftp'/ J'„ (/«p) \ K„ (in’ç,')
- ) K'„(Z»'p')
- P rs_n ( ,s_ A J, (/«p) K. (/?;'&')~| 1
- 8nV> p p' V’ p J.' U » P) K.' (* «' p') ‘
- Mais puisque ftp et ftp' sont tous deux petits les quantités
- ft* ri fT/p7 et
- seront également très petites, à moins que p ne
- soit tellement petit par rapport à p' que log
- JLL
- ik p
- ne
- soit
- comparable
- à
- ft2 p'2’
- ce qui exigerait
- entre pet p' une disproportion telle qu’elle ne peut être réalisée pratiquement sur une planète ayant les dimensions de la terre.
- D’autre part, dans l’expression
- »* — nP +
- 4 7t U l p <T
- nous pouvons négliger ni1, proportionnel à l’inverse du carré de la longueur d’onde, devant le second terme qui contient .une quantité proportionnelle à la fréquence, à moins toutefois que cette fréquence ne soit comparable à celle des perturbations lumineuses, cas dans lequel m2 est grand. En exceptant ce cas et en adoptant les approximations qui précèdent on a enfin
- — __ LÉ 11 J- (/ n P) , jC_ k- (i’ip)
- ~ V* L n p J „' (Z n p) «' p' K J (i n’ p')
- 1 i L2 ( f*_ A JL ri J. (/wp) k. lin' p')~l t
- 2 V4V »’p' J„'(/«p) K„'(/h'p') J </
- °P
- 5. Remarquons que si nous posons
- (16)
- !'• J, (/«p)
- (/»' P') —
- n P Jo' (/« ?) ’ «' p' K,' (/»' p')’
- l’équation précédente peut s’écrire
- ft2:
- (.6)
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- 3o6
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- Or, puisque^ est proportionnel à la fréquence,
- „2/„ 12 -8N „'2 ,2
- P ^ É - est de l’ordre de -—^ étant la V4 A*
- longueur d’onde Par conséquent si la longueur d’onde est grande par rapport à p1 et p cette quantité est petite et l’on peut négliger le troisième terme de la parenthèse de (i6') pourvu, cependant que l et 4 ne devienent pas de l’ordre
- V2
- de grandeur de l’inverse de cette
- quantité.
- Mais d’après l’expression de \ on voit que les plus grandes valeurs que puisse prendre cette quantité correspondent à des valeurs très petites de no. Si nous supposons «p très petit, nous avons, en remplaçant J0 et J'0 par leurs valeurs approchées :
- ^__ 2 (j. _ (T ___ V2 2 ap p'2— pa
- in*p* T 2 7tpp! 4npp- (p'a — p*) V* p1
- Pour les câbles de dimensions ordinaires transmettant des oscillations beaucoup plus
- lentes que cette celles de la lumière, ^
- est une quantité excessivement petite, de telle sorte que, même dans le cas où n p est très petit, \ est encore, en pratique, petit par rapport à
- P~ (P ~ P .)
- 2 V2
- Les plus grandes valeurs de 4 correspondent à n' p' très petit. La valeur approchée de 4 pour n' p' excessivement petit est
- • / i 2 Y
- YJ =-t U. lOg : ,
- 1 • r & m'çn
- quantité très petite par rapport à —r , et l’on
- peut, comme précédemment pour montrer qu’elle est en pratique très petite par rapport à 2 V2
- p2(p'2-p2)’
- On peut donc, dans le cas des grandes longueurs d’onde, négliger toujours le troisième terme entre crochets de l’équation (16') et on a
- , __ ipl_ $ jy J- Ùw°)___iL_ Kq p') Y-----~r
- ~~ V2 \np }J(inp) 11' p' K,' (in'p1) ) log —
- (•
- Nous appliquerons successivement ces
- (17)
- di-
- verses formules aux cas des courants de faible fréquence, puis à ceux de grande fréquence.
- (A suivre).
- J. Blondin.
- DÉTAILS DE CONSTRUCTION
- DES MACHINES DYNAMO (*)
- Afin d’éviter le décalage du plan de commutation, M. Ryana recours à l’emploi bien connu des enroulements compensateurs; mais il les dispose (fig. i)dans des rainures abc... entaillées dans les pièces polaires N S NiSj. Chacun des enroulements : un par pôle, parti, par exemple, de Z>,se bobine sur bc puis sur ad. Les rainures s’ouvrent du côté de l’armature par des fentes très minces, juste suffisantes pour empêcher la formation de circuits magnétiques locaux, et le nombre des ampères-tours des enroulements compensateurs doit être égal à celui des ampères-tours de l’armature. Cette disposi-
- Fig. 1 et 2. — Dynamo compensée Ryan (1893).
- tion permet d’employer les circuits compensateurs sans augmenter l’entrefer de l’armature, et sans rompre sensiblement la continuité magnétique des pièces polaires.
- L’armatùre de la dynamo Sperry représentée par les figures 3 et 4 a son noyau constitué par une série de disques lamellaires oxydés D, divisés en groupes de quatre, séparés par des rondelles isolantes E, et enfilés sur un arbre carré A', qui permet de se dispenser des boulons d’assemblage. Le tout est serré entre deux plateaux F F' par des écrous C C'. Les disques extrêmes et médians sont entaillés (fig. 4) de créneaux I', plus larges que les autres, afin d’empêcher la dispersion latérale des lignes de force, et les enroulements sont retenus par des cales J, qui n’empêchent pas la ventilation de l’armature, dont la construction est simple et robuste.
- On peut en dire autant de l’armature de
- (*) La Lumière Électrique du 16 septembre, p. 5og.
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
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- Parshall (fig. 5), dont la couronne lamellaire A est solidement assujettie sur le tambour B par des cales en queue d’aronde G, avec garniture en métal blanc.
- Le corps de l'armature Schuyler et Wheeler,
- gjgj 1MME0Ï1 riïifffîirTînrïïnnTniffllflTniïïniïfn.^
- TT L .V ' cT „ 1 .T |-: " r—1./~l ”3
- MBH
- Fig. 3 et 4. — Armature lamellaire Sperry (189.3). Coupe diamétrale et détail d’une gorge.
- représenté par les figures 6 à 10, est constitué par une série de demi-rondelles crénelées C G, assemblées en A, et juxtaposées à joints rompus de manière à assurer une ventilation parfaite,
- file les boulons AA. Les lignes aabb indiquent clairement la manière dont se fait cet
- Fig. 6 à 10 — Armature Schuyler et Wheeler (i8g3).
- Fig. 5. — Armature Parshall ^General Electric C°) (1893).
- puis reliées en un tout par des boulons B. On assemble et l’on bobine séparément, comme en figures 9 et 10, deux séries de demi-disques constitués en superposant alternativement une petite lame (fig. 6) à une grande (fig. 7), puis on emboîte ces deux moitiés d’armature, et l’on en-
- emboîtement. La construction de cette armature est très simple, et il est facile de donner aux
- Fig, 11. — Armature Bassett (General Electric C°) (18931.
- boulons A A la section nécessaire pour résister à la force centrifuge.
- Afin de simplifier les connexions de l’arma-
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- ture au collecteur dans les dynamos multipolaires, M. Bassell procède, pour relier une section de l’armature D à sa conjuguée D' (fig. n), de la manière suivante. De D', part, dans le cas d’une dynamo à quatre pôles, un fil E, dont la première partie, d’abord radiale en e, s’applique en e' sur l’arbre A, à 45° de e, puis revient sur A par e", à 90° de e', reprendre la deuxième partie
- radiale e'", qui rejoint D par l’attache F F'. On commence par enrouler sur un mandrin correspondant à l’arbre A toutes les connexions ee' jusqu’en k, puis on les entoure d’une corde G, au-dessus de laquelle on enroule la seconde partie e''em des connexions, que l’on entoure d’une seconde corde G'. On retire ensuite le mandrin, et l’on enfile le tambour ainsi formé
- sur l’arbre A, où on le fixe par un troisième cerclage H, qui réunit les connexions aux fils D D'.
- Les balais en charbon B de la dynamo Reisl sont (6g. 12 et i3) appuyés sur le collecteur, par l’intermédiaire d’un ressort C, au moyen d’un bras D, articulé en d et pressé sur G par un ressort F, réglable au moyen d’un écrou g.
- par le levier G du ressort H, dont on règle la tension par l’écrou J. Cet écrou est fendu et forcé sur sa vis avec une pression suffisante pour l’assurer contre tout desserrage. C’est une disposition robuste et très simple.
- Afin d’éviter les étincelles, M. Fiske emploie (fig. 16 et 17) deux balais : l’un en carbone B et
- Quand on lève les balais, dès que le ressort F dépasse la position xx, il agit pour maintenir les balais levés, en appuyant D sur la barre A' : on peut facilement ainsi que l’indique la figure 12 grouper plusieurs de ces balais sur une même rampe A, dans des châssis A2, simples et très légers.
- Le porte-balai de J. Shaw consiste (fig. 14 et i5) en un bloc D coulissé en a, serrant le balai b par la vis F, et poussé normalement sur le collecteur
- l’autre en cuivre A, un peu en arrière de B, de façon que la mise en court circuit de commutation s’opère au travers du balai de charbon, moins conducteur que le cuivre; puis le courant passe sans résistance au travers du balai de cuivre. On peut, au lieu d’étager les balais A et B, les disposer sur un même plan, mais en inclinant, comme en figure 17, les segments du collecteur. .«• La dynamo de M. W.-H. EAkins représentée par la figure 18 a deux paires d’inducteurs met m'
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- et deux paires de balais B B' B2B3 : dans cha- I B' et B2, tandis que l’autre est contrôlé par un Cune de ces paires de balais, il y a un balai fixe I électro-aimant F et F', en série avec ce balai,
- Fig. 18. — Dynamo à deux circuits Elkins (Compagnie Thomson-Houston) (1892).
- l’une des paires d’inducteurs et le circuit extérieur qu’il dessert. De cette manière, chacun de
- Fig. 19 à 21. — Régulation Élihu Thomson (1892).
- ces deux circuits est régularisé indépendamment de l’autre. Dans chacun de ces circuits se trouve
- un commutateur E, et E', actionné par des électros D et D'. qui, dès que le courant s’annule dans son circuit, lâche son armature d, et ferme ainsi, sur la paire de balais correspondante, une dérivation, de manière à conserver au champ magnétique MM' son intensité moyenne malgré l’annulation de l’un des deux circuits extérieurs. Chacun de ces circuits fonctionne ainsi tout à fait indépendemment de l’autre.
- La régularisation d'Elihu Thomson représentée schématiquement par la figure 19 fonctionne comme il suit. Quand le potentiel augmente sur le circuit a b de l’alternateur A, les solénoïdes C C, montés sur le secondaire S du transformateur T'S, repoussent les solénoïdes C'C', malgré le ressort réglable Z, et ferment en K, sur une partie mn des inducteurs F F' de l’excitatrice E, la dérivation /e, de sorte que l’excitation du champ F2 de A baisse, ainsi que le potentiel en a b, jusqu’au rappel de C C par Z. En marche, les solénoïdes C' C' se mettent à osciller périodiquement, de manière que le potentiel en a reste pratiquement constant, malgré les variations de A, et l’on peut entourer les inducteurs de l’excitatrice E d’une bande de cuivre qui amortisse les effets des ruptures en K et y empêche la production des étincelles.
- Si l’on veut, au lieu de maintenir le potentiel invariable en ab, l’augmenter avec la charge du circuit T T', il suffit d’ajouter (fig. 20) au solé-noïde G un solénoïde à gros fil c2, dérivé en ij
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
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- sur a b de manière à empêcher le contact K de se fermer quand la charge augmente.
- Les solénoïdes G'G' peuvent, comme l’indique la figure 21, être disposés au-dessous des solénoïdes fixes C G aux extrémités d’un fléau de balance W' w.
- Dans le cas d’une dynamo à courants continus, les solénoïdes G C sont remplacés par un électro-aimant en dérivation sur a b (fig. 21), et dont l’armature commande le contact K. Cet électro peut aussi être compoundé (fig. 23) avec un enroulement G G dérivé en ij sur le circuit
- i
- Fig. 22 et 23. — Régulation Thomson-Houston.
- principal cd, et un enroulement différentiel H H, opposé au premier, en série sur cd, de manière à en contrebalancer les effets, et à augmenter l’excitation de A avec sa charge.
- Le synchronisateur de Bell consiste (fig. 24) en deux électro-aimants G G, disposés chacun en face d’un diaphragme d’acier A', aux extrémités d’une même chambre sonore ou résonateur A. Ces électros sont actionnés par les secondaires J' J' (fig. 26) dont les primaires sont dérivés sur les alternateurs F F', accouplés en parallèle par le commutateur H I sur le circuit unique G. Il en résulte que les membranes A' se mettent à vibrer en concordance avec les périodes des dynamos F et F', et que la moindre discordance
- entre ces périodes .se manifeste par une interférence de leurs sons ou par un battement caractéristique. On rétablit le synchronisme entre les dynamos F et F' en manœuvrant le commutateur HH' jusqu’à la suppression de ce battement.
- Pour commander, par exemple, un moteur K par l’alternateur F (fig. 27), on commence par lancer F à sa vitesse normale en circuit ouvert en II, puis le moteur K, au moyen du petit mo-
- Fig. 24 à 28. — Synchroniseur L. Bell (General Electric C°) (.893).
- teur auxiliaire K'. Quand le synchronisme de F et de K est atteint, ce que l’on constate au synchroniseur J J', on sépare Iv' de K, et l’on ferme le circuit F K d’un seul coup du levier S, qui commande à la fois le commutateur II et la courroie de K' en S'.
- En pratique, il est préférable de renfermer, comme l’indique la figure 28, les électros et les membranes du synchroniseur dans une même enveloppe B.
- MM. Lucas et New ont récemment proposé pour transformer en courants continus, sur le circuit P P' (fig. 3a) les courants alternatifs d’une
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- dynamo H le système représenté parles figures 29 à 3i.
- Les bornes E E' de l’alternateur E sont reliées par les balais ee' aux collecteurs II et II' d’un commirtateur F, composé de 5o segments reliés alternativement aux collecteurs H et H', et ces segments sont reliés par les balais / et /' aux bornes P et P' du circuit transformé. Ce commutateur est monté sur l’axe G d’un moteur K, synchronisable avec l’alternateur F, auquel il est
- relié en parallèle par les balais ce', et qui est mis en train par un second moteur self-starting K,, monté en parallèle avec K sur ee'. L’arbre G' de K est relié à l’arbre G de K' par un embrayage L, qui sépare G' de G et K' du circuit, sous l’action des boules centrifuges L', dès que l’on atteint la vitesse du synchronisme de K avec F.
- Le Courant, ainsi redressé par le commutateur F, traverse les deux électro-aimants N et N', qui,
- Fig-, 29 à 3i. — Transformateur Lucas et New (1892). Coupes A B, C D et schéma des circuits.
- tant que ce courant suit la direction voulue, attirent l’aimant permanent M M dans la position indiquée en figure 3o; mais, dès que ce courant, pour une raison quelconque, change de sens, les électros N N' rappellent MM dans la position pointillée, et font basculer, par lescliquetsm m, d’un cinquantième de tour, le châssis I des balais e e' h h', de manière à rectifier le courant.
- Le dispositif d’Elihu Thomson représenté par le schéma figure 3a a, au contraire, pour objet de transformer les courants continus d’un circuit m n en courants alternatifs de très haute ten-
- sion 'et de grande fréquence. Il comprend, en dérivation sur m n, une bobine I, à grands nombre de tours, avec noyau lamellaire et un déchargeur G, composé de deux sphères avec aimant souffleur M, rompant leur arc, puis, en dérivation b b sur G, une impédance H, avec condensateur K.
- Après avoir rétabli le circuit en approchant les boules G au contact, on les sépare de manière qu’il s’établisse, au condensateur, le régime de charge et de décharge suivant. La séparation des boules G tend à dériver le courant sur le
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- transformateur K, qui se charge en arrêtant les étincelles en G, parce que l’auto-induction de I s’oppose au passage du courant assez pour empêcher ces étincelles pendant le chargement de K; puis, à la fin de ce chargement, qui est très rapide, l’étincelle se reforme en G, et le conden-
- sateur se décharge. A moins que la capacité du condensateur K ou l’auto-induction de H ne soient très grandes, on obtient ainsi des charges et des décharges excessivement rapides : jusqu'à 3oooo à 40000 par seconde. Quant à* l’auto-induction de 1, elle doit être évidemment aussi
- grande que possible, puisqu’elle a pour but d’atténuer le plus possible les variations du courant sur la dérivation m n.
- On peut, comme en figure 33, entourer II d’une deuxième bobine parallèle, entre les bornes T T' de laquelle jaillissent alors des décharges
- d’un potentiel très élevé qui peuvent (fig. 34) être utilisées, par exemple, dans une lampe à décharges L.
- M. Hunier propose, pour la transmission de l’électricité par courants ondulatoires, le système représenté par le schéma figure 35, et qui
- lug\ 35 et 36. — Distribution I-Iunter (Compagnie Thomson-Houston) (1892).
- consiste à alimenter le circuit AA simultanément par Une dynamo continue à haute tension B et par un alternateur C au moyen d’un transformateur D. La dynamo B ajoute son courant continu de potentiel X X (fig. 36) au courant alternatif de D, de manière à produire le courant ondulatoire, c’est-à-dire, périodiquement varia-
- ble sans changement de signe, figuré par la courbe ondulée de part et d’autre de la droite Y Y. Gomme C n’est relié à A que par un transformateur sans auto-induction, il en résulte que les deux dynamos B et G marchent sans interférer l’une avec l’autre. '
- Le circuit A A peut avantageusement action*
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- ner un certain nombre d’appareils, tels que, par exemple, en F, une réceptrice enroulée en série,
- Fig. 37 —Transformateur variable Siemens etHalske(i893).
- et dérivée en H II avec une impédance G, qui n’y laisse arriver que le courant continu, ou des
- lampes M ou I alimentées, soit directement par le secondaire à gros fil d’un transformateur simple N, soit par celui J d’un transformateur à condensateur K, qui arrête, au contraire, le courant continu. Il peut aussi charger directement une pile T, dont l’auto-induction d’entre-plaques suffit pour n’y laisser passer que le courant continu.
- Il se produit en général, dans les transformateurs., deux genres de pertes : celles dues à
- Fig. 38 et 39. — Transformateur Brown (1892).
- réchauffement des enroulement et celles dues à l’aimantation des noyaux, ces dernières, à peu près indépendantes de la charge du transformateur. Gomme les premières pertes augmentent avec la charge, il en résulte que dans les transformateurs à charges très variables les secondes pertes occasionnent des déchets beaucoup plus considérables en faible puissance qu’en pleine marche. MM. Siemens et Halske ont récemment proposé de remédier à cet incon-
- vénient en faisant varier les enroulements du transformateur avec sa charge de manière à diminuer avec cette charge l’énergie nécessaire pour maintenir le magnétisme du noyau. L’invention est fondée sur le principe que la relation existant entre les tensions des circuits primaires
- et secondaires ne dépend que des proportions relatives de ces circuits, de sorte que si on les fait varier simultanément de manière à ne pas changer cette proportion, la transformation ne change pas.
- Le transformateur porte à cet effet (fig. 37)
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- deux ou plusieurs primaires 114 w2... sur la génératrice D et autant de secondaires W, W2... sur le circuit extérieur. Ces enroulements peuvent être à volonté, et par le commutateur S, reliées en parallèle en h., h2, PI2 H2, comme c’est le cas dans la position figurée ou en série, quand on amène G dans la position pointillée, correspondant au travail en faible charge. On réduit ainsi de moitié la puissance du transformateur, ce qui suffit amplement encore pour les besoins de la pratique : en effet, dans la plupart des distribu-
- Fig. 43 à 47. — Moteur polyphasé Brown (1893).
- Ensemble. Détails de l’enroulement
- tions, la puissance à distribuer s’abaisse aux heures de faible débit à 10 ou i5 0/0 de la pleine puissance.
- M. Brown constitue (fig. 38 et 39) le noyau N de son transformateur d’un paquet de lames minces, isolées, assemblées entre les joues en bronze B„B0 par les vis isolées R Rx; le tout est tourné en (orme d’un cylindre tronqué aux deux bouts, comme en N,, pour mieux s’adapter sur les masses magnétiques lamellaires G0, avec lesquelles il forme un circuit magnétique complet, puis enfermé dans une boîte B, à nervures refroidissantes A A. Les enroulements primaires
- et secondaires sont enroulés sur des tubes en carton, que l’on enfile et superpose sur le noyau. Les bornes du secondaire sont constituées chacune par un cône K, isolé dans son boisseau, et auquel on fixe d’une part l’une des extrémités du gros fil, et, de l’autre, en D E, la prise R du circuit extérieur. Les bornes du primaire sont formées chacune d’un conducteur G, cimenté dans un tube en verre V, à stuffing box F, avec collets de cuir C C,. La boîte B est fermée par un couvercle A, à vis I, appuyant les extrémités du noyau N sur C,„ et percées de trous dans lesquels on passe une barre pour le transport du transformateur.
- Le transformateur d’yljoo//o;zjconsiste (fig. 40
- r7Zy-
- Fig. 48. —Moteur Brown. Schéma de l’enroulement.
- à 42) en un tambour lamellaire A, dans les ouvertures B duquel on montre deux séries de bobines CC, D D, constituant, en les connectant respectivement aux collecteurs E et H, deux anneaux Paccinotti à balais F G et M I. Si l’on envoie un courant continu dans l’une de ces paires de balais, M I, par exemple, et qu’on les fasse tourner, les pôles développés en C G tourneront avec eux et induiront en D D un courant continu, transformé du premier, et recueilli par les balais F G tournant avec M I, égal au courant primaire seulement, si les enroulements G et D sont identiques.
- En figure 41 les enroulements extérieurs 1,2... 8 sont reliés en série et sans commutateur, de sorte que. si l’on fait faire % tours par seconde
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- JOURNAL UNÏVERSÈL D’ÉLECTRICITÉ
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- aux quatre balais F G J K, qui amènent le courant continu aux enroulements intérieurs D, les enroulements extérieurs débiteront un courant alternatif de 24 périodes par seconde. Inversement, si l’on envoie un courant alternatif dans l’enroulement extérieur, et si l’on fait tourner les balais/G J K de l’armature extérieure synchroniquement avec les phases de ce courant, on le transformer en un courant continu sur D D.
- En figure 42 l’enroulement intérieur DD constitue comme en figure 40 un anneau Paccinotti à 2 pôles, et l’extérieur G C C un enroulement continu, fermé sur lui-même, avec trois fils PQR écartés de 120°, de sorte qu’un courant continu envoyé aux balais N et O développé en G trois courants alternatifs déphasés de 120°, et réciproquement.
- Dans le moteur polyphasé Brown représenté par les figures 4? à 48 l’enroulement extérieur A, qui reçoit le courant primaire, est fixé, et son anneau At est formé de disques lamellaires serrées entre les nervures A2 du châssis assemblé par lesboulons B. Ces rondelles A, sont percées de trous A3 (fig. q5) traversés par les fils de l’enroulement que l’on rabat (fig. 47), suivant des arcs de cercle concentrique à l’axe de la dynamo, de chaque côtés des trous, en soudant ensemble leurs extrémités adjacentes, de manière à constituer l’enroulement indiqué en figure 48, parfaitement symétrique, accessible et compact.
- L’armature tournante D est analogue à l’inducteur fixe; mais, pour les grands moteurs, les extrémités de ses enroulements sont reliées à des collecteurs à frottement, qui permettent d’intercaler des résistances diminuant l’intensité du courant au démarrage.
- Gustave Richard.
- L’ÉLECTRICITÉ A LA SEPTIÈME EXPOSITION
- DE D’ASSOCIATION NATIONAI.E DE LA MEUNERIE FRANÇAISE
- . Comme les six précédentes cette exposition s’est tenue aux Champs-Elysées dans le pavillon de la Ville de Paris, en même temps qu'un Congrès spécial accompagné de la remise de
- médailles d’honneur aux ouvriers et terminé par un banquet à l’Hôtel Continental.
- Evidemment l’électricité y est bien moins copieusement représentée que si l’Exposition du Progrès ne se tenait pas dans le Palais voisin. En effet, des industriels dont les usines sont le plus souvent situées dans des agglomérations rurales, et près de chutes d’eau dont l’utilisation n’est point complète, apprécient à sa juste valeur l’importance des services que l’installation de la lumière électrique est appelée à leur rendre. Non seulement elle met à leur disposition pour l’éclairage de leurs établissements une source brillante et sans danger, mais elle leur permet d’établir dans des conditions exceptionnellement favorables les transports de force dont ils ont besoin, et de plus elle les met à même d’ajouter à leur industrie la fourniture du courant à des agglomérations rurales, ou même à des usines du voisinage.
- Nous remarquons comme tous les ans l’exposition spéciale de MM. Amelin et Renaud, qui ont déjà depuis longtemps introduit l’éclairage électrique dans leur maison de fournitures spéciales et qui ont adopté un des meilleurs systèmes connus, celui de la Compagnie Ganz. Leur installation se compose d’un groupe très bien disposé de lampes à incandescence de puissance remarquable et de plusieurs transports de force. Tout l’éclairage de ce pavillon a été organisé par ces habiles ingénieurs.
- MM. Weyher et Richemond ont envoyé une machine horizontale fixe à quatre distributeurs circulaires, et une machine dynamo du système Brown dont l'analogue se trouve dans le palais voisin.
- Nous trouvons un nombre'considérable d’appareils pour employer le pétrole soit comme carburateur, soit comme combustible direct au chauffage de moteurs combinés le plus souvent avec l’installation d’un éclairage au gaz. Ces systèmes, dont le nombre est légion, offrent tous les dangers inhérents à l’introduction d’un agent combustible et nous comprenons difficilement la séduction qu’ils exercent trop souvent sur les propriétaires de moulins.
- Il est facile de comprendre que l’on constate dans le pavillon la présence d’un nombre considérable soit d’extincteurs, soit d’extincteurs-avertisseurs, soit d'avertisseurs de différents systèmes. Le plus simple de toute cette série
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- d’appareils est sans contredit celui de MM. De-lahaye et Boutillet, qui a été récemment présenté à l’Académie des sciences et est mis pour la première fois sous les yeux du public dans cette exposition.
- Il se compose d’une sphère en aluminium, équilibrée par un contrepoids que l’on peut ajouter au moyen d’une vis, de manière à obtenir une horizontalité parfaite. Si la densité de l’air se trouve diminuée brusquement soit par une élévation de température soit par une fuite de gaz, le levier basculera, un circuit voltaïque se fermera par suite de l’établissement d’un contact, et un signal d’appel retentira.
- L’idée n’est pas précisément nouvelle, mais l’emploi d’un métal aussi léger que l’aluminium et d’un contrepoids à vis que l’on peut régler à la main permet peut-être de ne point s’arrêter à des critiques qui se sont produites toutes les fois qu’on a proposé des instruments analogues et qui ont trouvé de l’écho à l'Académie des sciences.
- Lorsque M. Bertrand, secrétaire perpétuel, a présenté cet appareil simple, des objections lui ont été faites par M. Berthelot, son collègue. Le savant chimiste se basait principalement sur l’effet du changement de pression barométrique qui, disait-il, pourrait vicier les indications. Il serait certainement possible de tenir compte de cette modification en raréfiant dans une certaine proportion l’air contenu dans l’intérieur de la sphère d’aluminium et en la faisant très mince. En effet, lorsque la pression s’élèverait au-dessus de celle qui régnait lors de cette petite opération, la boule se contracterait un peu. Elle diminuerait de volume, ce qui compenserait amplement l’accroissement de densité de l’air. Mais il est plus simple d’ajuster le contrepoids de temps en temps lorsqu’il se produit de violents et rapides changements dans la pression ambiante. En effet, il est excessivement rare que l’augmentation de la densité provenant de cette cause s’élève à plus de 20 millimètres en 24 heures, soit environ 1/76 de la pression normale; cet effet tout à fait exceptionnel serait identique à celui que produirait un changement de température qui ne dépasserait pas 3°C. Il serait hors d’état de mettre l’avertisseur en mouvement même s’il se produisait rapidement et non d’une façon progressive. Quant aux changements brusques de température prove-
- nant des vicissitudes des saisons, ils sont à peu près insignifiants dans l’intérieur des chambres où l'indicateur est renfermé. On n’a pas non plus à s’en préoccuper si on surveille de temps en temps la marche de l’appareil, afin de rétablir l’équilibre troublé par des causes inoffensives ne faisant courir aucun des dangers de la nature de ceux dont le but de l’appareil est précisément de signaler l’existence.
- Nous avons également vu avec intérêt une petite lampe à incandescence de trois bougies fort élégante et fort régulière. Elle est alimentée par l’accumulateur Phœbus de la Compagnie générale d’électricité. Le prospectus accuse une capacité de 14 ampères-heures par kilog. d’électrodes montées (en y comprenant les barres de connexion et les isolants des plaques). La Compagnie générale présente un certificat du Laboratoire central dont nous aimons à constater que les industriels commencent à invoquer l’autorité.
- Signalons encore la machine à vapeur domestique « Acmé », du système Rochester, à chaudière tubulaire en spirale, qui diffère de celles que l’on connaît par un grand nombre de dispositions nouvelles.
- Le foyer est alimenté par un jet de vapeur facile à régler et qui arrive chargée de pétrole pulvérisé. Cette disposition a l’avantage de permettre l’emploi d’huiles lourdes au lieu d’essences, toujours chères, lorsqu’elles ne sont pas plus ou moins dangereuses à manier.
- Nous féliciterons l’Association nationale du goût parfait avec lequel l’exposition a été organisée, du libéralisme avec lequel le droit d’entrée a été supprimé et des catalogues très com-pléts mis gratuitement à la disposition du public, ainsi qu’un cabinet de lecture spécial, et une carte très complète de l’exposition. Enfin, comme dans les meilleures expositions d’outre-Manche, un service postal télégraphique et téléphonique a été assuré par des installations provisoires. On voit que l’Association est dans une voie de prospérité remarquable qui fait honneur à l’esprit d'initiative du comité de di-rectiçn et de son président, l’honorable M. Du-bray, meunier à Boissy-l’Aillerie (Seine-et-Oise), et ancien président des expériences de mouture.
- W. de Fonvielle.
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- o I 7
- A l’ROPOS
- DE LA THÉORIE DES MOTEURS
- A FLUX TOURNANT
- Sous ce titre, M. Boucherot a publié dans les n°‘ 43 et 44 de La Lumière Électrique deux articles sur la question des moteurs à flux tournant. Selon lui, la théorie en a été faite d’une façon magistrale par MM. Ilutin et Leblanc; tous ceux qui ont repris le problème se sont trompés, et dire un mot de plus sur le sujet serait de trop. Étant mêlé à la question, j’ai cependant cru de mon devoir de faire quelques remarques au sujet de ces deux articles.
- M. Boucherot trouve extraordinaire que bien des auteurs aient trouvé des résultats différents. Il n’y a cependant rien d’impossible à cela, vu que chacun de ces auteurs a traité un cas particulier du problème avec des données différentes, et non le cas général. Ainsi, en ce qui me Concerne, M. Boucherot fait remarquer que j’ai soutenu « l’assertion » que les moteurs à champ tournant ne pouvaient avoir un rendement supérieur à 3o 0/0.
- Je prierai M. Boucherot de bien vouloir remarquer que je- n’ai nullement soutenu cette « assertion », que ce n’est que dans un exemple bien déterminé et en supposant la self-induction des enroulements mobiles nulle que je suis arrivé à ce résultat. Voici du reste une phrase que je détache de la note à laquelle M. Boucherot fait allusion et qui prouve que je savais très bien avoir négligé un facteur important dans ce calcul : « Ceci provient de ce que nous n’avons pas tenu compte d’un facteur très important, la self-induction », et plus loin, toujours dans la même note : « Le couple deviendra évidemment beaucoup plus important qu’il ne l’était au démarrage, et le rendement du moteur ne pourra que s’élever considérablement ».
- Je n’ai pas traité mathématiquement le cas où les spires mobiles auraient un coefficient de self-induction, car je crois le problème trop complexe. Le simplifier en supposant ce coefficient constant me paraît téméraire, vu que c’est un facteur « très important » et que sa valeur peut varier du simple au double. C’est cependant ce qu’ont fait MM. Mutin et Leblanc dans leur théorie.
- Pour donner une idée de la complexité du problème si on veut le traiter avec toute sa rigueur, établissons, suivant les notations de MM. Mutin et Leblanc, la formule donnant l’expression de la puissance à un instant l. D’après ces messieurs, cette expression est (') :
- d'y
- 'ai
- d M, d M'.J
- ~dÉ + 1 ~dT J-
- Je crois que cette expression est inexacte; on a en effet :
- dT_ y d (I M, J) dt d t
- dT___d (M, J I) à(M'.JI') d (AL J' I) , d (ML J' I')
- dt dl + dt + dt + dt ’
- Or
- !=/«)
- M, =/', (/ U) si o — K.
- M, =/, (t)
- , j = r. (i m,)
- j =y, (t>.
- d T
- On arriverait donc pour la valeur de à la somme des quatre termes suivants :
- d (M, J I) _ T j 4M, dj . dl
- ---dt J 1 ~df + 'M| 1 dt ~ J dl’
- d (AU, J T') _ d AF, rdJXT M, dV
- — .1 i „ dl , J Al , ,
- dt
- d (M, J' I) dt
- = J' I
- dt
- d M. dt
- dt
- dl
- + M,I + it
- Je ne sais pourquoi MM. Mutin et Leblanc se sont bornés au premier terme, puisque, quelques lignes avant, dans l’expression de la force contre-électromotrice :
- d N _ _ d (I M) dt ~~ dt ’
- ils ont considéré I et M comme variables et ont posé :
- e = M
- d ! dt
- + I r dt
- Pour terminer ces quelques observations, je ferai remarquer que les expériences de M. Boucherot ne sont pas tout à faitconcluantes. Rien, en effet, n’est plus facile que d’établir une théorie des moteurs à flux tournant si l’on admet qu’il y
- (*) La Lumière Electrique, t. XL, 1891.
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- a réellement un « flux tournant » effectuant une ou plusieurs révolutions en une période du courant alternatif. Ce qu’il faut démontrer, c’est qu’il en est ainsi, en faisant des mesures sur un moteur à flux tournant. Elles consisteraient à déterminer, à diverses vitesses, le couple moteur et la puissance électrique absorbée.
- Mais si, au contraire, comme le fait M. Bou-cherot, on se met exactement dans les conditions qui ont servi à édifier la théorie, c’est-à-dire si l’on établit un champ constant et que l’on y fasse tourner une armature contenant des spires en court circuit, il n’y a rien d’éton-nant à ce que l’on retrouve les résultats fournis par cette théorie.
- Quant à moi, je crois que l’on ne peut pas
- Fig. 1
- traiter le problème comme celui d’un champ d’intensité constante effectuant un certain nombre de révolutions par seconde. J’ai traité la question comme suit :
- Soient A, B (fig. î) des électros parcourus par un courant sinusoïdal ; C, D des électros parcourus par un courant cosinusoïdal. A chaque instant, il y a dans des circuits tels que A, », c, m une force magnétomotrice ni qui y détermine un flux variable N. Ces variations de flux font naître un courant secondaire dans les spires », et c’est l’action de ce courant sur le flux qui détermine la rotation de l’armature A.
- N Je ne m’étendrai pas davantage sur la question, renvoyant ceux que le sujet intéresse à ma note publiée dans le Bulletin de VAssociation des ingénieurs électriciens sortis de l’Institut Montefiore.
- D. Farman.
- RHÉOSTATS INDUSTRIELS
- Pour des essais de tout genre, les électriciens qui ne possèdent pas la série coûteuse des appareils de mesure peuvent avoir besoin de rhéostats de diverses catégories. Les rhéocordes à fil tendu et à curseur (type Wheatstone) offrent l’inconvénient de ne donner que des résistances très faibles utilisables dans un petit nombre de cas. De leur côté, les résistances à eau, formées de tubes en U d’un diamètre indéterminé, dans lesquels glisse un fil métallique recouvert de gutta-percha, recourbé et muni à ses deux extrémités de bouchons en ébonite terminés par des pièces métalliques en contact avec le fil, manquent absolument de précision. Suivant que l’on élève ou que l’on enfonce ces fils dans le tube en U, on augmente ou diminue la résistance du circuit; mais rien n’indique la valeur en ohms de la colonne liquide intercalée entre les réophores. Enfin, les résistances formées de bobines de fil exigent, pour avoir une valeur électrique réelle, des mesures et des soins de construction qui en accroissent naturellement le prix.
- Une boîte de iooooo unités, par exemple, se trouve rarement dans un laboratoire secondaire. C’est en vue de remédier d’un côté au manque de précision des modèles susmentionnés et, de l’autre de fournir des rhéostats d’un prix abordable aux nombreux électriciens de profession ou amateurs qui s’occupent de recherches, qu’ont été créés les modèles décrits ci-après.
- Rappelons d’abord, ayant de passer à la description des appareils, sur quel principe ils sont basés.
- La résistance d’un prisme ou d’un cylindre d’une matière donnée varie, comme on le sait, en raison directe de sa longueur et en raison inverse de sa section droite. Elle est donc égale
- à R l2Pyeui R étant un coefficient dépendant section r
- seulement de la matière considérée.
- R, ou la résistance spécifique de la matière, est la résistance comprise entre deux faces opposées d’un cube de la substance employée, ayant l’unité pour côté. Dans le système G.G.S., c’est la résistance comprise entre deux faces opposées d’un centimètre cube (de forme cubique),
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- Si donc on se donne une longueur et une section déterminées, soit d’un prisme d’une substance solide, soit d’une colonne liquide et qu’on cherche dans une des tables de Blavier, de Gordon et d’Everett, donnant les résistances spécifiques de nombreux solides ou liquides, 011 trouve immédiatement en unités légales la valeur de la résistance qu’on a créée. De là dérivent les deux types d’appareils ci-après, consacrés par un long usage, car les deux premiers, constitués par des solides, ont figuré à l’Exposition d’électricité de 1881, et les seconds, à liquides, se trouvaient à celle de Paris en 1889.
- Si l’on voulait atteindre une précision absolue, il conviendrait de tenir compte de l’action annexe due au contact des corps conducteurs servant de prises de courant (charbon, platine, etc.) avec les liquides variés que l’on utilisera. Les professeurs Ayrton et Perry ont déterminé les forces électromotrices produites par les contacts deux à deux, d’un grand nombre de substances. Ils ont résumé leurs essais dans des tables (*) qu’il suffirait de consulter. Mais, comme pour des besoins industriels ou des essais sommaires cette correction n’est pas indispensable, on peut la négliger.
- Rhéostat circulaire. — Soit un disque de matière isolante et inattaquable aux acides A B. Dans ce disque est pratiquée une gorge profonde H K E, calibrée régulièrement de façon à présenter une section droite égale en tous ses points. Une cloison d’ébonite N coupe cette rainure. On a ainsi un anneau non fermé.’ Au centre du disque, en G, est fixée une petite manivelle métallique terminée à son extrémité D par une poignée isolante. En avant de D, sur la face inférieure de la manivelle, est implantée une goupille en platine G qui descend verticalement dans la gorge et plonge par conséquent dans le liquide dont celle-ci est remplie. Le pivot de la manivelle est relié directement à la borne d’entrée R du rhéostat. D’autre part, en E, se trouve une goupille fixe, également en platine, pénétrant à frottement dur à travers le disque isolant, près de la cloison qui coupe la rainure. Cette seconde goupille communique avec la borne de sortie R' du rhéostat.
- (<) V. Blavier (Traité d'électricité) et Unités et constantes physiques, par Everett; Gordon, Traité d'électricité
- Le pourtour de la rainure est divisé en centimètres et en millimètres. Supposons cette gorge large de 1 centimètre, remplie de mercure à une hauteur de 1 centimètre. La section droite de la colonne de mercure sera donc de 1 centimètre carré ; la longueur sera donnée par la distance entre la goupille fixe et la goupille mobile, qui sera franchie par le courant. En consultant les tables de Blavier et d’Everett qui donnent la résistance spécifique du mercure, on aura immédiatement, par un simple calcul, la valeur de la résistance introduite dans le circuit. Pour éviter ces calculs si simples qu’ils soient, on joint à chaque appareil une table donnant la résistance,
- Fig. 1 et 2.
- par millimètre et par centimètre, d’un certain nombre de solutions. Une lecture de la graduation portée sur le pourtour de la gorge suffit pour connaître la valeur cherchée.
- Le schéma 1 montre la marche du courant : il arrive par la borne R, suit le bras G MD, que nous supposerons, par exemple, au point Iv, et, parcourt la colonne liquide, de ce point K à la goupille E reliée à la borne de sortie R'. S’il s’agit d’obtenir de faibles résistances, le mercure suffira et se trouvera tout indiqué; s’il s’agit de résistances moyennes, on pourra utiliser les solutions de sels de zinc, cuivre, etc., en proportions variables: s’il s’agit enfin de créer de très fortes résistances, on remplacera les solutions et le mercure par de l’eau pure. Dans le premier cas, on aura des résistances correspondant à des fractions d’unité : dans le
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- second cas, c’est-à-dire avec les solutions de proportions variables, on obtiendra des valeurs oscillant entre quelques unités et quelques milliers d'ohms; enfin, avec l’eau pure, on aura des résistances pouvant atteindre jusqu’à plusieurs mégohms.
- L’instrument reste le même, la graduation ne varie pas, la nature du corps a seule changé. En opérant à la même température et toutes choses égales d’ailleurs, on reproduira aisément les résistances portées sur la table accompagnant chaque appareil et l’on obtiendra des résultats parfaitement comparables. L’appareil qui peut donner, on le voit, des mesures en unités légales, peut aussi, en raison de sa simplicité de manoeuvre, servir de graduateur de courant dans certains cas et en particulier pour
- R
- Fig. 3
- l’électrisation des malades. Si l’on déplace en effet plus ou moins la manivelle C D d’un rhéostat placé dans le circuit induit d’une bobine de Ruhmkorff, on introduit une résistance telle que le sujet que l’on électrise supporte sans effort les courants énergiques engendrés par l’appareil alors qu’il lui serait sans cela presque impossible de saisir les poignées. On diminue ensuite la résistance peu à peu et l'on arrive à faire supporter aux malades des tensions de plus en plus élevées que le rhéostat permet d’accroître graduellement. En faisant tourner vivement la manette, la rainure étant remplie d’eau pure, on provoque des variations d’intensité telles que l’on donne des secousses énergiques au sujet.
- xLe bloc de substance isolante était d’abord formé d’une matière peu attaquable, ardoise, ébonite, etc. L’ardoise et l’ébonite sont faciles à travailler, mais elles s’altèrent assez vite; le verre est fragile, mais en général il ne s’altère pas et (pour ne considérer que le côté industriel)
- il revient tout travaillé à un prix inférieur à celui des autres substances. Il est à peine besoin de dire que le diamètre des rhéostats est varié. Les appareils médicaux graduateurs, à eau pure, ont un diamètre de 5 centimètres (fig. i). Ils atteignent jusqu’à 20 centimètres pour l’industrie.
- Rhéostats multiplicateurs. — Au lieu d’un disque creusé d’une gorge circulaire, on a une lame de substance isolante dans laquelle on pratique des rainures rigoureusement calibrées, placées parallèlement les unes aux autres, en
- - -R
- Fig. 4 et 5.
- nombre quelconque. Pour fixer les idées, supposons la planchette creusée de 4 rainures.
- Entre la deuxième et la troisième gorge se trouve à l’une des extrémités un petit cavalier en platine qui réunit électriquement le liquide contenu dans ces rainures. Au-dessus de la planchette se déplace un peigne en ébonite à quatre dents constituées par des goupilles en platine. Les dents 1 et 2, 3 et 4 sont respectivement reliées entre elles par de petites lames métalliques incrustées dans le bas du peigne (fig. 4). A la gorge 1 aboutit le fil d’entrée; à la branche 4 se rattache le fil de sortie. Le courant suit donc la borne R, la branche 1 jusqu’au point où plonge la goupille du peigne, la dent n° 2, la branche 2, le cavalier de jonction C, la branche 3, les dents 3 et 4, la gorge 4 et la
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- borne R'. Le mouvement du peigne dans un sens ou dans l’autre, s’obtient en tournant une longue tige filetée F traversant la tête du peigne qui forme écrou mobile. Pour un faible déplacement, de un centimètre par exemple, on obtiendra une résistance qui, dans le cas actuel, sera le quadruple de celle qu’on eût obtenue avec un rhéostat à simple gorge. Si au lieu de 4 on avait pratiqué dans le bloc isolant une série de 10 rainures, on aurait, pour une longueur d’appareil d’un décimètre seulement, un rhéostat dont la résistance serait égale à celle d’un instrument analogue de un mètre de longueur. On voit que l’on peut réduire la longueur des appareils dans des proportions très fortes, puisque, pour un léger déplacement, l’effet est multiplié par un nombre égal à celui des gorges. La
- Fig. s
- figure 4 représente un de ces rhéostats. Sur un socle de bois dur S repose une lame de verre Y creusée de rainures profondes pouvant recevoir du mercure, des solutions variées ou de l’eau pure. Dans ces rainures plongent les dents du peigne mobile P qui avance ou recule sous l’impulsion de lavis sans fin F. En a b se trouve une broche-guide qui passe à frottement doux à travers la tête du peigne et empêche ainsi tout déplacement latéral de ce dernier. La vis et la broche-guide sont supportées par deux équerres EE' qui assurent aussi l’immobilité de la plaque de verre. Le verre a causé, à vrai dire, quelques difficultés à l’origine, mais il offre sur l’ébonite l’avantage de ne pas voiler, d’avoir un coefficient de dilatation très faible, et il ne revient, une fois les moules établis, qu’à un prix bien inférieur à celui du caoutchouc durci.
- En résumé, sous un petit volume et un petit poids, un même appareil dans lequel on peut placer indifféremment les liquides simples ou
- composés les plus variés, peut fournir des résistances allant d’une fraction d’unité à plusieurs mégohms, sans entraîner la dépense considérable que comporterait l’achat d’une série de rhéostats à fil donnant des valeurs égales. Il est à remarquer d’autre part que les résultats fournis par ces appareils seront essentiellement comparables, car partout on peut reproduire, avec un pèse-acides, une solution donnée à o°C, obtenir des sections rigoureusement déterminées pour les rainures, et remplir celles-ci d’un liquide absolument identique à un autre dont la résistance spécifique est bien établie. On a donc, des valeurs en unités légales.
- Rhéostats à solides. — Peu de substances se
- prêtent à la constitution de prismes formant des résistances, en dehors des métaux usuels. Mais dans le cas particulier que nous considérons, ces derniers étant bons conducteurs, même avec des sections très faibles, ne sont guère utilisables lorsqu’il s’agit d’obtenir des résistances considérables. Le charbon de cornue lui-même si pur qu’il soit, est loin d’être homogène : on ne peut l’employer que pour des rhéostats grossiers. Depuis longtemps d’ailleurs M. Clérac, ingénieur des télégraphes, et M. Du Moncel ont imaginé d’employer pour les résistances le charbon pur ou les agglomérés. Ils n’ont obtenu qu’une précision très relative dans les appareils basés sur ce principe. Dans l’appareil ci-après on a plus spécialement utilisé le noir de fumée purifié chimiquement ou la plombagine, soumis à des pressions convenables.
- Un rhéostat à solides est formé d’un cylindre en ébonite terminé à l’une de ses extrémités par
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- une culasse pleine en bronze et à l’autre extrémité par un collier de même métal A dans lequel se visse un cylindre en cuivre G (fig. 7). On remplit le canal cylindrique de noir de fumée et on enfonce le cylindre G qui opère une pression énergique sur le corps conducteur. On intercale le rhéostat dans une installation de mesure, pour le graduer en comprimant la matière jusqu’à ce qu’elle offre une résistance donnée.
- Par un trou qui traverse l’ébonite et le collier, on serre sur le cylindre une vis V formant ergot, de façon à immobiliser toutes les pièces. Reliant les tiges terminales du cylindre d’ébonite, qu’on dissimule dans l’épaisseur d’une planchette à deux bornes montées sur cette même planchette, on a un rhéostat peu coûteux, qui ne sera pas brûlé comme une bobine de fil fin et qui,"même dans des installations délicates de.télégraphie, fait un excellent service. Depuis longtemps déjà les télégraphes italiens emploient avec succès un système analogue, hautement préconisé d’ailleurs par M. l’ingénieur Cardarelli chef du cabinet des essais.
- La résistance du noir de fumée ou de la plombagine, se chiffrant par mégohms pour des longueurs restreintes, on a divisé en sections de faible longueur le cylindre total. Pour cela, après avoirrempli du corps conducteur l’étui en ébonite, on visse dans de petites ouvertures placées sur l’étui à des distances égales, de fines tiges métalliques qui pénètrent dans la masse conductrice. Ces tiges sont reliées respectivement aux plots a, b, c, ci, entre lesquels on enfonce des chevilles de jonction.
- Si l’on enlève les chevilles, le courant passe en A et en B à travers la masse résistante toute entière. Si l’on enfonce au contraire une ou plusieurs chevilles, le courant passera d’un plot à l’autre, c’est-à-dire de A en B en traversant des résistances partielles. Nous n’insisterons pas sur cette manœuvre, bien connue, d’un rhéostat à chevilles.
- Les deux catégories d’appareils à solides et à liquides ont, comme tout système, leurs inconvénients.
- Les premiers peuvent sous l’influence d’un courant trop énergique s’échauffer de façon appréciable : mais il faut reconnaître que les rhéostats à fils sont exposés au même danger. Dans les seconds, il se produirait des effets
- d’éleçtrolyse et de polarisation pour une expérience de quelque dui'ée.
- Pour ceux-ci on peut intervertir, au bout d’un moment, le sens du courant, et l’inconvénient se trouve évité. Nous avons cru devoir entrer dans les petits détails de construction de nos divers modèles de rhéostats parce qu’ils sont d’une construction aisée, bon marché et susceptibles de donner en imités légales des mesures que fournissent seuls jusqu’à présent des appareils beaucoup moins légers, plus volumineux et plus coûteux. De la sorte nous avons pensé être utile à certains électriciens, amateurs ou modestes professionnels.
- P. Marcillac.
- CHRONIQUE ET REVUE
- DE LA PRESSE INDUSTRIELLE
- Constitution des électrolytes (notions élémentaires), par W. Ostwald.
- M. Charpy vient de donner une traduction française de l'Abrégé de chimie générale 0 que M. Ostwald avait fait du grand traité de chimie physique et générale, pour les besoins de l’enseignement classique.
- Nous en extrairons ce qui se rapporte à la constitution des électrolytes.
- La faculté de conduire l’électricité n’appartient pas à tous les corps composés; on l’observe surtout dans les solutions aqueuses des sels, des acides et des bases, c’est-à-dire pour des corps susceptibles d’effectuer d’une manière instantanée l’échange de leurs parties composantes. Si l’on imagine pour un moment, que, pour arriver à la conductibilité électrolytique, il faut que des particules se meuvent dans un sens avec de l’électricité positive, d’autresdans le sens opposé avec de l’électricité négative, on voit que la faculté de conduire dépend de la faculté de pouvoir former de semblables véhicules de l’électricité.
- Mais aucune substance existante prise à l’état moléculaire n’est capable de se charger ainsi
- C) G. Carré, éditeur, 3, rue Raçiriç.
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- d’électricité positive ou négative; cette propriété appartient exclusivement aux ions, c’est-à-dire aux produits de décomposition. C’est pourquoi on attribuait autrefois à l’électricité la faculté de produire cette séparation en ions à son entrée dans les électrolytes et d’en utiliser les produits pour se mouvoir.
- Mais plusieurs faits sont en contradiction avec cette conception. Pour produire cette décomposition, il faudrait nécessairement une certaine quantité de travail ; or l’expérience nous montre que l’électricité se meut dans les électrolytes avec la même liberté que dans les conducteurs métalliques, et ne peut, par suite, effectuer un tel travail.
- C’est pourquoi Clausius (1857), se trouvant, sans le savoir, en accord avec une considération développée dans un but tout à fait différent par Williamson, admit que certaines molécules des électrolytes se trouvent décomposées par suite de leurs chocs réciproques, et que l’électricité emploie ces parties déjà séparées pour se déplacer, sans avoir besoin de provoquer auparavant de décomposition.
- Il y avait alors lieu de se demander quelle est la proportion de ces molécules décomposées dans un électrolyte donné, par exemple dans une solution normale de chlorure de potassium (74,5 gr. par litre).
- Actuellement en s’appuyant sur les lois de l’état dissous, sur l’influence des matières en solution sur la pression osmotique, la tension des vapeurs et le point de congélation on peut résoudre la question.
- Considérons en effet, une solution d’un corps non électrolyte et une autre d’un corps électrolyte dans l’eau, ces solutions contenant le poids moléculaire en grammes par kilogramme d'eau. Soit par exemple une solution de sucre et une solution de chlorure de potassium. Si elles con -tiennent le même nombre de molécules, l’abaissement du point décongélation de l’eau devra être le même. Or on trouve i°89 pour le sucre et 3n5 pour le chlorure de potassium. L’abaissement est presque double pour ce dernier, d’où il suit que cette dissolution de chlorure de potassium doit contenir presque deux fois plus de molécules qu’on n’en compterait en supposant qu’il n’y ait que des molécules de K Cl. On est amené à admettre que presque tout le chlorure de potassium est décomposé en ses ions IÇ et Cl,
- D’ailleurs d’autres propriétés des solutions des électrolytes conduisent à la même conclusion, qui, obtenue pour la première fois par Svante Arrhenius (1887), se trouve parfaitement d’accord avec les faits d’expérience.
- On a objecté que des corps, comme K Cl, K O II, SO‘ H2 etc. sont des corps dont les composants ont la plus grande affinité l’un pour l’autre.
- En disant cela, on a confondu les deux conceptions de l’affinité qui se rapportent l’une à la stabilité, l’autre à l'activité chimique.
- Les échanges sont très faciles entre l’hydro-gêne de l’acide chlorhydrique et les métaux, l’oxhydrile de la potasse et les radicaux acides; il serait absurde d'attribuer à leurs composants une très grande affinité dans le sens de la cohésion chimique; c’est l’inverse qui est exact.
- Inversement il faut dire que l’hydrogène du méthane CH1 est relié au carbone par une grande affinité, car il faut employer des moyens énergiques pour les séparer.
- Ainsi, ce sont les composés chimiquement inactifs qui sont formés par de très grandes affinités; dans les corps qui réagissent facilement et rapidement et c’est le cas des électrolytes, les composants ne peuvent être que peu ou pas liés.
- La relation de ces deux propriétés est telle que l’on peut déduire la conductibilité électrique de la facilité de réaction et inversement.
- Il peut paraître étrange que dans la solution de chlorure de potassium, il y ait du chlore et du potassium libres sans qu’on voie apparaître leurs propriétés, telles que nous les connaissons pour les éléments isolés. Mais cette objection peut être combattue en faisant remarquer que ce qui existe dans les solutions, ce sont les atomes avec d’énormes charges électriques et que dans ces conditions il est facile d’admettre que les propriétés des corps sont considérablement modifiées.
- D’autre part, ce que nous appelons par exemple potassium libre est un corps solide formé d’un grand nombre d’atomes ne contenant pas de charges électriques.
- Aussitôt qu’on enlève les charges électriques à ces atomes de potassium libres dans la solution, en les entraînant par un courant, sur un fil de platine au contact duquel ils peuvent abandonner leur électricité, il se forme du potassium
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- ayec ses propriétés ordinaires. Des expériences prouvent cette manière de voir.
- Considérons deux récipients A et B remplis d’une dissolution de K Cl et reliés par un siphon
- (fier- 0-
- Approchons du récipient A, un corps électrisé négativement C, enlevons le siphon puis le corps C. Dans ces conditions A reste chargé positivement, B négativement. Mais d’après la loi de Faraday, l’électricité ne peut se mouvoir qu’en même temps que les ions; en A, il doit y avoir des ions positifs libres. Si l’on enlève l’électricité, les ions perdent leurs charges, le potassium revient à l’état ordinaire et est alors susceptible de décomposer l’eau avec dégagement d’hydrogène. C’est ce qu’on observe.
- Les phénomènes purement chimiques indi-
- Fig. i
- quent l’existence indépendante des ions dans les solutions des électrolytes.
- Ainsi le nitrate d’argent est un réactif pour tous les chlorures, il se fait un précipité blanc de chlorure d’argent. L’ion libre chlore s’unit à l’ion libre argent. Mais si on faisait réagir le même nitrate d’argent sur un chlorate, comme le chlorate de potassium, c’est bien Cl O3 qui entre en jeu et l’argent n’est pas un réactif par ce groupement.
- En somme, la chimie analytique s’appuie en grande partie sur l’échange des ions et en réalité on n’a pas de réactif pour tel ou tel élément, mais seulement pour des éléments ou des radicaux déterminés qui existent dans les corps composés. De plus, les éléments ou les radicaux qui agissent comme ions présentent des réactions tout à fait différentes suivant qu’ils se présentent avec des valeurs différentes, ou, ce qui est la même chose, chargés de masses électriques différentes.
- La théorie des ions explique, comme on le verra dans l’ouvrage cité, les phénomènes de conductibilité électrique et permet de mesurer l’activité chimique d’un corps, c’est-à-dire d’étudier les lois de l’affinité chimique. A. R.
- Electrolyseur Vogelsand (1893).
- Les électrodes b sont disposées dans l’auge a de manière à en toucher alternativement le fond. Il en résulte que le liquide admis au point le plus haut de l’auge suit, entre les électrodes, avant de sortir en c, un long parcours
- Fig. i et 2.
- en zig-zag. Le nettoyage des compartiments s’opère par les vidanges dd. On réalise ainsi un électrolyseur compact et d’un nettoyage facile.
- G. R.
- Les forces thermo-électriques comme causes d’erreurs dans les instruments de mesure, par K. Strec-ker (*).
- On sait que dans les mesures de précision, surtout pour la détermination de résistances, il faut autant que possible éviter que les divers instruments (galvanomètres, rhéostats, clefs, etc.,) soient à des températures différentes. Il suffit quelquefois de toucher avec le doigt le point de contact de deux métaux différents pour produire une déviation du galvanomètre à miroir.
- On pourrait espérer que les constructeurs
- (*) Elektrotechnische Zeitschrift, 6 octobre 1893.
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- d’instruments de mesure chercheraient à faciliter les manipulations en employant pour les pièces faisant partie d’un circuit le même métal, du cuivre de haute conductibilité, et, là où il est nécessaire d’employer un autre métal, en disposant les points de contact en des endroits appropriés. Il n’en est malheureusement pasainsi.
- Presque tous les galvanomètres à miroir sont munis de bornes en laiton ; si on les faisait en cuivre on ferait disparaître la principale cause des courants thermo-électriques. On trouve ordinairement sur le curseur que l’on fait glisser le long du fil tendu d’un pont de Wheatstone ou de Thomson des pièces de platine ou de laiton en contact direct avec le maillechort du fil ; si, par le frottement, ces pièces de contact s’échauffent, on crée des courants thermo-électriques qui troublent les mesures.
- . Des maisons renommées construisent des appareils aussi défectueux, et il serait pourtant bien facile de supprimer les inconvénients signalés. .
- A ces observations de l’auteur, nous ajouterons un exemple du manque de logique dans la construction de certains appareils. Les clefs pour la mesure des isolements, les clefs de charge et de décharge de condensateurs et d’autres, ont leurs parties métalliques montées sur de hautes colonnes d’ébonite. Si cette disposition était destinée à assurer un bon isolement, ce serait parfait, mais il n’en est pas ainsi ; les colonnettes en ébonite bien poli ne sont là que pour orner et faire augmenter le prix de l’instrument. La preuve en est que les vis qui maintiennent les pièces métalliques traversent l’ébo-nite de part en part et affleurent presque le dessous de la base de l’instrument. Dans ces conditions les apparences sont sauvées, mais non l’isolement.
- A. II.
- Accumulateurs Henzel (1893).
- Les plaques de ces accumulateurs sont entièrement en minium (Pb304) mélangé à de l’acide sulfurique en quantité suffisante pour constituer une pâte consistante, que l’on presse et que l’on sèche dans des moules à haute pression, avec addition d’un peu de silicate de soude et de gélatine, pour en augmenter la consistance. Après séchage, on recouvre la
- plaque d’une couche de silicate de soude et de gélatine, dans la proportion de 4 de silicate pour 1 de gélatine. On peut aussi les recouvrir d’une couche protectrice obtenue en les plongeant dans un bain d’un métal soluble dans l’acide sulfurique, comme alliage d’étain, par exemple.
- Les figures 1 à 5 représentent quelques-unes
- Fig-. 1 à 5.
- des formes proposées par' l’inventeur pour augmenter la surface de ces plaques sans nuire à leur solidité.
- G. R.
- Galvanomètre électrostatique Ayrton et Mather (1892).
- Les principales caractéristiques de cet appareil sont les suivantes :
- i° Disposition des bornes, permettant de les relier ou de les séparer du circuit sans danger. On y arrive en enveloppant d’un isolant l’attache métallique M des bornes et leurs vis B d’un isolant ne laissant à nu que l’emmanchement T.
- 20 Addition, aux bornes, de plomb fusible renfermées à l’intérieur de gaines isolantes IT H",
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- dans des tubes F, retenus par des bouchons J, le tout parfaitement accessible et solidaire des bornes vissées en K. En figure 3, le tube F fait contact non pas directement sur M, mais sur une capsule U, à ressort V, ce qui permet d’em-
- Fig. i à 3, — Galvanomètre Ayrton et Mather.
- la position pointillée pour séparer d’abord, par l’excentrique X, S' et S" de J' et de J", puis pour réunir ces lames entre elles par la petite barre métallique X de cet excentrique. Le contrepoids W achève au besoin le mouvement de E, de manière à assurer cette mise en court circuit. En marche, l’excentrique S est, comme on le voit en figure i, tout à fait séparé des lames de contact S' S".
- 4° Dans les appareils à boîte métallique, les différentes pièces reliées aux bornes ont, en général, des capacités électrostatiques différentes par rapport à la boîte de sorte que l’on s’expose, en touchant la boîte, à recevoir une petite décharge de condensateur. On évite cet inconvénient en ajoutant à l’une des barres, à S1} par exemple, de capacité plus grande que S", un conducteur isolé de la boîte K, mais assez près d’elle pour égaliser les capacités de S! et de Sn.
- G. R.
- ployer des tubes qui ne soient pas tous rigou-j-eusement de même longueur.
- 3° L’appareil est relié aux bornes par deux lames de contact S' S" appuyées sur les boutons J' Jv, de manière qu’il suffise de tourner la poignée E de la position indiquée en traits pleins à
- Electro-aimants Timmis (1892).
- Dans les différentes formes d’électro-aimants représentées par les figures i à 7, l’armature a est pourvue d’un rebord o et d’un plongeur c, guindé dans le corps de la bobine en bronze b au droit du plongeur r de la pièce en fer doux
- Fig. 1 à 7. — Electro-aimants Timmis.
- qui complète le pôle p ' de la bobine. Cette bobine est entourée à sa base (fig. t et 2) d’une ehveloppe de fer doux /, dont on peut se dispenser en prolongeant suffisamment le rebord o de a, comme en figure 3, de même que l’on peut supprimer (fig. 5) le plongeur c, en prolongeant r, ou le rebord o en prolongeant suffisamment l’enveloppe / (fig. 4).
- Quand l’armature a est au fond de sa course, elle forme, avec o, / et p, un circuit magnétique complètement fermé, et son attraction résulte de celles de c sur r et de a sur /, de sorte que l’on peut réaliser ainsi des électros à longue course très énergiques et d’une grande adhérence, particulièrement aptes à l’actionnement des signaux dé chemin de fer. Ces éleçtros peuvent
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- facilement se grouper, par exemple, trois par trous (fig. 7).
- G. R.
- Électrolyseur Knofler et Gebauer (1892).
- Cet appareil a pour but de permettre de fonctionner dans un espace restreint et avec des cou-
- rants à hautes tensions, de manière à pouvoir, par exemple, utiliser pendant le jour une dynamo fournissant l’éclairage pendant la nuit.
- Les électrodes, constituées (fig. 5 à 10) par des plaques de carbone, de manganèse,'de peroxyde de plomb, de fer recouvert de caoutchouc durci, de verre ou de celluloïd, rondes (fig. 6) ou rectangulaires (fig. 5), sont appliquées sur des
- FCJJ Fç.a
- A
- Fig. 1 et 2. — Électrolyseur Knofler et Gebauer.
- cadres B à garnitures de caoutchouc de manière à constituer une série de chambres Bx (fig. 3 et 4) renfermant la dissolution à traiter. Ces plaques reposent par leurs encorbellements A A' sur les rails isolés c± <q d’un châssis de filtre-presse, et sont serrées par les plateaux D D, à vis E. Le liquide à électrolyser arrive aux chambres B' par les robinets B3 du tuyau commun F, et s’en
- échappe du haut, par les tuyaux B.t, dans le collecteur G placé au bas (fig. 3) ou au haut de l’appareil (fig. 4).
- Chacune des plaques A agit par l’une de ses faces comme anode et par l’autre comme cathode, et elles sont, à cet effet, disposés en tension, c’est-à-dire, groupées en séries, dont les plaques extrêmes sont seules reliées au cir-
- Fùj. /< >
- Fùj.5
- A A As-
- Af.
- nnoomi ÜŒDDDO nnsom mono ronnooD nnnaoara Doaoana
- jjonma
- cuit : les faces de plaques tournées du côté du pôle positif de la série constituant les cathodes et les autres les anodes ; chacune des chambres B' constitue ainsi un électrolyseur complet.
- On peut, avec cette disposition, en raison de la faible épaisseur du liquide que le courant traverse dans chaque chambre, employer des électrodes en platine d’une faible épaisseur: 1/2 mil-
- limètre, et débiter jusqu’à 10 ampères avec un gramme de platine couvrant une centaine de centimètres carrés, ce qui permet d’employer très économiquement le platine.
- Les plaques A sont, en figure 8, maintenues entre deux cadres A, ; en figure 9, le cadre est unique; en figure 10, elles sont enchâssées dans un cadre central très étroit, et ces cadres peu-
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- LA LUMIÈRE ELECTRIQUE
- vent être en une matière non conductrice : verre, celluloïd, ou en métal recouvert d’un isolant dans lequel les plaques s’enchâssent en frag-
- Pig- 3 Pîg-4
- 3 et 4.
- ments comme les vitres d’une fenêtre, ce qui en facilite beaucoup la construction.
- G. R.
- Accumulateur Lansing Morse (1893).
- Les plaques sont constituées chacune par une série de bandes de plomb a, a5 (fig. 3)
- Fig. 1 à 5. — Accumulateur Morse.
- superposées en zig-zag, avec leurs faces quadrillées comme en a.,, pour permettre la circulation de l’acide, puis enveloppées d’une bande^ù (fig. 2) plus épaisse (2,5 mm.), et dont
- les extrémités constituent les pôles bibzbi... L’ensemble est, lui-même, enveloppé d’une forte bande c, de 3 à 4 millimètres d’épaisseur. On a représenté en figure 1 et 2, par A,- les électrodes positives, et, en D, les négatives, construites comme A, mais plus grandes, ce qui permet aux électrodes positives de se dilater librement tout en restant complètement recouvertes par les négatives. Les feuilles de plomb qui constituent ces plaques sont reliées entre elles par des soudures diagonales e (fig. 2). Les pôles des plaques positives sont soudées au barreau de plomb A2, et ceux des plaques négatives au barreau D2, et les barreaux A2 d’une batterie sont reliés aux D2 de l’autre par des boulons en bronze d (fig. 1). Les plaques sont supportées, maintenues et séparées les unes des autres, dans l’auge F, par des supports G, G2 à crémaillères g g, et assemblés en un seul bloc par des tirants d’ébonite h (fig. 2), les traversant en des trous h2 assez larges pour leur permettre de se dilater librement.
- G. R.
- Avertisseur électrique de la présence du grisou, par M. Marcelin Lalande.
- Cet appareil a pour but d’établir automatiquement un contact électrique dès que la proportion de grisou ou de gaz d’éclairage dans l’air dépasse une certaine limite. Il utilise la propriété du platine divisé de s’échauffer en condensant les gaz; l'élévation de température produite enflamme alors du fil pyroxylé, dont la rupture produit un contact.
- Le mécanisme del’appareil, dont les figures 1 et 2 donnent une vue de l’enveloppe extérieure ainsi que des pièces intérieures, est des plus simples. Il se compose, comme le montrent aussi, en détail, les figures 3 et 4, d’un tube isolant E, aux extrémités duquel sont fixées deux pièces métalliques circulaires A et G, présentant chacune au centre un trou dans lequel coulisse une tige métallique B munie d’une embase O. L’ouverture de la pièce G est garnie d’une douille isolante II.
- Un ressort à boudin D placé dans le tube E, entre la pièce A et l’embase O, pousse celle-ci contre la pièce C de manière à relier électriquement les pièces A et C, où aboutissent les fils conducteurs.
- Le fil pyroxylé s'attache au cran q de la tige B
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- prolongée, et à une petite colonne V montée sur la planchette M où est fixé le mécanisme, de manière à comprimer le ressort D et à supprimer la communication entre les pièces A et G.
- Le platine divisé mélangé à une petite quantité d’amiante se place entre les brins du fil pyroxylé sur un petit.support S (fig. 2) fixé à la planchette M.
- En présence du grisou ou du gaz d’éclairage,
- Fig. 1 et 2. — Indicateur de grisou de M. Lalande.
- le platine divisé détermine la combustion du fil pyroxylé, qui abandonne alors la tige B, et le ressort établit le contact entre les pièces métalliques A et C reliées aux bornes de l’appareil. Une sonnerie d’alarme est alors mise en fonction et avertit du danger.
- Des expériences faites avec le gaz d’éclairage ont montré que l’appareil est d’une sécurité absolue. Il décèle la présence du gaz avant que son mélange avec l’air soit détonant.
- Les deux matières actives de l’appareil Lalande, noir de platine et pyroxyline, conservent leurs propriétés fort longtemps. Du noir de platine exposé à l’air libre pendant quatre mois a très bien conservé sa propriété de s’échauffer en condensant les gaz. D’un autre côté, l’auteur possède depuis vingt ans environ de la toile pyroxylée qui brûle comme au premier jour de sa préparation.
- Le cylindre qui contient l’appareil est en partie formé de toile métallique (fig. 1); on y
- visse le couvercle (fig. 2) portant toutes les pièces. L’ensemble représenté aux deux tiers de la grandeur naturelle par les figures 1 et 2 est, on le voit, d’un volume fort réduit; on peut le porter dans le gousset.
- Comparé au grisoumètre thermo-électrique que nous avons décrit dans notre numéro du 12 novembre 1892, le grisouscope de M. Lalande présente sur ce dernier l'avantage de fonc-
- Fig. 3 et 4.
- donner automatiquement et de ne posséder aucun organe fragile.
- A. H.
- Dynamo Fritsche (1893).
- L’armature de cette dynamo, employée soit pour courant continu, soit pour courant alternatif, est caractérisée par ce fait que son noyau est divisé, perpendiculairement au sens du mouvement, en lamelles, dont les intervalles sont destinés à recevoir les bobines de l’enroulement induit. Ces tôles peuvent aussi servir en partie de conducteurs au courant.
- Le champ magnétique inducteur est également disposé perpendiculairement au sens du mouvement. L’armature est par suite placée entre les pôles inducteurs, de façon que les pôles de même nom se tiennent toujours d’un même côté et directement en regard des pôles de nom contraire.
- La figure 1 représente en coupe longitudinale
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- une machine pourvue d’une armature de ce genre. L’induit a la forme d’une cloche et s’engage par sa partie creuse cylindrique dans le système inducteur composé d’un électro-aimant à 3 circuits magnétiques. La direction des lignes de force est indiquée sur la figure i par un trait interrompu.
- Cette armature est constituée à l’aide de tôles a isolées les unes des autres et ayant la forme d’un Z. L’un des bras a', outre sa fonction de noyau de l’armature, sert aussi de conducteur au courant.
- La figure 2 représente une coupe de la machine suivant le plan x y.
- iX
- Fig-. 1 et 2. — Dynamo Fritsche.
- Les [fils induits 1 sortent des intervalles des tôles aux deux extrémités du bras a! et les deux espaces c ménagés à ses deux extrémités, et indiquées par les petits rectangles e et leurs diagonales, sont soudés aux extrémités des fils conducteurs, comme le montre schématiquement la figure 3, qui représente une partie du développement de l’induit. Sur cette figure les bras a1 sont indiqués par de fortes lignes interrompues, et les fils conducteursdisposés entre les espaces ménagés entre les tôles par des lignes simples.
- Les tôles sont maintenues par une bague r et un collier o.
- Sur la figure, les trois champs magnétiques sont représentés (un seul a été figuré sur le schéma) par des hachures.
- Des pôles de même nom, nord, par exemple, étant situés à l’intérieur, les pôles sud seront disposés à l’extérieur de l’induit; les lignes de force dans l’induit suivent la direction des rayons.
- Les balais, frottant sur les tôles qui constituent le collecteur de la machine, devront être disposés aux points I, I', 1", II, II', II", indiqués
- par des doubles flèches. Seuls les balais I, II, I', I Ir ont été figurés sur la portion l'eprésentée du développement de la surface de l’induit.
- Si l’on désigne alors les lames par les numéros 1, 2, 3o..., le courant sortira de l’induit par
- Fig. 3
- les tôles 6, 16, 26, et y rentrera par les tôles 1, 11, 21.
- La marche du courant est, du reste, indiquée par les flèches.
- Les inducteurs sont feuilletés dans la même direction que l’induit. L’aimantation leur est communiquée par une seule bobine S.
- La machine peut être doublée facilement en
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- employant deux bobines inductrices et un induit double où les tôles auront, par suite la forme de deux Z disposés symétriquement, l’un par rapport à l’autre, et ayant leur partie inférieure commune.
- La môme disposition est applicable aux courants alternatifs; dans ce cas, une partie seulement des tôles est utilisée comme conductrice du courant. F. G.
- REVUE DES TRAVAUX
- RÉCENTS EN ÉLECTRICITÉ
- SOCIÉTÉ INTERNATIONALE DES ÉLECTRICIENS Séance du 8 novembre 1893.
- M.Godfroy, empêché, remet sa communication sur l’emploi des accumulateurs en télégraphie.
- Toute la séance est consacrée à une charmante conférence de M. Mascart, intitulée «Souvenirs d’Amérique » et agrémentée d’un nombre incalculable de projections.
- Le président de la Société avait demandé à M. Mascart de vouloir bien donner son avis sur l’industrie électrique en Amérique. Posée ainsi, cette question était difficile à résoudre; néanmoins, M. Mascart dit qu’en tenant compte des conditions économiques différentes du nouveau continent et de l’Europe, cette dernière n’a rien à envier aux Américains. Cette assertion émise par une personne aussi autorisée que M. Mascart est d’un grand poids pour l’Europe et pour la France en particulier.
- Le conférencier ajoute que les industriels français peuvent faire aussi bien qu’en Amérique, mais qu'ils ne l’ont pas lait voir à Chicago.
- Dans le but de montrer les conditions économiques particulières dans lesquelles se trouvent les Américains, M. Mascart, en faisant défiler devant nos yeux charmés une série de photographies très bien réussies, nous fait assister à son voyage en Amérique, voyage fort intéressant à beaucoup de points de vue et dont il agrémente le récit d’anecdotes piquantes très finement dites.
- La conférence de M. Mascart ne se prêle naturellement pas à une analyse, et de plus sort un peu du cadre de cette revue; aussi nous sommes-nous contenté de noter au passage les quelques détails qui intéressent particulièrement les électriciens.
- Au point de vue de la fabrication, deux faits importants se dégagent de la conférence de M. Mascart : fabrication à outrance et production d’un grand nombre d’exemplaires du même modèle, ce qui nécessite de nombreuses machines-outils, la main-d’œuvre étant hors de prix en Amérique.
- En racontant son voyage au Canada, M. Mascart nous montre une photographie représentant l’état, au mois de juillet dernier, des travaux de la société actuelle pour l’exploitation des chutes du Niagara.
- Un immense réservoir alimenté par les chutes est destiné à actionner un certain nombre de turbines à axe vertical et de 40 mètres de hauteur.
- Ces axes porteront chacun trois dynamos de 1200 à i5oo chevaux, et l’ensemble est calculé de telle façon que par suite de la pression de l’eau la turbine ne repose pas sur sa crapaudine.
- Le charbon coûte, rendu aux chutes, environ 5 francs la tonne. On voit par-là contre quelle concurrence la Société du Niagara doit lutter et la hardiesse de cette entreprise, dont la réussite n’est cependant pas douteuse. Le succès est d’autant plus assuré que la ville de Buffalo s’engage à acheter à la Société une force de 5oooo chevaux.
- Si le prix du charbon est extrêmement modéré en Amérique, en revanche il est si difficile de se procurer des mécaniciens et des chauffeurs que l’utilisation des forces naturelles y rencontre les plus sérieuses chances de succès.
- En passant à Montréal, on reconnaît que les fils téléphoniques et télégraphiques et les câbles des tramways constituent au-dessus des rues de véritables toiles d’araignées, que l’on tend néanmoins à faire disparaître. A ce propos, M. Mascart raconte un fait très piquant qui s’est passé entre la municipalité de cette ville et une entreprise de tramways.
- L’auteur donne ensuite quelques détails sur l’importance du développement des tramways en Amérique; certaines usines ne fournissent pas moins de 3oo moteurs de tramways par semaine. Les Américains ont du reste l’intention
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- de réunir par une ligne de tramways Chicago à Saint-Louis. Deux usines de ioooo chevaux sont déjà en exploitation alimentant environ 600 voitures.
- M. Mascart montre également avec humour comment les principales villes d’Amérique, New-York, Boston, Chicago, Philadelphie, etc., sont chacune la première ville du monde.
- Parlant ensuite des travaux du Congrès des électriciens, M. Mascart rappelle qu’en 1884 les Américains n’avaient pas adopté l’usage universel des unités alors établies. Au congrès de cette année, au contraire, grâce à la présence de délégués officiels de divers gouvernements formant une « chambre des délégués », les unités fondamentales ont été à nouveau définies et adoptées par les nations représentées.
- Les discussions ont duré six jours, et sur ce laps de temps trois journées ont été consacrées à la discussion de la définition de l’ohm. Il s’agissait de savoir si l’ohm de 109 unités C. G. S. serait seulement représenté par la résistance d’une certaine colonne de mercure, ou si cette unité devait être déterminée par la résistance d’une colonne de mercure de dimensions données. Le congrès de 1881 et la conférence de 1884 avaient dit que l’ohm est la résistance de telle colonne de mercure. Au Congrès de Chicago, on a adopté sous le nom d'ohm international l’unité basée sur io9 unités C.G. S., et qui est la résistance d’une colonne de mercure, à la température de la glace fondante, de 14,4521 grammes-masse, de section constante et de 106,3 cm. de longueur.
- D’autre part, on a choisi pour unité de courant Y ampère international, égal à 10 —1 unités C. G. S., représenté avec une approximation suffisante pour la pratique, par le courant qui, traversant une solution d’azotate d’argent dans l’eau, dépose une certaine quantité d’argent (0,001118 gr.) par seconde.
- Levolt international est déduit des deux unités précédentes; il est suffisamment bien représenté pour les besoins de la pratique par une certaine
- fraction (—~| de la force électromotrice d’un (1434/
- étàlon défini (l’élément Clark préparé d’après certaines spécifications).
- Les unités de quantité, de capacité, de travail et de puissance se déduisent immédiatement des précédentes.
- Pour l’unité d’induction, le nom de quadrant employé depuis 1889 n’a pas eu le don de plaire aux Américains, qui semblaient attacher une importance extrême à l’adoption du nom de henry. Comme d’autres nations ne s’opposaient pas à cette modification, M. Mascart n’a pas jugé utile de soulever à ce propos de nouvelles discussions, et le henry a été adopté.
- M. Mascart donne ensuite quelques renseignements sur l’Exposition elle-même.
- Les machines dynamo à courants continu ou alternatif ont des puissances considérables. Les types de 400 ou 5oo chevaux sont tout à fait courants; il y a une machine à courant continu et une à courant alternatif de 2000 chevaux chacune.
- D’après l’auteur, les machines et moteurs à champs tournants sont très nombreux à l’Exposition et montrent que la question est étudiée avec beaucoup de soin; mais il ajoute qu’à sa connaissance il n’existe pas une seule application industrielle de ce genre de machines.
- Puis l’auteur nous donne quelques considérations sur l’éclairage électrique de l’Exposition.
- L’éclairage a reçu un développement prodigieux. La puissance employée est en effet de 19700 chevaux; c’est-à-dire très probablement supérieure à celle employée dans tout Paris et la moitié de celle employée à Londres.
- Sa conclusion est que notre exposition de 1900 devra être une orgie de lumière électrique.
- L’auteur termine en disant que l’Exposition de Chicago, même si elle est accompagnée d’un déficit au point de vue financier, fait le plus grand honneur à la ville qui l’a organisée.
- Sur les décharges électriques; production d’oscillations électriques et effets de celles-ci dans les tubes à vide, par H. Ebert et E. Wiedemann (').
- III. Conditions générales pour l’excitation
- LUMINEUSE DES TUBES A GAZ RARÉFIÉ DANS LE C1IAMP ÉLECTRIQUE.
- Comme nous nous sommes proposés d’employer les oscillations qui prennent naissance dans le système de Lecher à l’étude des phénomènes lumineux dans les tubes de décharge, il nous a semblé indiqué de déterminer la position (*)
- (*) La Lumière Electrique du 11 novembre 1893, p. 285.
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- des nœuds, leur distribution, etc., en considérant l’excitation de tubes de décharge placés entre ou près des armatures du condensateur terminal (fig. 3, 4 et 5) comme un indice de la coïncidence des ponts avec les nœuds.
- Ce procédé présente sur la mesure avec l’élec-tromètre l’avantage que les charges statiques sont sans influence.
- 1. Influence des dimensions des tubes. — Les dimensions des tubes ont une influence marquée sur l’excitabilité; on a avantage à prendre des tubes larges et pas trop courts.
- 2. Mode d’excitation des tubes. — Si l’on ne veut pas se servir de tubes à électrodes, on peut employer des tubes à armatures intérieures. On les obtient en recouvrant les parois intérieurement et près des extrémités d’une couche de platine.
- On dissout du Pt Cl1 dans de l’alcool; on mélange la solution avec de l’huile de lavande, on enduit l’intérieur du tube de ce mélange et l’on chauffe jusqu’à évaporation complète de l’huile. Le platine se dépose en une couche noire dense.
- On peut aussi argenter les tubes, mais il ne faut pas oublier que l’argent absorbe un peu de vapeur de mercure, dont il reste toujours une certaine quantité dans le gaz raréfié.
- 3. Influence d’excitations antérieures. — Les tubes de décharge qui ont déjà été rendus lumineux s’excitent plus facilement peu de temps après la première expérience, c’est-à-dire avec des variations de potentiel plus faibles que des tubes n’ayant jamais servi ou n’ayant pas été employés depuis longtemps.
- Pour la détermination de l’emplacement des nœuds on doit donc observer les règles suivantes :
- On fait le vide dans le tube placé près du condensateur jusqu’au moment ou il devient lumineux sans qu’il y ait de pont sur les fils de Lecher (la lumière est dans ce cas ti'ès peu brillante et dissymétrique). Lorsqu’on établit un pont, on peut le déplacer tout le long du fil sans provoquer de lumière dans le tube. Pour la recherche d’un nœud, on déplace alors le pont non en le faisant glisser, mais en le soulevant et le remettant en contact avec le fil de place en place. La lueur qui se produit quand on enlève le pont subsiste lorsqu’on le place à l’endroit d’un nœud; elle devient même alors beaucoup
- plus brillante, plus constante et tout à fait symétrique. Pour des pressions modérées le nœud du milieu seul se comporte ainsi. Si l’on ne réussissait pas à faire briller le tube, il faudrait raréfier un peu plus.
- On procède de même pour la recherche de plusieurs nœuds correspondants ; on commence par placer le pont au nœud le plus proche du condensateur, puis on cherche le second, éventuellement en soulevant le premier pont. Cette façon de procéder n’est employée toutefois, que lorsque le tube ne s’excite pas dès le début, ce qui est presque toujours le cas avec les pressions faibles. Comme cette inertie ne se rencontre pas avec l’électromètre et le bolomètre, ces instruments peuvent être avantageux pour certaines mesures.
- Mais le mode de recherche des nœuds à l’aide des tubes de décharge à l’avantage d’être plus commode.
- 4. Influence de la pression. — Si nous plaçons près du condensateur un tube dans lequel nous fassions le vide peu à peu, nous observons que le tube s’excite d’abord pour le système à un seul nœud, pour l’emplacement bien déterminé a du pont. Pour un vide plus élevé, l’excitation se produit pour des positions du pont de part et d’autre du point a, et les limites sont d’autant plus grandes que la pression est plus faible; le nœud ne se réduit plus à un point, et le tube se trouve excité par des oscillations appartenant au système à deux nœuds, ou même, à pression encore plus basse, au système à trois nœuds. Pour une certaine pression très faible, maisnon la plus faible que l’on puissê atteindre, le tube est lumineux pour toutes les positions du pont entre le condensateur extrême et un point voisin du milieu des fils.
- Le tableau suivant donne pour une série de pressions p en millimètres de mercure les deux positions limites du pont entre lesquelles le tube reste lumineux, et la position correspondant au maximum de lumière, de même que les variations de potentiel maxima B au condensateur pour le point de luminosité maxima du tube.
- Condensateur
- principal
- /, =3ox3ocm2 £, =2 cm / = i5 » o- = 1,0 cm
- ni s
- L= iaSocm b = 32,5 »
- Ær=o,o5 »
- Condensateur
- terminai
- r»— 10cm. £2z=IO )) C2 = 5,3 »
- Tubo
- d 1=4,0 cm h 7,8 »
- p.333 - vue 333/650
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- P ~ 1),3 millimètres 3,0 millimètres
- Points limites 458 — 5oo 425 — 522
- Maximum de lumière ;.. 485 485
- B pour/V 19 E. S. E. 16
- k”, (sans k\) limites — 87 — ii5
- — maximum — IOO
- B pour kP - 4
- /V (sans k,° limites — 992 — 1012
- — maximum — 1002
- B pour k — 3
- Limites.. — 997 — 1020
- kA — 1093
- Maximum — CT. O
- B pour les deux ponts — I I
- 0,77 millimètre
- 336 — 55o 488 16
- 80 — 128 io5
- 957 — 1020 ioo3
- i,5
- 960 — 1040 1010
- (Aï", sur io5) 10
- 0,21 millimètre
- 342 — indétèrm. 492
- (a* max. à 585)
- environ 5o — 118 io3
- 946 — 1040 ioo5
- g5o — io65 ioo5
- (/e,° sur io3)
- Pour p = 9,3 on ne peut obtenir que le nœud principal.
- Le tableau montre que : 10 la position des nœuds déterminée par remplacement du pont donnant le maximum de lumière est entièrement indépendante de la pression, et 20 que la dislance entre les deux points de part et d'autre du nœud où la lumière est encore visible croît très rapidement avec la raréfaction.
- L’ordre d’apparition des différents systèmes de nœuds à mesure que la raréfaction augmente est à peu près le même que lorsqu’on les range d’après leur énergie : plus l’énergie d’un système de nœuds est considérable plus la pression à laquelle se produit la lumière est élevée.
- Mais une simple augmentation de l’énergie, par exemple par l’allongement des étincelles au condénsateur primaire, est loin d’avoir le même effet qu’un abaissement delà pression.
- Il résulte de ces remarques que pour la détermination précise des nœuds, la recherche doit être faite avec des pressions aussi élevées que possible.
- 5. Influence du pont établi au nœud voisin du condensateur terminal. — Pour exciter les tubes avec les systèmes à plusieurs nœuds, il est nécessaire, avant tout, de bien établir les ponts ^aux nœuds les plus proches du condensateur terminal.
- Les systèmes à plus de six nœuds offrent certaines difficultés. Les nœuds situés vers l’extrémité du fil se rapprochent de plus en plus du condensateur. En déplaçant le pont, on ne voit,
- si toutefois la lumière se produit, qu’une variation de la lueur du tube, ce qui rend les mesures peu sûres.
- A partir des huitième et neuvième systèmes de nœuds, ceux-ci atteignent presque le condensateur et ne peuvent plus être différenciés.
- Pour ces diverses raisons on a toujours, dans la rechei'che des nœuds, commencé par les derniers, et l’on s’est contenté de l’étude des systèmes jusqu’à cinq nœuds.
- IV. — Relations entre les ondulations de la
- DISPOSITION DE LeCIIER ET LES CONSTANTES DU
- CIRCUIT.
- Nous avons tout d’abord examiné les propriétés purement géométriques du système en ce qui concerne la distribution des ondulations, l’emplacement des nœuds, etc. Il s’agissait principalement de rechercher jusqu’à quel point la formule générale établie par MM. Cohn et bleerwagen (*) est applicable dans des cas très différents de ceux qui ont servi aux vérifications de ces auteurs.
- Disons dès maintenant que cette théorie s’applique également dans ces cas. Sur un seul point nos observations diffèrent de celles d’autres auteurs. Nous avons trouvé que dans la plupart des cas les nœuds ne sont pas équidistants,
- (’j Wied. Ann., t. XL1II, 343, 1891.
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- 335
- mais que les distances internodales augmentent souvent vers le condensateur primaire O).
- Cette circonstance montre que les conditions ne sont en réalité pas aussi simples qu’on a dû l’admettre pour l’établissement de la théorie. S’il est vrai que la décharge primaire est la cause essentielle des ondulations secondaires, il faut remarquer aussi que le mode d’excitation et les phénomènes qui en résultent immédiatement dans le circuit primaire ont une influence importante sur le circuit secondaire. Ainsi, le primaire se comportera tout autrement pendant le passage de l’étincelle entre les boules de l’excitateur, qui sont alors reliées en quelque sorte métalliquement, que pendant l’interruption, période pendant laquelle il vibre comme un circuit ouvert.
- A strictement parler on se trouve avec un seul pont déjà en présence de trois systèmes susceptibles d’osciller.
- 1. Le système contenant le condensateur terminal, les parties voisines des fils et le pont.
- 2. Le système comprenant les armatures Sj et S2(fig. i), les parties voisines des fils, le pont et les armatures Pi et P2 qui sont isolées lorsque les étincelles ne passent pas.
- 3. Le même système, mais avec les armatures Pj et P2 reliées par l’étincelle.
- On pourrait encore considérer d’autres systèmes secondaires, comme ceux contenant les fils de Lecher ou des parties de ces fils.
- En déplaçant le pont on peut obtenir un rapport simple des vibrations entre deux des systèmes i, 2 et 3, mais non entre tous les trois, d’autant moins que le système 3 varie rapidement par suite de la conductibilité inconstante de l’étincelle.
- Si nous voulons donc obtenir des ventres et des nœuds bien définis, nous devons amortir aussi rapidement que possible les oscillations du troisième système, c’est-à-dire éviter tout ce qui pourrait prolonger la durée de l’étincelle.
- La théorie Cohn-Heerwagen donne une relation entre le système 1 et les systèmes qui le précèdent et qui sont limités par des ponts. Le système 2 n’est traité qu’accessoirement; mais ici les recherches de M. Salvioni rendent nécessaires certaines modifications.
- (') Voir aussi Birlieland, Wicd. Ann., t. XLVII, p. 611, 1892.
- Nous conservons les notations de MM. Cohn et Hccrwagen pour faciliter la comparaison des résultats.
- Si pour le n -(- Pme système de nœuds z'n est la longueur des fils des armatures secondaires Sx et S2 jusqu’au premier pont, la distance entre deux ponts successifs, c’est-à-dire la demi-longueur d’onde du n -j- ième système, zn la longueur du fil depuis le dernier pont jusqu’au condensateur terminal, la longueur totale des fils de Lecher est :
- L = z'o + nl„ + z„. n = o, 1, 2, ... n.
- z'n et zn sont des fonctions de la longueur d’onde
- dont les paramètres sont les constantes du circuit de fils et des condensateurs. MM. Cohn et Heerwagen trouvent en particulier pour le circuit ouvert du condensateur terminal
- x„ x
- -» = — arc tang — =—. (1)
- Ici, c2 est la capacité du condensateur terminal et q une grandeur dépendant des dimensions du système de fils et que l’on pourrait nommer le coefficient de self-induction par unité de longueur des conducteurs. On mesure les distances des nœuds kj aux armatures secondaires du condensateur primaire; on a
- kÀ=zz' ().„)+ fx„, i = o, 1, ... i.
- Lorsqu’on a trouvé l’emplacement des nœuds pour les différents systèmes, on peut, pour
- n > 2 trouver pour les longueurs d’onde des valeurs déterminées par la méthode des moindres carrés.
- Si l’on pose \
- SV=A, s î/V—B, Si = C, =
- on a
- — /Ai—AC ,_AD - BC
- — /iC — C* * 1~ h D — C2 ’
- {k nombre de nœuds) et les valeurs réduites
- sont ____
- z' (>.„) + o. Tn = JR»
- -'(>„) + <• K = k7 (D + >l- Tn =
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- L’équation (i) donne alors une valeur réduite de zn.
- Une vérification de la théorie consiste en ce que pour le même système de conducteurs on doit avoir pour les différents systèmes de nœuds à peu près la même valeur pour
- t — TU" + ; (2)
- t donne évidemment une mesure de la distance de l’extrémité des ondulations aux armatures S, et S2; cette grandeur doit correspondre approximativement à la longueur totale L du système de fils mesurée directement. La phase du point final t croît à mesure que l’on ouvre le condensateur terminal, depuis o (condensateur fermé, capacité c2 =oo) jusqu’à 1/2 (fils à extrémités libres, capacité c2 = o), comme le montrent les formules (1) et (2).
- Nous avons effectué la réduction chaque fois que les nombres observés nous ont semblé exempts d’erreurs systématiques. Dans les cas où ce procédé n’était pas applicable on a pris simplement pour X la moyenne arithmétique.
- Les tableaux qui suivent en donneront des exemples. Les valeurs réduites y sont indiquées par une barre horizontale.
- Résultats.
- Les résultats sont consignés dans un certain nombre de tableaux dont les suscriptions indiquent les modifications que l’on a fait subir aux diverses parties du montage.
- Entre les différentes colonnes des tableaux se trouvent les distances internodales. On y voit que les nœuds ne sont en général pas équidistants. Les écarts atteignent jusqu’à 100/0, tandis que d’autres séries accusent une constance remarquable. Les nombres ont été plusieurs fois vérifiés, l’inégalité des distances entre les nœuds n’est certainement pas le résultat d'erreurs d’observation.
- Nous traiterons d’abord l’influence des modifications du condensateur principal sur les conditions d’oscillation dans le système secondaire.
- A. Condensateur principal ou primaire. — Variations de la capacité. Influence de la surface d'armature /,.
- TABLEAU I
- Condensateur principal Fils Condensateur terminal.
- Armatures carrées f — 20 x 20 cm2 L = 1252 cm. r — 10 cm.
- e4 ^ 2,0 cm. b = IO cm. es = 10 cm.
- 11 0 0 5 a = o,o5 cm. C = 5,3 cm.
- <3 = 21,19 cm.
- Indicateur : Sphère entre les armatures du condensateur terminal.
- n h\ /«‘n k\, /{’. k\ /<“„ x„ ?» t
- 0 555
- 1 — 970
- 2 82 814 590 804 1 IOO 509 i56 1256
- 3 44 378 422 372 794 3flC 1160 372 96 1256
- 4 — 3i6 302 6l8 300 908 283 1191 292 64 1255
- 5 — 263 241 504 234 738 231 972 238 1207 238 45 1252
- Les distances internodales inscrites entre les valeurs de kln augmentent vers le condensateur primaire ; malgré cela, les valeurs de t s’écartent assez peu de la valeur moyenne 1254, qui ne diffère que faiblement de la longueur totale réelle L des fils.
- Les nombres entre parenthèses sont les va-
- leurs de kln réduites à l’aide de la méthode des moindres carrés. Les nombres entre les colonnes représentent comme précédemment les différences. Quoique ces différences soient plus constantes que dans le tableau I, les valeurs de t sont plus variables; la diminution de t avec la longueur d’onde est ici plus prononcée. ,
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- 33y
- TABLEAU II
- Condensateur principal/, =3ox3o cm1, le reste comme en I. / = 3o cm.
- TABLEAU III
- e, —. 6,7 cm., le reste comme en I, mais b — io, a = o, i cm.
- " — '
- 11 h\. k'„ li\ lt\ k\ L Zn l
- 0 619
- 1 262 731 993 731 273 1266
- 2 142 438 63o 480 i 110 484 l55 1265
- 3 85 370 455 300 8i5 343 1160 358 98 1258
- 4 — 345 280 634 280 920 2<3fl 1186 280 66 1252
- Influence de la dislance g, entre les armatures.
- TABLEAU IY
- e, = 4,6 cm., le reste comme ci-dessus (').
- TABLEAU V
- e, = i,8 cm., le reste comme plus haut.
- Une comparaison entre les tableaux III et V montre qu’avec la diminution de la distance g, entre les armatures, c’est-à-dire avec l’augmentation de la capacité à l’extrémité primaire, les valeurs de t s’égalisent d’abord puis s’écartent d’une façon considérable de la valeur moyenne et de la longueur vraie L.
- En ce qui concerne la position absolue des nœuds, on voit que ceux-ci se rapprochent de (*)
- (*) Ne pouvant donner ici tous les tableaux de ce mémoire, nous nous contenterons d’en reproduire les plus intéressants.
- plus en plus du condensateur primaire lorsque sa capacité augmente ; mais les divers nœuds ne participent pas au même degré à cette progression, de sorte que le système entier subit une déformation. Le tableau VI en fournit un exemple de plus. Dans cette série on a fait r2 = io et l’on a pris successivement e1 =6,7 ; 4,6 et 1,8cm. Cette dernière valeur correspond à peu près aux conditions expérimentales employées par MM. Cohn etHeerwagen. Les longueurs d’onde trouvées sont plus grandes que dans les recherches de ces auteurs, et les systèmes de nœuds semblent s’élargir vers le condensateur principal. L’indicateur était constitué par un tube dont les électrodes étaient reliées métallique-ment aux extrémités des fils.
- Influence de la forme des armatures. — Dans toutes les recherches antérieures on a admis facilement que la forme des armatures primaire et secondaire n’a pas d’influence sur les oscilla-
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- tions; aussi les a-t-on employées sous des formes très variées. Il est pourtant à remarquer que lorsque les dimensions des plaques deviennent comparables aux longueurs d’onde, elles ne peuvent pas être sans influence sur les oscillations, car il faut alors tenir compte de la durée de la décharge des armatures; la phase de la décharge n’est pas la même pour les différentes parties de l’armature. Si nous considérons les tubes de force, nous pouvons nous représenter qu’immé-diatement avant le passage de l’étincelle primaire, la totalité de ces tubes se trouvent tendus entre les armatures primaires et secondaires; leur distribution est uniforme. Dès que la décharge se produit les premiers tubes de force qui se déplacent vers le système de fils sont ceux qui se trouvent dans le voisinage immédiat de l’étincelle. Il faut un certain temps pour permettre au déplacement de se communiquer aux autres tubes, et lorsque les armatures sont longues, les tubes extrêmes sont encore au repos quand les premiers ont déjà donné l’impulsion aux oscillations.
- Nous avons donc fait quelques séries avec des bandes de zinc de i5o centimètres de longueur et de 6 centimètres de hauteur seulement, c’est-à-dire avec des armatures présentant la même surface que nos armatures carrées. Ces expé-
- riences montrent, que la théorie Cohn-Heerwa-gen s’applique encore dans ce cas, car les différentes valeurs de l ne s’écartent de la moyenne 1254,4 que des quantités de l’ordre de grandeur des erreurs d’observation.
- Le tableau VII est obtenu avec les valeurs :
- y,—6xi5ocm2 L= 125a cm. r4 = iocm.
- £, — 2 cm. b = io cm. et = io cm.
- / = ocm. a — o,o5 cm. c = 5,3 cm.
- q =21,-19
- La moyenne des valeurs de l concorde de très près avec la longueur L mesurée directement.
- Pour le tableau VIII, on a employé les don nées précédentes, mais avec/ï = 3o x 3o cm2. Les nombres obtenus pour les armatures carrées présentent des divergences beaucoup plus grandes, et la moyenne 1260 est plus élevée et s’écartent plus de L.
- Variations de la self-induction du circuit primaire.
- Influence de longueur des tiges. — Ci-dessous nous donnons une série d’observations obtenues dans des conditions en tout semblables à celles du tableau II, à cette différence près que les tiges de laiton portant les boules primaires sont enfoncées complètement dans leurs tubes, de sorte que la longueur / — o.
- TABLEAU IX / = o, le reste comme en II
- En comparant au tableau II, on voit que lors-quela self-induction du circuit primaire diminue, le système de nœuds se déplace vers le condensateur terminal, et qu’en même temps les distances internodales diminuent, celles des systèmes simples plus que les autres. La self-induc-
- tion ne modifie presque pas les écarts de la valeur t, ce qui permet de comparer la série II à la série I quoique les self-inductions soient différentes dans les deux cas.
- Influence des fils intercalés entre le condensateur primaire et l'étincelle. — Dans cette recher-
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- ehe la machine était, comme précédemment, reliée au circuit derrière les bombes primaires. Mais celles-ci étaient d'abord reliées par des fils ayant jusqu’à 5 mètres de longueur avec un micromètre à étincelles situé dans le prolongement des fils de Lecher. Les étincelles se produisaient alors au micromètre. Les effets de ces changements sont considérables.
- 1. Les nœuds progressent vers le condensateur primaire, les plus voisins très rapidement, les plus éloignés plus lentement.
- 2. Les intensités varient; avec certains fils additionnels il n’est plus possible d’obtenir des nœuds très nets.
- 3. Il se produit ce fait remarquable, même avec des fils assez courts, qu’à côté du nœud k0° ordinairement bien isolé il s’en forme un autre très net qui n’admet qu’un seul pont, et auquel ne correspond donc pas d’autre nœud du système.
- On observe très facilement des déplacements des nœuds moyens, lorsque après avoir fait jaillir l’étincelle aux boules primaires on écarte celles-ci pour laisser la décharge se produire entre les électrodes de la machine.
- Si l’on considère que l’adjonction d’un nouveau circuit de fils fait apparaître, à côté des trois systèmes d’ondulations définis plus haut, un quatrième système, et que ces divers systèmes peuvent se composer par deux ou trois, on comprend très bien les modifications complètes des systèmes de nœuds sur les fils de Lecher. Nous n’insisterons pas sur ce point: une partie de ces relations ont été discutées entre temps dans deux mémoires de M. Salvioni. Il nous importait avant tout d’étudier ces influences dans notre instrument, parce que la comparabilité des différentes séries de mesures en dépendait. Nous avons diminué cet effet autant que possible par l’emploi de conducteurs très courts entre les armatures Px et P2 et les boules primaires.
- (A suivre).
- Sur la susceptibilité magnétique de l’oxygène, par R. Hennig (').
- Pour la comparaison des pressions magnétiques que subissent deux gaz différents dans un même champ magnétique, Toepler a indiqué
- un procédé (’) qui présente cet avantage qu’une seule observation donne immédiatement la différence entre les pressions considérées. Le principe de ce procédé est le suivant :
- Un tube de verre légèrement coudé (fig. 1) et contenant une petite colonne de liquide est placé dans un champ magnétique homogène de façon que le plan des deux branches soit vertical et que l’inclinaison sur l’horizontale soit la même de part et d’autre. Si des deux côtés de la colonne liquide se trouve le même gaz, cette colonne ne se déplace pas lorsqu’on excite le champ, puisque les deux pressions magnétiques exercées sur les ménisques se compensent. Mais si l’on remplit les branches du tube de deux gaz différents, la colonne liquide se déplace sous l’influence du champ vers le gaz à moindre susceptibilité. La grandeur du déplacement permet d'obtenir en valeur absolue la différence des susceptibilités.
- En effet, si nous désignons par et x2 les susceptibilités des deux gaz, par x0 celle du
- )— jij ’x-NiéN— -
- Fig. 1
- liquide de séparation et par H l’intensité du champ, les deux ménisques sont soumis à des pressions magnétiques px et p2 dirigées vers l’intérieur du liquide et ayant pour expressions ;
- p, = H2 et pt - -H2 ;
- D’où une différence de pressions
- ?,-?,= ïCT-ïî H" (1)
- produisant le déplacement et équilibrée par la pression hydrostatique P. Celle-ci est donnée, pour un angle de coudure très petit, par
- P = a a <r, (2)
- si nous appelons a le déplacement horizontal de la colonne liquide en centimètres, a l’angle aigu entre les branches du tube, exprimé en longueurs d’arc, et <7 le poids spécifique du liquide
- (') Toepler et Hennig, Sit%ungsbcr. dcr Akad. der Wiss. zu Berlin, i5 mars 1888, et Wied. Ann., t. XXXIV, p. 790, 1888.
- (’) Wiedmann's Annalen, t. L, p. 485, 1893 (Extrait).
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
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- en dynes par centimètre cube. La différence des susceptibilités se déduit donc de la formule :
- Cette formule subsiste encore quand la colonne liquide n’est pas homogène, mais présente une susceptibilité variant d’une tranche à l’autre; c’est ce que le calcul et l’expérience démontrent aisément. Il en résulte qu’une modification des ménisques par l’absorption des gaz n’affecte pas l’applicabilité de la méthode. L’absorption pourrait tout au plus modifier la position d’équilibre en changeant les constantes hydrostatiques et capillaires, mais cette influence est pratiquement négligeable, et peut, d’ailleurs, être éliminée.
- La formule (3) doit être corrigée pour le cas fréquent où le champ n’est pas homogène. On détermine à cet effet le déplacement pour le cas où les deux branches sont remplies de gaz 1, ou pour celui où des deux côtés se trouve le gaz 2. Si l’on désigne par ax et a2 ces déplacements, et par Hi et H2 les intensités de champ aux deux ménisques, on obtient pour la différence des susceptibilités les formules corrigées
- ou
- ___2 (a — a,) a cr
- *4 — X2 — — ,
- xt — x2
- 2 (a — as) a a H?
- (3 a)
- m
- Dans les recherches déjà citées, les auteurs ont déterminé les susceptibilités, ou plutôt les
- constantes magnétiques Æ = — introduites par
- 2 g
- Quincke, d’une série de gaz; mais on attachait alors peu d’importance à l’exactitude de ces nombres, qui pouvaient d’ailleurs être entachés d’erreurs dues à l’imperfection des méthodes de mesure de l’intensité de champ.
- A la même époque parut le travail très étendu de Quincke (*) sur le même sujet, dans lequel les gaz étaient étudiés à des pressions jusqu’à 40 atmosphères. On mesurait les dénivellations d’un manomètre magnétique, d’abord en établis-le vide au-dessus du liquide, puis en introduisant le gaz à étudier. Le travail de Quincke est le plus complet qui ait été publié, mais les résultats présentent encore des écarts considérables.
- Du Bois (!) a déterminé la susceptibilité de l’oxygène également par une méthode différentielle en comparant l’oxygène au gaz d’éclairage, dont il suppose la susceptibilité nulle.
- Tout récemment ont paru les travaux de Curie (2) et de Dewar (3). Curie utilise en principe la méthode déjà employée par Becquerel et Faraday : on compare les forces exercées sur une ampoule de verre placée dans un champ hétérogène, d’abord lorsqu’elle est remplie d’eau, puis d’oxygène comprimé à une pression et une température données. Les pressions vont de 5 à 20 atmosphères, les températures de 20 à 45o°, les intensités de champ dans l’ampoule de verre de 200 à i35o unités absolues. II. résulte de ces expériences que la susceptibilité de l’oxygène est indépendante de l’intensité de champ, mais proportionnelle à la pression et inversement proportionnelle au carré de la température absolue. Pour l’oxygène à 20°, le coefficient d’aimantation rapporté à l’unité de masse est 145 fois celui de l’eau.
- Dewar, enfin, démontre les propriétés magnétiques de l’oxygène liquéfié, sans toutefois en déterminer exactement la susceptibilité; la valeur qu’il a indiquée (1/1000 de celle du fer) ne doit être considérée que comme une approximation.
- Quoique les deux premiers travaux aient paru peu de temps après la publication des nôtres et que les recherches de Quincke aient embrassé un champ bien plus considérable que celui que nous nous étions tracé, la méthode de Toepler nous a semblé si avantageuse que nous n’avons pas jugé superflue la continuation de nos observations.
- Avec l’assentiment de M. Toepler, j’ai donc continué ce travail en m’effqrçant de donner à l’appareil une forme qui permît la comparaison directe de gaz comprimés. En outre, j’ai choisi parmi les méthodes de mesure de ,1’inten-sité de champ celle qui rend possible les observations magnétiques simultanées. La discussion de cette méthode forme la première partie de cette étude, dont la seconde partie comprend la description de l’appareil et des expériences effectuées jusqu’ici.
- (') Wied. Ann., t. XXXV, p. 37, 1888. fl) Comptes rendus, t. GXV, p. 1292, 1892. fl) The Electrician, t. XXIX, p. 169, 1892.
- (') Wied. Ann., t. XXXIV, p. 401, 1888.
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- 341
- Ces recherches ont été faites au laboratoire de physique de l’École technique supérieure de Dresde. Par suite de diverses circonstances, elles ont dû être limitées à l’étude de l’oxygène.
- I. — Détermination de l'intensité de champ.
- L’emploi du manomètre à chlorure de fer de Quincke présentant des causes d’erreur nombreuses, telles que frottement intérieur du liquide, variations de la concentration, peut-être aussi de la composition chimique, a été écarté.
- Je n’ai étudié que les trois méthodes suivantes :
- 1. Méthode optique. — Détermination de l’intensité de champ par la rotation du plan de polarisation dans le sulfure de carbone. Cette méthode peut permettre avec un polarimètre sensible des mesures très exactes, et la constante de Verdet pour le C S2 est déterminée avec une exactitude suffisante. D’un autre côté, cette méthode présente l’inconvénient de nécessiter pour chaque mesure de longues préparations et des réglages laborieux et de n’indiquer que l’intensité en un seul endroit du champ, l'axe de l’électro-aimant. Elle ne nous a donc pas semblé pratique pour nos expériences.
- 2. Méthode d’induction. — On introduit rapidement dans le champ une bobine de section connue et l’on mesure la quantité induite par l’élongation d’un galvanomètre balistique. Cette méthode, également employée par Quincke, nécessite, il est vrai, la détermination préliminaire de constantes difficiles, telles que la section de la bobine, le facteur de réduction, la durée d’oscillation et l’amortissement du galvanomètre et la résistance du circuit; mais elle permet ensuite de déterminer facilement en mesure absolue l’intensité en tous les points du champ. Je n’ai pu, toutefois, me servir d’une façon continue de cette méthode, parce que mon appareil ne permettait pas l’introduction de la bobine entre les pôles de l’électro-aimant de Ruhm-korff.
- 3. Méthode du galvanomètre bifilaire. — C’est la méthode imaginée par W. Weber pour la mesui'e absolue de l’intensité de courant (1), appliquée par F. Kohlrausch (2) à la détermina-
- (*) Pogg. Ann., t. LV, p. 181, 1842.
- (2) Pogg. Ann., t. CXXXVIII, p. 2, 1869.
- tion de l’intensité horizontale du champ terrestre et transformée récemment par F. Sten-ger Q en méthode de mesure de l’intensité de champs puissants à lignes de force horizontales. Le principe de cette méthode est celui-ci :
- Une bobine de fil de section F (surface embrassée parles spires) est fixée à une suspension bifilaire de couple directeur D, dont les fils conduisent à la bobine un courant d’intensité i. L’axe de la bobine est horizontal, le plan de ses spires est parallèleaux lignes de force clu champ. Au passage du courant?, la bobine est soumise à un couple de torsion H F ? cos a équilibré par le couple directeur D sin a. En égalant cès deux expressions, et en substituant à i sa valeur en fonction de l’angle p de déviation du galvanomètre de mesure i — C tang p, on en tire l’intensité horizontale du champ magnétique
- ... _ J>_ tang g F C tang p '
- Cette méthode présente de grands avantages. En prenant des valeurs de i appropriées, on peut mesurer des intensités de champ très différentes avec le même degré de précision. Une fois les constantes déterminées, les mesures sont très simples; elles se réduisent à l’observation des angles a et p que l’on peut effectuer avec une grande exactitude à l’aide d’un miroir et d’une échelle. Si l’on emploie une source de courant constante, un accumulateur par exemple, on détermine l’angle p une fois pour toutes, et il suffit alors pour faire une mesure d’intensité de champ de lire un angle de déviation, ce qui est très rapide, surtout si l’on fixe sur la suspension un cadre métallique amortisseur, comme l’a proposé Stenger.
- Nous nous sommes servis de cette troisième méthode que nous avons d’ailleurs comparée aux deux méthodes précédentes.
- Le champ magnétique est produit par un électro-aimant de Ruhmkorff à branches horizontales percées d’un trou axial et dont les extrémités peuvent être munies de pièces polaires de formes diverses. Dans les expériences préliminaires, les pièces polaires avaient leurs extrémités planes de 8 centimètres de diamètre percées d’un trou de 8 millimètres. Cet électroaimant est excité par le courant de 60 accumu-
- (•) Wied. Ann., t. XXXIII, p. 3i2, i883.
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- 342 LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- lateurs Tudor, groupés par batteries de 5 à i5 éléments.
- Pour la détermination optique de l’intensité de champ, on a adopté comme constante de Verdet pour le sulfure de carbone employé
- R( —0,0007 | r—0,00104(t— i8)( degrés,
- où t est la température du sulfure de carbone.
- Dans l’emploi de la méthode d’induction, on a dû déterminer l’amortissement à chaque mesure, ce facteur étant peu constant (* *).
- A. H.
- {A suivre.)
- Sur la mesure des coefficients d’induction, par M. H. Abraham (s).
- Lorsqu’on détermine un coefficient d’induction par comparaison avec une résistance et un temps, on atteint difficilement le centième si l’on emploie le galvanomètre balistique. On augmente déjà la sensibilité et la précision en renouvelant périodiquement les impulsions, ce qui produit une déviation permanente.
- Mais on peut aller plus loin, en se servant d’un galvanomètre différentiel, qui permet de compenser cette déviation permanente. Les me-sttrus se font alors très aisément au centième, et peuvent fournir te millième sans grande difficulté.
- I. Coefficients d'induction mutuelle. — Les communications nécessaires sont établies par un commutateur tournant dont on règle la vitesse par une méthode stroboscopique. La décharge induite, que provoque n fois par seconde l'établissement du courant inducteur, est envoyée dans le premier circuit du galvanomètre différentiel. On compense l'effet des impulsions périodiques en • faisant traverser le deuxième circuit par un courant continu fourni par la même pile.
- On arrête alors le commutateur et l’on met le circuit induit en dérivation sur une résistance r du circuit inducteur (3), substituant ainsi aux
- (*) Pour plus de détails, voir le mémoire original dans les Annales de Wiedemann.
- (21 Comptes rendus, t. CXVII, p. 624.
- (*) Cette dérivation modifie légèrement la résistance de l’inducteur ; il en résulte un petit terme correctif dans la formule donnant M.
- décharges successives un nouveau courant continu. Si l’équilibre du galvanomètre n’est pas troublé, on pourra dire que la résistance r équivaut à la résistance fictive n M par laquelle les deux circuits se trouvaient en relation pendant les phénomènes d’induction, et l’on écrira
- M= - r. n
- Il n’est donc nécessaire de connaître avec précision que la seule résistance r : on pourra constituer cette résistance par un ohm étalon.
- Gomme application, j’indiquerai tout d’abord un contrôle. On sait que, pour deux bobines sans fer, I, II, on doit nécessairement avoir
- M11 = M1 . i n
- Voici un cas particulier :
- M" = o Ilenry,04966, AL = o n#“7,04968.
- J’ai constaté que celte réciprocité des coefficients d'induction n’existe plus quand les bobines contiennent du fer. Les mêmes bobines ont donné, avec un noyau de- fils de fer doux,
- H Hom-y 1 Henry
- Mj =0 , 5290, M^—O ,3504.
- L’écart est bien réel : il n'est pas dû à un effet de saturation du fer, à un défaut de proportionnalité entre l’aimantation et l’intensité du courant inducteur; car, en doublant cette intensité, on retrouve les mêmes valeurs
- I
- Henry
- 5291,
- M1 “O ir
- Henry
- , 5490.
- II. Coefficients d'induction propre. — Dans un pont de Wheastone, trois branches sont sans induction ; la quatrième contient la bobine étudiée. Le pont est réglé pour un courant permanent: c’est le premier circuit du galvanomètre différentiel qui sert à constater l’équilibre.
- Le commutateur tournant envoie, n fois par seconde, un courant induit de fermeture dans ce galvanomètre, que l’on ramène au zéro au moyen du circuit compensateur dont le courant est toujours fourni par la même pile.
- On arrête alors le commutateur et l’on dérègle
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- le pont d’une faible quantité r. Si l’équilibre du galvanomètre se trouve rétabli, on pourra dire que la résistance réelle r a agi comme la résistance fictive ?zL; abstraction faite d’une cor-tion peu importante, on aura donc
- Voici quelques vérifications. En faisant varier l’intensité du courant et la période du commutateur, j’ai trouvé successivement pour une même bobine
- 0H<>n'T, 2445, 0Ucnry, 2446, o,Ienr.v, 244C, O "on'Tj 2443.
- Le contrôle suivant est plus important. Les coefficients d’induction propre de deux bobines sont trouvés égaux respectivement à
- 0Honry; o58lO et 0Uo"1'.v, C55l2,
- dont la somme
- O Ileury^ n322
- est pratiquement identique à la valeur mesurée directement pour l’ensemble des deux bobines
- O Henry^ I l3l8.
- Dans toutes ces mesures, on a employé avantageusement, comme différentiel, un galvanomètre Thomson à quatre bobines, dont la paire supérieure forme le premier circuit, la paire inférieure constituant le second (1).
- BIBLIOGRAPHIE
- Notes et formules d’électricité industrielle, par Robert P. Bouquet. — E. Bernard et C'”, éditeurs, Paris.
- « L’apparition d’un nouvel aide - mémoire d’électricité pourra paraître à quelques - uns superflue. » C’est la crainte qu’exprime l’auteur dans la première phrase de la préface. Est-elle justifiée ? Non, si le nouvel aide-mémoire ne présente pas les lacunes, les erreurs et les dispositions défectueuses de ses précurseurs ; oui, évidemment, s’il fait double emploi avec ceux-ci. (*)
- (*) Ce travail a été fait au laboratoire de physique de l’Ecole normale supérieure.
- Il y a de l’un et de l’autre dans ce livre, l’auteur ayant puisé à des sources de valeurs très diverses, depuis le Manuel du monteur électricien de Laffargue jusqu’au Traité d’éleclricilé de Vas-chy.
- La première partie, débutant par la sempiternelle table des carrés, cubes, racines, etc., dont un autre paragraphe relatif à la règle à calcul fait ressortir le peu d’utilité, donne les Tables et formules usuelles.
- Des matières contenues dans la deuxième partie, intitulée : Unités et phénomènes généraux, celles relatives aux unités doivent être traitées avec précision ; c'est ce qui a eu lieu dans le cas actuel ; mais, peut-être le chapitre des unités n’a-t-il pas reçu toute l’extension qu’il mérite. Quant aux phénomènes généraux, un aide-mémoire doit les supposer connus ; les descriptions et les définitions qu’en a données l’auteur sont bien condensées, mais elles ne forment qu’une sorte d’introduction aux troisième et quatrième parties du livre, les plus volumineuses, qui constituent en somme un petit traité d’électricité industrielle sous le titre de Théorie, production et utilisation des courants continus et des courants alternatifs, traité qui nous semble d’ailleurs bien fait.
- La cinquième partie résume les méthodes de mesure principales, et le livre se termine par une série de tables de constantes et données numériques.
- En plusieurs endroits de son livre l’auteur s’est contenté de reproduire des renseignements dont l’exactitude est contestée depuis plusieurs années. C’est ainsi, par exemple, que l'on trouve encore dans ce livre, comme, d’ailleurs, dans la presque totalité des ouvrages, même les plus récents, des tables de résistances spécifiques des matières isolantes. Les auteurs se basent sur des résultats obtenus il y a dix ou vingt ans, qu’ils compilent avec la plus grande confiance, sans discuter les conditions très variées et souvent mauvaises dans lesquelles ces données ont été établies. C’est ainsi que pour le soufre on donne des valeurs de la résistance spécifique allant de o,56 à 5oo mégohms-centimètres, pour le mica on indique 84 X ioB, pour la benzine 14 X iort, mégohms-centimètres, 'alors que M. Curie, M. Bouty et d’autres physiciens éminents ont montré que ces corps ne laissent passer aucun courant mesurable.
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- A propos du calcul des conducteurs, nous nous rappelons qu’il y a quelques années on s’est moqué de nous lorsque nous affirmions que Uon peut faire passer dans un fil de cuivre des centaines d’ampères par millimètre carré de section sans l’échauffer dangereusement et que tout dépend du diamètre du fil. Les opinions se sont modifiées depuis ; malgré cela le livre de M. Bouquet, par exemple, ne fait même pas remarquer l’influence essentielle des dimensions du fil sur la densité de courant admissible.
- D’un autre côté, M. Bouquet a très bien su utiliser les études les plus récentes sur les propriétés magnétiques du fer et les appliquer dans le calcul des dynamos et des transformateurs. On lui saura gré également de ne pas s'en être tenu au courant alternatif sinusoïdal et d’avoir indiqué l’influence de la perméabilité variable du fer sur la forme des courbes.
- L’attrait de la nouveauté a déterminé l’auteur à accepter comme un fait établi l’existence de Y hystérésis diélectrique, dont il parle à deux ou trois endroits, et qui n’est pourtant rien moins que démontrée.
- Trop de formulaires ont de commun le défaut de donner asile, comme s’exprime M. Bouquet, « aux conclusions hâtives qui ont été tirées des phénomènes apparents. »
- A. Hess.
- Recenti progressi nette applica^ioni dell’ Elettricità (Récents progrès dans les applications de l’Électricité) (2° édition), par M. Rinaldo Ferrini; Ulrico Hœpli, éditeur (Milan).
- Ce livre est la seconde partie d’un ouvrage dont la première, intitulée : Les Dynamos, et parue en 1892, n’est pas parvenue à la rédaction de cette revue; c’est là un fait regrettable, car si cette première partie est traitée dans le même ordre d’idées que la seconde, elle doit être aussi intéressante, et j’aurais été très heureux de la présenter à nos lecteurs.
- L’auteur, peu amateur de préface, et c’est une qu'alité, donne uniquement un simple avertissement au lecteur pour lui indiquer les ouvrages et les publications périodiques qu’il a mis à contribution ,pour l’édiflcation de son ouvrage et s’éviter ainsi de nombreuses citations dans le texte. Évidemment ces citations eussent été pré-
- férables, ne fût-ce pour rendre exactement à chaque auteur ce qu’il lui est dû.
- L’ouvrage contient cinq chapitres, qu’il n’est pas inutile d’énumérer :
- Transformateurs ;
- Étude des transformateurs;
- Distribution de l’énergie électrique ;
- Moteurs ;
- Dans le premier, après quelques paragraphes préliminaires, l’auteur dit quelques mots sur les transformateurs à courants continus et sur leur théorie. Il décrit ensuite les principaux types de transformateurs à courants alternatifs, puis il expose en quelques pages, d’une façon à la fois claire et succincte, les.théories qu’en ont données Ferraris, Hopkinson et Perris.
- Le second traite de l’étude expérimentale des transformateurs, et il est à peine utile de dire que c’est un résumé des mieux compris des travaux récents de MM. Ryan et Merritt, d’Ewing, de Steinmetz, d’Ayrton et Sumpner, et de Fleming. Il y a là néanmoins un léger défaut. L’auteur, à propos du calcul des pertes par courants de Foucault, reproduit des calculs un peu discutables donnés par M. Fleming dans son intéressant traité The alternate current transformer, alors qu’il oublie ceux beaucoup plus rigoureux de M. J. J. Thomson.
- La distribution de l’énergie électrique est traitée avec la même concision, qui paraît être, du reste, une des qualités de l’auteur.
- Nous arrivons ensuite à la question des moteurs à courants continu et alternatif. La partie relative à un moteur à courant continu est particulièrement bien étudiée. Celle des moteurs à courants alternatifs comprend la théorie des moteurs synchrones et asynchrones et quelques mots sur celle des champs tournants, où l’auteur reproduit la théorie de M. Sahulka sur la réaction de l’armature sur le champ. Ce chapitre est terminé par une description assez étendue sur les moteurs à courants triphasés et diphasés et des compteurs moteurs.
- Le dernier chapitre, celui des applications, donne une étude historique des principales installations de distribution d’énergie électrique. Un second paragraphe est consacré à l’étude de la traction électrique.
- L’auteur termine enfin par des applications thermiques et en particulier par la question des fours électriques.
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- ün voit par cette courte analyse que l’ouvrage de M. Ferrini est particulièrement intéressant, à beaucoup de points de vue, et c'est un véritable mérite pour l’auteur d’avoir pu condenser en 370 pages les nombreux travaux qu’il cite dans ce traité.
- Je ne puis donc que recommander ce livre à nos lecteurs; c’est un moyen agréable de repasser en quelques heures les principales théories édifiées dans ces dernières années, et en particulier sur les transformateurs.
- Sous une forme claire et attrayante, l’ouvrage de M. Ferrini, écrit en italien, c’est-à-dire facilement compréhensible pour un Français après peu de [temps d’étude, pourra rendre de très utiles services.
- F. Guilbert.
- Die Berechnung elektrischer Leilungsnetze in Théorie tind Praxis (Le calcul des réseaux électriques; théorie et pratique), par Jos. Herzog et Cl. P. Faldmann.
- Les vacances nous ont mis un peu en retard pour faire connaître cet ouvrage à nos lecteurs, et nous le regrettons d’autant plus que nous n’avons guère à en dire que du bien. C’est un de ces livres méthodiques et pleins de choses qui font honneur à leurs auteurs et sont appelés à rendre de grands services à tous ceux, savants et praticiens, qui ont à étudier l’importante question de la distribution de l’énergie électrique.
- Une courte préface de MM. Herzog et Feld-mann nous apprend quel a été leur but : écrire une monographie didactique et complète sur ce sujet limité, et contribuer ainsi à cette œuvre de division du travail qui s’impose aujourd’hui dans le domaine de la science électrique et doit rendre à celle-ci les memes services qu’aux autres formes de l’activité humaine; le sujet traité est un de ceux pour lesquels cette spécialisation semble particulièrement utile.
- Les auteurs consacrent un premier chapitre très court à l’historique du développement de la technique particulière des distributions électriques. Puis, dans une série de chapitres d’un style bien serré, abondamment documentés de notes, de tables, de graphiques, etc., ils nous font successivement passer en revue toutes les questions qui se rapportent directement ou indirectement à leur sujet, et indiquent sur bien
- des points les résultats de recherches toutes personnelles.
- Le chapitre II résume les théories et les renseignements experimentaux relatifs à réchauffement des conducteurs nus, recouverts et enterrés. Les travaux de Forbes, Kennelly, Ayrton, etc. sont analysés et discutés. Les auteurs font connaître également leurs expériences sur réchauffement des conducteurs souterrains, sujet peu étudié avant eux.
- Les chapitres III et IV sont consacrés à une étude détaillée de la lampe à incandescence ét de l’arc électrique. Ici, on pourrait faire une petite critique au sujet de l’opportunité de beaucoup de renseignements qu’ils contiennent et qui s’écartent notablement du sujet principal, bien qu’il soit utile, comme le disent les auteurs, de connaître le mode de fonctionnement des appareils que doit alimenter la canalisation. Mais les documents réunis relativement à la construction, au rendement lumineux, à la durée et à l’économie des lampes à incandescence, et ceux relatifs à la théorie et aux propriétés électriques et lumineuses de l’arc à courant continu et de i’arc à courants alternatifs (sur lequel il y aurait cependant quelques réserves à faire), sont si intéressants et si clairs que nous aurions mauvaise grâce à nous plaindre de les trouver réunis dans ce volume ; ils sont en général de première main et tenus au courant des travaux récents jusqu’à l’époque de l’apparition du livre; les auteurs se sont d’ailleurs sagement abstenus de reproduire beaucoup de vieux clichés qui traînent encore dans bien des manuels. Nous avons retrouvé avec plaisir dans le chapitre III les expériences de l’un des auteurs, M. Feldmann, sur les lampes à incandescence alimentées par des courants alternatifs.
- Cette bonne impression nous fait seulement regretter qu’après avoir étudié avec détail les propriétés théoriques de l’arc électrique, la fabrication et la durée des charbons, etc., les auteurs aient cru devoir l’ester aussi sobres de détails sur les lampes à arc et sur les résistances de stabilité. La courte page consacrée à ces dernieres. (à tort, croyons-nous, dans le chapitre des rhéostats), ne donne pas d’ailleurs la véritable théorie de la stabilité de l’arc électrique; mais c’est là un point de détail peu important sur lequel il n’y a pas lieu d’insister davantage.
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- i-.es deux chapitres suivants, qui forment près de la moitié de l’ouvrage et en constituent en effet la partie principale et la plus utile, sont consacrés, le premier à l'étude des lois générales qui régissent la distribution des courants dans un réseau de conducteurs, le second à la détermination pratique des sections à donner aux diverses parties de ces conducteurs.
- Dans le chapitre V, les auteurs, après avoir passé en revue la distribution en série et les cas simples ou compliqués de distribution en dérivation, étudient avec beaucoup de clarté, par une méthode analytique et graphique, le problème plus complexe du réseau fermé, sur lequel M. Herzog a publié déjà, en collaboration avec M. Stark, une étude antérieure; ils exposent d’une façon didactique le théorème de la superposition des courants, la règle de Maxwell, le principe du centre de gravité, l’influence de la variation de consommation sur la répartition des courants, la méthode des points no-daux, etc...
- Dans le chapitre VI, ils passent en revue les différents systèmes de distribution directe ou indirecte, en utilisant les données et les règles précédentes à la détermination de la section des conducteurs. Ils entrent à ce propos dans d’intéressantes considérations économiques, et montrent en passant que la règle de Thomson n’est susceptible en pratique que d’applications assez restreintes; ils terminent par une intéressante comparaison entre les méthodes de distribution au point de vue du poids de cuivre nécessaire.
- Une application pratique très détaillée de ces méthodes au calcul du réseau principal (courants alternatifs) de la ville de Cologne fait l’objet du chapitre VII.
- Enfin, deux derniers chapitres sont consacrés à l’étude théorique et pratique des fusibles et des rhéostats. A signaler dans le premier les expériences des auteurs, et, dans le second, un paragraphe sur le calcul d’un rhéostat destiné à régler, suivant une gradation donnée, la puissance lumineuse d’une batterie de lampes, ainsi que cela est nécessaire, par exemple pour l’é-claîrage de la scène d’un théâtre.
- La seule critique à faire à l’ensemble de cet intéressant volume, c’est qu’il laisse de côté les questions de la construction des câbles et de l’isolement des canalisations, qui y seraient ce-
- pendant aussi bien à leur place que les chapitres sur les lampes dont nous avons parlé plus haut. Nous espérons qu’ils trouveront place dans une seconde édition, à moins que les auteurs n’aient l’intention d’en faire l’objet d’un second volume, intention à laquelle nous ne saurions qu’applaudir.
- En attendant, l’excellent ouvrage de MM. Feld-mann et Herzog mérite d’être recommandé à tous les électriciens qui s’occupent ou désirent se mettre au courant des sujets dont il traite. Ils y trouveront, outre de bonnes méthodes de calcul, une foule de documents d’autant plus précieux que les praticiens ne peuvent guère recourir aux mémoires originaux.
- A. E. B.
- Les moteurs à gaz et à pétrole en 1892, par M, Gustave Richard. — Paris, Dunod, éditeur.
- Ce nouveau volume de près de trois cents pages fait suite aux deux ouvrages bien connus du même auteur : Les moteurs à gaz, paru en i885, avec un atlas de 75 planches, et Les nouveaux moteurs à gaz et à pétrole, accompagné aussi d’un atlas, dont nous avons rendu compte l’an dernier Ce livre est le premier d’une série destinée à paraître suivant les besoins de l’actualité, et à former le complément de cette véritable encyclopédie du moteur à gaz.
- Les applications des moteurs à gaz continuent de s’accroître en nombre et en importance, sans qu’on puisse bien s’en rendre compte en France, où le prix du gaz demeure un obstacle; c’est, d’après l’auteur, une situation particulière à la France, et dont la persistance tient à toutes sortes de raisons d’ordre municipal, administratif, etc.
- Le lecteur trouvera dans le chapitre V tous les détails concernant les applications réalisées à l’étranger et pour l’éclairage électrique particulièrement.
- Signalons aussi l’analyse des études techniques du Dr Slaby et des recherches expérimentales de Robertson, matériaux nouveaux pour la théorie future du moteur à gaz.
- E. R. (*)
- (*) La Lumière Electrique, t. XLIV, p. 45.
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- FAITS DIVERS
- On a soulevé depuis quelque temps aux États-Unis la question de la possibilité de faire des voies continues sans se préoccuper de la dilatation des rails, ce qui simplifierait la pose et supprimerait les joints coûteux et incommodes.
- Le bulletin de la Société des ingénieurs civils donne d’après VAmerican Street Railway Journal les résultats d’expériences faites à ce sujet par M. A.-J. Moxam.
- Une longueur de 354 mètres de voie posée sur un lit de bon macadam sur route a été rendue continue et
- t
- rigide par l'addition, dans les joints, de cales découpées suivant la section des rails ; ceux-ci ont été ensuite fixés par des éclisses de 1,60 m. de longueur serrées par 18 boulons de 3o millimètres de diamètre remplissant par1 faitement les trous, de manière que chaque rail n’ait absolument aucun jeu par rapport au voisin.
- On mesurait la température à la tête et à la base des rails; on trouva que cette température était sensiblement celle de l’air, de sorte que le sol n’avait pas d’effet sensible sur cette température. Des observations très précises montrèrent que le rail n’éprouvait aucun déplacement par rapport au sol, c’est-à-dire que le frottement sur le sol suffisait pour contrebalancer l’effet de la dilatation ou de la contraction.
- On a trouvé que la dilatation pour la température maxima ne correspond qu’à un effort de compression de 8,5 kilogr. par millimètre carré, notablement inférieur à la limite d’élasticité.
- Il semble donc possible de poser des voies continues avec les rails soudés les uns aux autres électriquement au autrement.
- On pourrait avec ce système employer des rails plus légers, car c’est surtout la question du joint qui oblige à se servir de rails lourds, tout au moins pour les tramways. On fait observer avec raison que dans ce cas il faudrait observer des précautions particulières pour les réparations des voies, parce que les rails seraient dans un état de tension comme des ressorts bandés.
- On sait que l'emploi du cuivre a [été souvent proposé et appliqué pour la protection des coques de navires contre l’envahissement des coquillages marins.
- D'après un procédé breveté par M. Ëuchanam, le cuivrage des coques était obtenu par la [galvanoplastie en entourant le navire d’une enveloppe étanche dans laquelle on pompait le bain de cuivre, et le métal était déposé sur la totalité de la surface à revêtir à l’aide du courant de puissantes dynamos.
- Un procédé plus récent et peut-être plus pratique est celui de M. Thomas S. Crâne, mis en œuvre par la Ship Copper Piating Company deNewark. Il consiste à effectuer
- le dépôt électrolytique par bandes dont les bords se soudent pendant l’opération. On emploie à cet effet des cuves rectangulaires s’appuyant par un joint étanche sur la paroi à cuivre. Les parois de la cuve sont assez flexibles pour suivre la courbure moyenne, et des cuves spéciales sont établies pour la quille, la poupe et le logement du gouvernail.
- On emploie, d’après le Scientijlc American, un courant de i,5 volt et de 80 ampère.s par mètre carré. Un navire de 120 mètres de longueur et de 6 mètres de tirant d’eau présente une surface submergée d’environ 2 200 mètres carrés. Si la moitié de cette surface doit être couverte à la fois, il faudra employer un courant d’environ go 000 ampères, qui pourrait être fourni par plusieurs dynamos, dont la puissance à développer serait d’environ i85 chevaux. Une simple couche d’épaisseur voulue peut être déposée en moins de trois jours, et la coque entière du navire peut être revêtue en huit ou neuf jours d’environ 25ooo kilogrammes de cuivre, qui, à raison de i,3o fr. par kilogramme, représentent une dépense de 32 5oo francs pour le métal. Pour la force motrice la dépense s’élèverait à 7500 francs.
- Une machine électrique à forger des clous à ferrer vient d’être construite par M. Alex. Siemens pour une fabrique norvégienne. Dans cette machine les tiges de fer minces qui servent à former les clous sont introduites dans l’axe creux d’un crayon de charbon chauffé au rouge par le courant. C’est un moyen plus expéditif que la forge ordinaire pour les petites pièces de fer au rouge et qui présente le grand avantage de permettre un réglage très précis de la température.
- Nous recevons le programme détaillé de l’exposition internationale de Californie.
- Le parc de Golden Gâte est. situé sur le bord de l’Océan. Il a une largeur de 800 mètres et une longueur de 5 kilomètres, et possède un grand nombre d’allées magnifiques bordées d’arbres gigantesques. Au centre s’élève une colline aux pieds de laquelle se trouve un lac de deux hectares dans lequel se précipite une cascade.
- L’adrninistraiion, les arts mécaniques, les manufactures, les beaux-arts et l’agriculture auront leur pavillon séparé. L’électricité occupera une tour organisée par M. Louis Bonet, et qu’éclaireront 8000 lampes à incandes* cence de différentes couleurs. Il y aura un ascenseur électrique montant les visiteurs à la hauteur de 66 mètres. Au-dessus se trouvera, comme au sommet de la tour Eiffel, un phare non accessible au public, pour les projections lumineuses. Au-dessus du phare et en guise de paratonnerre, et à 80 mètres du sol se trouvera une boule dorée supportant l’ours, qui est le symbole de l’État de Californie.
- La tour de l’électricité servira pour les concerts donnés
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- dans l’espace compris entre les quatre colonnes mauresques qui en forment la partie inférieure.
- La tour communiquera avec la terre ferme par quatre ponts accompagnés chacun d’une cascade et d’un café.
- La compagnie Edison a demandé la concession d’un terrain pour montrer tous les développements de l’industrie électrique, au point de vue de l’art de l’ingénieur. 11 y aura une partie souterraine dans laquelle on montrera les applications de l’électricité à l’art des mines, tant comme éclairage que comme force motrice, indicateur de grisou et moyen d’extraire les minerais avec des excavateurs.
- Afin d’éviter toutes les difficultés qui se sont élevées à Chicago avec les commissions officielles, les Français de San Francisco ont pris la résolution de faire eux-mêmes leurs affaires et de s’adresser directement à leurs conci*-toyens. D’après l’avis du consul de San Francisco, ils se sont formés en comité qui s’adresse sans intermédiaire aux principaux exposants français qui désireraient trouver en Amérique une compensation aux désappointements de l’exposition de Chicago.
- Les personnes qui désireraient avoir des renseignements tant sur les membres du comité que sur l’organisation de l’exposition sont priées de s’adresser au consulat français, à San Francisco.
- Dans l’industrie, il est d’une grande importance de pouvoir mesurer exactement le travail absorbé par une machine durant le temps de son fonctionnement, de façon à pouvoir apprécier avec certitude sa marche plus ou moins économique. Les divers appareils existant pour effectuer ces mensurations, dit la Revue universelle, présentent tous divers inconvénients que l’on ne retrouve point dans le fonctionnement de la poulie-dynamomètre de commande de transmission, décrite récemment par le Génie civil.
- Dans ce nouvel appareil, contrairement à ce qui s’était fait jusqu’ici, l’appareil enregistreur, qui fonctionne électriquement, est installé loin de la transmission, et par conséquent, se trouve mis à l’abri des vibrations. Dans ces conditions nouvelles, il est facile d’obtenir des diagrammes d’une grande netteté, et d’employer une poulie-dynamomètre, munie d’un ressort énergique, dont la force est proportionnelle à l’effet à vaincre.
- L’emploi du dynamomètre rotatif dont la première idée est due au général Morin, actuellement limité à la mesure du travail d’une machine-outil, se trouve ainsi généralisé, le nouvel appareil proposé pouvant, en effet, avec des dimensions appropriées à l’usage, mesurer les grandes forces aussi bien que les petites, dans des limites déterminées.
- Dans un rapport de M, Campbell publié par VAmerican Gas Light Journal^ il est dit qu’en Amérique près d’un quart des tramcars électriques en circulation sont chauffés
- à l’électricité. Les résultats sont satisfaisants et les dépenses modérées.
- Le procédé employé est très simple. Sous les banquettes des voitures se trouvent deux ou trois chauffoirs électriques qui prennent une faible partie du courant total consommé par les moteurs, et ce chauffage est de médiocre importance pour les compagnies qui se sont empressées de rendre leurs véhicules aussi confortables que possible.
- Pour établir ces chauffoirs on compose une sorte de circuit qui, une fois durci, ressemble à la porcelaine émaillée et dans lequel on noie des fils fins spécialement préparés et disposés en zig-zag.
- L’injection des bois peut se faire très avantageusement avec l’aide de l’électricité.
- L’atelier d’imprégnation comprend, d’après le Moniteur industriel, deux chaudières du liquide à injecter, une pompe de circulation et son moteur, le générateur de vapeur et la dynamo.
- 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 reliée à des électrodes portées par le fond des chaudières.
- Sous l’action combinée du courant et de la solution chaude, les bois s’imprègnent en une heure, tandis que, sans le courant électrique, on serait obligé de laisser séjourner les bois dans la dissolution, suivant les essences, de io à 40 heures.
- D’après le Journal de VÉlectricité, nouvel organe d’informations et de renseignements industriels, la Compagnie de Paris-Lyon-Méditerranée va faire usage d’une locomotive électrique pour le transport des wagons de houille des puits Montmartre et Ferrouillat à la Bérau-dière.
- Il s’agit là d’une application commandée par les circonstances: la voie qui relie le puits Montmartre à la gare du Clapier passe sous un tunnel qui s’est affaissé et que l’on est en train de réparer; il importait de ne pas introduire sur le chantier de réparations, encombré de matériaux, d’étais, etc., de la fumée ou des gaz irrespirables.
- Dans ces conditions, l’emploi de l’électricité pour la traction des véhicules était tout indiqué. On en profitera pour faire des essais pratiques sur ce mode de traction.
- Une application de l’électricité qui n’est pas banale est certainement la suivante :
- Grâce à une invention récente, le premier venu pourra bientôt mener les fauves en laisse. Le système est tout
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- simplement un appareil électrique très puissant dissimulé dans une canne.
- De nombreuses expériences auraient déjà été faites avec succès dans la ménagerie du célèbre Van Thennen, de Hambourg.
- Trois lions touchés par la baguette auraient reculé immédiatement, un tigre aurait été étourdi au premier choc. Seul, un ours, grâce à son épaisse toison, a résisté à plusieurs attouchements de la-baguette électrique.
- Nous apprenons qu’à la suite des études faites par MM. Hutin et Leblanc avec le concours de la Société pour la transmission de la force, un contrat est intervenu entre cette Société et la maison Farcot.
- Ce contrat a pour but la mise en exploitation des procédés que notre collaborateur M. Guilbert a décrits dans cette revue, et d’autres systèmes nouveaux et encore inédits pour la production de l’électricité, son transport et sa distribution, et que nos lecteurs ne tarderont pas à connaître.
- Éclairage électrique.
- La ville de Dunkerque possédera bientôt son éclairage électrique. La Compagnie du chemin de fer du Nord vient en effet d’accepter une demande de la chambre de commerce de Dunkerque tendant à l’éclairage électrique des quais et des docks.
- Cette dernière n’a à sa charge que les frais de l’installation des canalisations et de l’appareillage électrique des quais.
- La ville de Bourgoin (Isère) a renvoyé à une commission spéciale une demande de concession d’une Société lyonnaise pour l’éclairage*électrique de cette ville.
- Un projecteur électrique Mangin de 80 centimètres de diamètre vient d’être envoyé par le ministère de la guerre d’Espagne à Melilla, où il servira à fouiller l’horizon dans un rayon de 5 kilomètres, distance à laquelle il permet de distinguer très nettement les objets importants à reconnaître.
- A Moret (Seine-et-Marne) un groupe d’habitants s’occupe de former une société pour l’éclairage électrique de cette ville. On s’est assuré le placement de 400 lampes Le projet comporte l’achat d’un moulin à eau pour fournir la force motrice. Le capital nécessaire est évalué à 100 000 francs au maximum* tant pour l’achat de la force motrice que pour les installations de toute nature. Ce capital serait représenté par des actions de 100 francs
- portant 5 0/0 d’intérêt, sans compter le dividende qui résultera des bénéfices réalisés.
- Le prix d’abonnement annuel par lampe de 16 bougies serait de 3o francs au maximum. Les 400 lampes déjà souscrites représentent donc un revenu brut acquis de 12 000 francs.
- La petite ville de Chàteaurenard (Loiret) a inauguré, le 29 octobre dernier, l’éclairage électrique, dù à l'initiative de la municipalité. Un banquet réunissait les autorités locales.
- La force motrice est empruntée à une chute située à deux kilomètres de la ville. Une turbine actionne deux dynamos qui chargent une batterie d’accumulateurs installée à Chàteaurenard.
- Il existe en France deux églises du style romano-byzan-tin, la cathédrale de Marseille et l’église d’Albert. L’intérieur de cette dernière est extrêmement riche, la pierre n’y est visible nulle part, elle est recouverte partout de mosaïques, de jointures de marbre et de stuc. Ce beau monument est maintenant éclairé à l’électricité par une installation exécutée par M. E. Chesnay, représentant de la maison Jaspai*.
- L’installation comprend, d’après Sciences et Commerce un moteur à gaz de 3o chevaux, une dynamo Jaspar de 25o ampères et une batterie d’accumulateurs Tudor pouvant débiter 75 ampères. La distribution se fait à 70 volts au tableau et 68 volts aux lampes les plus éloignées. Ce voltage a été choisi dans le but de monter tous les arcs en dérivation et de les laisser tous indépendants les uns des autres.
- L’éclairage complet ne fonctionnant que les jours de fête et pendant un petit nombre d’heures, ce sont les accumulateurs qui fonctionnent seuls la plupart du temps, alors qu’il s’agit d’obtenir un éclairage suffisant pour pouvoir circuler.
- Le nombre des foyers est de 6 lampes à arc, dont l’une, de i5 ampères, au centre du transsept, et 540 lampes à incandescence de 16 et 5 bougies, installées pour la plupart sur de grands candélabres construits par la maison Lesage, qui a fourni toute l’orfèvrerie de l’église. Les lampes de 5 bougies sont surtout destinées à produire un effet d’illuminatiora plutôt que d’éclairage proprement dit; elles sont placées dans de gros verres taillés dits « cabochons », à facettes, imitant, en de plus grandes dimensions, la forme des pierres précieuses.
- Outre les lampes placées dans l’église, il en existe un certain nombre dans les.dépendances (presbytère, sacristies, passages, chapelle des catéchismes, patronage, logements) Ces dernières sont de 16 et de 10 bougies.
- La salle des machines est installée dans le sous-sol de la sacristie; on était très restreint comme dimensions : 8 mètres de longueur sur 7,95 de largeur, mais en réalité
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- cette largeur était réduite à moins de moitié, soit 3,70 m., 1 par une rangée de colonnes; tout un côté était occupé par les compteurs à gaz pour l’éclairage et pour le moteur, et par le passage à réserver pour la circulation entre la salle des machines et les galeries aboutissant : l’une à un calorifère l’autre à un escalier; en outre, les conduits du calorifère passent sous le plafond, à une distance assez grande de ce plafond; on ne disposait donc que de la partie à droite des colonnes, soit 3,70 m. pour placer le moteur, la dynamo, les accumulateurs, une pompe rotative et un réservoir. Encore cet espace est-il réduit par un pan coupé de 1,40 sur 1,40 m. Il n’était pas possible de mettre à gauche des colonnes que le tableau général et un second tableau portant les interrupteurs et les pièces fusibles de 14 circuits concourant à l’ensemble de l’éclairage.
- Outre l’éclairage électrique, un certain nombre de becs de gaz sont installés; ainsi les candélabres comportant 16 lampes à incandescence, dont 8 de 16 bougies et 8 de 5, ont en même temps 5 becs de gaz.
- La distribution se fait, pour les candélabres, au moyen d’une galerie souterraine régnant sur toute la longueur de l’église, dans l’axe, et d’où partent des forages allant atteindre le pied de chaque appareil.
- Un journal alsacien, l'Express, nous apporte une nouvelle qui ne peut manquer d’intéresser tous ceux qui se préoccupent du mode d’éclairage le plus avantageux et le plus hygiénique :
- « Dans la séance du Conseil municipal de Vienne du 9 août dernier, M. de Goetz. conseiller a donné lecture du rapport du service de construction sur la question d’introduction du gaz à incandescence Auer dans les écoles de la ville.
- « Il résulte de ce rapport que les becs Auer subissent une diminution successive de lumière qui ne peut être paralysée, même par le remplacement fréquent des manchons; qu’en outre la clarté et la couleur de la lumière attaquent fortement la rétine de i’œil, surtout au commencement; enfin, que la casse fréquente des cylindres est capable de devenir un danger pour les personnes.
- « Conformément à ce rapport, il a été proposé par le référend de décliner l’introduction du gaz à incandescence Auer dans les écoles.
- « Le Conseil a pris connaissance desdits rapport et proposition, et a adhéré à ces conclusions. »
- Si l’on considère, dit avec raison à ce propos VElectri-cien, que Vienne est le berceau du bec Auer, on a le droit d’être frappé de la décision qui vient d’être prise par le Conseil municipal de cette ville.
- Au moment où les myopies et les faiblesses de la vue tendent de plus en plus à se développer, on ne saurait prendre trop de précautions au sujet de l’éclairage dans les lycées comme dans toutes les maisons d’école.
- Télégraphie et Téléphonie.
- Le gouvernement portugais a signé, le i5 septembre dernier, avec la Compagnie portugaise du Zambèze, un contrat pour l’établissement et l’exploitation de lignes télégraphiques dans le territoire concédé à la Compagnie et pour les relier ensuite par câble au réseau télégraphique universel, ainsi que l’y autorisait le décret royal portugais du 29 mars 1893.
- D’après le Bulletin de l'électricité et de la télégraphie ce contrat comprend ;
- i° L’établissement, dans le délai d’un an, par la Compagnie, à ses risques et périls, d’un câble sous-marin de Mozambique à Quilimane.
- 20 La construction de fils terrestres de Tété à Chicoa et à Zumbo, de Tété à Missale, avec embranchement dans la direction de Nyassa, et des autres fils nécessaires pour relier les stations télégraphiques établies sur le territoire concédé à la Compagnie du Zambèze, aux lignes qui pourraient être établies sur les territoires de la Grande-Bretagne, au nord et au sud, jusqu’à la frontière portugaise.
- En compensation de ces engagements, le gouvernement concède à cette Compagnie :
- i° Le privilège exclusif d’exploitation du câble sous-marin de Mozambique à Quilimane.
- 20 Le droit de relier Tété par une communication télégraphique et téléphonique avec le point d’atterrissement du câble à Quilimane.
- 3° Le droit de préférence pour l’établissement de toute autre ligne télégraphique dans les territoires des districts administratifs de Quilimane et de Tété.
- 4o L’entrée en franchise des droits de douane des matériaux et instruments pour l’établissement et l’exploitation des lignes concédées.
- 5° Le droit de couper dans les forêts de l'État les bois nécessaires pour leur construction.
- A l’expiration de la concession des prolongations qui pourraient être accordées, le gouvernement portugais auj*a le droit de rachat, moyennant une indemnité à fixer par arbitrage.
- Dans le cas où la durée de la concession et ses prolongations attendrait 99 ans, les lignes faisant l’objet du contrat feront retour à l’État sans indemnité.
- L’un des principaux objets de l’entreprise est d’établir une communication entre la côte et le télégraphe transcontinental africain de M. Gecil Rhodes vers le fort Salis-bury par la voie de La Beira, Quilimane et Mozambique.
- On annonce la formation d’une compagnie spéciale pour la mise à exécution de cette concession à la Compagnie du Zambèze.
- Imprimeur-Gérant : V. Nory.
- Imprimerie de la Lumière Électrique. Paris. 3i, 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 L) SAMEDI 25 NOVEMBRE 1893 N*> 47
- SOMMAIRE. — Notes sur la théorie élémentaire des appareils à champ tournant; André Blondel. — Les lampes à arc; Gustave Richard. — Du rôle de la capacité dans les circuits à courants alternatifs; A. Hess. — Dynamo à courant continu Hutin et Leblanc; F. Guilbert — Chronique et revue de la presse industrielle: Distribution de l’énergie électrique par réseaux de conducteurs, par M. Carlo Coltri. — Transmetteur télégraphique Kahn produisant des courants alternatifs. — Accumulateurs Holden et Pitlrin. — Construction des alternomoteurs, par Emil Kolben,—Revue des travaux récents en électricité: Sur la susceptibilité magnétique de l’oxygène, par R. Hennig. — Sur les décharges électriques; production d’oscillations électriques et effets de celles-ci dans les tubes à vide, par H. Ebert et E. Wiedemann. — Sur la nature de la réflexion des ondes électriques au bout d’un fil conducteur, par MM. Kr. Birkeland et Ed. Sarasin. — Faits divers.
- NOTES SUR LA THÉORIE ÉLÉMENTAIRE
- DES
- APPAREILS A CLIAMP TOURNANT
- Les récentes discussions qui ont eu lieu de divers côtés sur la théorie des appareils à courants polyphasés ont donné à cette question un regain d’actualité qui m’a décidé à publier ici quelques notes d’ensemble sur cette question (1). Le but de ces remarques sera de présenter la théorie élémentaire des appareils à champ tournant sous une forme nouvelle, plus maniable
- (*) Sans vouloir me mêler à la discussion soulevée dans ce journal par M. Farman, dont les équations d’induction résultent, je pense, d’un simple «lapsus calami », je dois cependant, pour éviter tout malentendu, faire remarquer que le type de machine auquel il a fait allusion ne ressemble en rien aux vrais moteurs à flux tournant construits actuellement en Europe (moteurs Dobrowolsky, Brown, etc.), les seuls que je me propose d’étudier ici. Vouloir appliquer à ces derniers les conclusions, d’ailleurs discutables, obtenues par la considération du premier type, c’est comme si l’on prétendait juger les alternateurs à fer modernes d’après l’ancien alternateur Lontin : il ne serait pas difficile non plus de leur trouver, de cette façon, un rendement détestable. En fait, les moteurs à courants polyphasés atteignent des rendements de 80 et même de 900/0.
- sinon même plus complète que celles connues actuellement.
- Par théorie élémentaire j’entends celle qui néglige tous les phénomènes compliqués et difficilement analysables, en particulier les pulsations des champs tournants. Pour obtenir cette simplification, à laquelle on est bien obligé de se résigner quand on ne veut se perdre dans des difficultés presque insurmontables, il faut adrnettre'avec tous les auteurs qui ont déjà traité ce sujet, les hypothèses fondamentales suivantes :
- i° Les courants alternati/s-employés suivent la loi sinusoïdale, ainsi que les forces électromotrices induites dans les appareils;
- 20 La perméabilité du fer est constante, ainsi que les coefficients de self-induction des diverses parties des appareils;
- 3° Enfin les champs tournants ont une valeur et une vitesse de rotation constantes.
- La dernière hypothèse soulève certaines difficultés sur lesquelles on reviendra plus loin avec les détails qu’elles comportent.
- Avant d’aborder l'étude des moteurs, il est nécessaire d’exposer brièvement les propriétés des courants polyphasés sous leur forme générale, sans insister sur les points déjà connus, et de définir avec précision la constitution d’un champ tournant.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- 1. — Définition et propriétés générales d’un
- SYSTÈME DE COURANTS ALTERNATIFS POLYPHASÉS
- Un système de courants polyphasés d’ordrep, que rtoüs appellerons, pour simplifier, un système ju-phasé, est constitué sous sa forme primitive ou semi-périodique par un ensemble de p courants alternatifs ayant même période T, et égaux au point de vue de leur grandeur absolue (c’est-à-dire ayant même tension et même intensité efficaces), mais présentant entre eux des
- différences de phases successives égales à —
- et réparties par conséquent sur l’ensemble d’une demi-période.
- L’angle de décalage correspondant à deux courants consécutifs de cette série a pour va-
- 7t
- leur œ — si donc on admet encore pour les
- courants alternatifs la forme simplement sinusoïdale et qu’on désigne l’amplitude par I0, les valeurs instantanées sont représentées par les p équations :
- i, =l. sin
- r L J
- u = I„ sin pj? t — Ç — <xj,
- sin pj? t — ? — 2 a j,
- i-, = I sin
- i, — L sin ^ t — c? — (p — a J.
- Dans le cas où on voudrait tenir compte de la forme plus compliquée de la variation périodique des courants, tout en les supposant toujours semblables entre eux, on pourrait employer pour chacun une série de Fourier, avec un décalage uniforme a, 2 a..., ou (p — i) a. Mais il serait tout à fait inutile d’introduire cette complication dans une question où nous négligeons des phénomènes aussi importants que la variation du champ tournant, comme on le verra plus loin.
- Pour amener un système de courants, p-pha-sés, ainsi défini, à un appareil, il faut 2p conducteurs isolés, ou p -)- i conducteurs si l’on emploie un seul câble de retour commun. Ce nombre peut être encore réduit comme on va le voir,
- Les éléments d’un système polyphasé primitif d’ordre p se représenteront graphiquement par un groupe de p vecteurs O au O a2..., O a,, (fig. i), ayant pour longueur l’intensité maximal0 commune aux divers courants et décalés successivement d’angles égaux à^, de façon à couvrir seulement un demi-cercle.
- La figure i représente par exemple un système primitif de 9 courants g-phasés. La résultante, dirigée évidemment suivant la bissectrice des deux vecteurs extrêmes, s’obtient géométriquement par la règle ordinaire de composition. Sa valeur se détermine en projetant le polygone sur une direction quelconque, par exemple celle
- Fig. 1 et 2. — Systèmes impairs semi-périodique et périodique
- du premier vecteur. Il vient ainsi pour la valeur de la projection de la résultante cherchée C :
- G cos
- /Lrzi) ü _
- \ 1 ) p
- . „ V — 1 TC
- LS cos n - .
- P
- Suivant une formule connue, le second membre est égal à
- . P TC
- , . sin - —
- , (P — l\ « 2 P
- 1- COS { ---) — X -------—
- “ \ 2 j p TC ’
- ' ' r cm ___
- 2 p
- et par suite,
- Cette valeur représente l’intensité du courant de [retour commun C. Suivant que le nombre de phases p entre lesquelles on a subdivisé la demi-période est pair ou impair, cet ensemble de courants présente des propriétés différentes qu’il y a lieu de mettre en évidence, ainsi que les modifications qu’elles permettent dlapporter au système primitif :
- i° Sf le nombre p est impair, on peut, avec le
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
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- même système de courants, partager en un même nombre de différences de phases égales non plus la demi-période, mais la période entière. Il suffit dans ce but de renverser le sens de ces courants de 2 en 2, sans autre changement. La figure 1 se transforme ainsi en la figure 2, dans laquelle on a 9 courants déphasés
- de ^ de période, ce qui correspond à un déca-
- lage de — au lieu de 9 9
- Cette fois la résultante est nulle O; par conséquent la somme algébrique des courants, c’est-à-dire l’intensité du courant de retour, est nulle, et il n’y a plus besoin par conséquent de câble de retour. D’où la conclusion générale :
- Tout système primitif ou semi-périodique de
- courants polyphasés décalés de dans lequel
- p est impair, peut être transformé en un système périodique équivalent n’exigeant plus aucun câble de retour commun, et pour lequel le
- (') On arriverait aux mêmes conclusions en faisant la somme algébrique des valeurs instantanées des p courants. On obtient ainsi dans le cas de la figure 1 :
- S i = I, 2 ° ' sin j^(o t — ç — n Lj ?
- : I. sin
- / \ r 7t 2 TC . (p ------------------- l)lT
- in\h>t — cpj j^i+cos — 4- cos— ....+ cos ---------
- — I„ cos t — £sin ^ + sin -f- .... +
- = l°sin(0>i - *)cos [(^T2) 3 T
- p
- ,(P — I) K P
- }
- P 71
- sin ~ — 2 p
- 2 p
- -1. «» (“<-*) [(“) ?]—X-
- = _L_ Si„ [.!-»-
- 2 p
- et de même dans le cas de la figure 2 à :
- r „ i> — 1 . f 2 7C"|
- 2 i = I„ S sin j^ü) / — 9 — n —J,
- sin p — P
- (e=d) y ]_j
- nombre de conducteurs nécessaires est égal au nombre même p des courants. Chacun de ces conducteurs peut évidemment être considéré comme le retour desp — 1 autres.
- 20 Si p est pair, la transformation précédente est impossible, et l’on ne peut supprimer le conducteur de retour.
- Pour répartir les courants polyphasés sur une période entière, de façon à obtenir un système périodique, il n’y a pas d’autre moyen que d’associer aux p courants primitifs les mêmes changés de sens, comme le montrent les figures 3 et 4. Ce dédoublement peut d’ailleurs être appliqué au cas de p impair.
- Que p soit pair ou impair, on peut donc toujours, en employant simultanément les p cou-
- Fig. 3 et 4. — Systèmes pairs.
- rants directs et les mêmes inversés, obtenir, sans augmenter le nombre des conducteurs, un système de 2 p courants répartis sur l’étendue d’une période complète. Enfin, on peut encore augmenter le nombre de courants disponibles à l’aide des procédés de composition qui vont être examinés.
- Forme des circuits d’utilisation des courants polyphasés. — Tout appareil utilisant les courants polyphasés doit être symétrique par rapport aux courants qu’il reçoit des p conducteurs de distribution A1, B,, Aa, B2...., A„, B,, (fig. 5). On donnera à ces courants, pour les distinguer, le nom de « courants principaux ». Soit C D le conducteur de retour commun, qui se réduit, comme on l’a vu dans le cas de p impair, à un point neutre C.
- Les connexions intérieures de l’appareil d’utilisation peuvent être établies soit entre les bornes Bj, B2..., B,, et le point C (fig. 5), soit exclusivement entre les bornes B1; B2... B/, (fig. 6).
- On distinguera le premier cas sous le nom de circuit étoilé, et le second soüs le nom de circuit
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- LA LUMIÈRE ELECTRIQUE
- polygonal. Ces dénominations sont seules exactes; celles de circuit en série ou circuit en parallèle, que l’on emploie souvent dans le même sens sont impropres, car un même circuit étoilé ou.polygonal peut être, suivant les cas, placé soit en série, soit en dérivation sur les conducteurs principaux, comme le montrent les figures 7, 8, 9 et 10.
- Les expressions circuit fermé (pour circuit
- Fig. 5 et 6. — Montages étoilé et polygonal.
- polygonal) et circuit ouvert (pour circuit étoilé) ne sont pas mieux justifiées et risquent d’introduire bien inutilement des causes d’erreurs dans le langage, où ces expressions ont déjà une autre signification; nous ne les emploierons donc jamais.
- Phases des courants d'utilisation dans un circuit en série. — S’il s’agit d’un circuit étoilé
- wvwwww*— —^vwWW\A*>
- KAWVVW/v-*—
- 1
- Fig. 7 et 8. — Circuits étoilés en série, puis en dérivation. — Fig. 9 et 10. — Circuits polygonaux en série, puis en dérivation.
- simple, les phases sont évidemment les mêmes que pour les courants d’alimentation. S’il s’agit d’un circuit polygonal, il est facile de trouver les reîations qui existent entre les deux systèmes de courants, en appliquant simplement à chacun des points de jonction le premier théorème de Ki.rchoff.
- • Le courant d’alimentation est égal à chaque instant à la somme algébrique des courants sui-
- vant lesquels il se bifurque. Considérons, par exemple, le cas le plus simple où le polygone est obtenu en joignant les bornes voisines deux à deux et supposons que les courants soient comptés positivement dans les sens indiqués par des flèches sur la figure 11. Représentons, géométriquement sur le graphique de la figure 12, le système primitif des p courants polygo • naux iu i2... ip par un faisceau de droites décalées de -.
- P
- Chacun des courants I,, I2 sera représenté par une résultante de deux autres, en vertu des égalités géométriques
- (I.) = (*,)-(<,),
- (D — {i 3) (lt),
- (L = (*«) — (L).etc.
- La figure 12 montre la disposition de ces ré-
- Fig. 11.
- sultantes ; on voit que dans le cas où les courants polyphasés sont répartis seulement sur une demi-période, l’une d’elles est beaucoup plus forte que les autres, et qu’il serait par conséquent impossible de produire un système de courants polygonaux égaux à l’aide de courants d’alimentation eux-mêmes égaux. Au contraire, si le système des courants polygonaux est réparti sur une période entière, on obtient la figure 13, dans laquelle les courants It, I2.... forment un polygone régulier (J).
- Les circuits polygonaux peuvent donc être
- d’où
- etc.
- Analytiquement on poser
- =: ia sin (w — op)
- { . . . f 27Z\
- 1 sin( 00 — cp-----\
- ra) ' '
- . . / 2 7t\
- = î0sin ^(1)—<p — 2— j
- I, = —1\ =rat# sin - cos
- 3-:z3 —zs=2Z„ sin rç
- <7
- 11»—1—1 \ <? /
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 355
- employés seulement soit avec des courants polyphasés d’ordre impair, soit avec des courants d’ordre pair doublés.
- Mais dans ce dernier cas il devient alors nécessaire d’employer 2 p conducteurs , c’est-à-dire autant encore qu’il y a de phases réparties dans une période complète. Supposons, en effet, qu’on veuille en conserverp-\-1 seulement en inversant, comme on l’a dit, le courant de phase x pour obtenir le courant de phase tt
- Fig 12 et i3 — Circuits polygonaux.
- ainsi que le montre la figure 14, dans le cas de quatre courants, par exemple; on voit par la simple inspection de cette figure qu’on ne pourrait réunir deux extrémités voisines telles que A4, A5, par exemple, sans mettre en court circuit les sections OAi+ OA4 + A4 A,, Le même inconvénient subsiste pour la section A4 Aj, dans le cas où on voudrait employer le circuit polygonal
- seul. On est donc forcé de conserver deux conducteurs séparés pour chaque circuit, soit en tout 2 p conducteurs au lieu de p -|- 1.
- On ne peut réduire ce nombre qu’à l'aide de l’artifice d’une transformation qui permet, comme le montre la figure 15, de gagner un conducteur. Cet artifice est employé dans le cas des courants diphasés parla maison Schuckert, qui réduit ainsi à trois le nombre de ses fils de transmission.
- Au lieu du polygone simple qu’on vient d’étudier, on pourrait en réaliser p — 1 autres, en joignant les bornes d’amenéede 2 en 2, de 3en 3,
- de p — 1 en p—1. On verra facilement à l’aide du graphique (fig. i3) que les systèmes ainsi obtenus peuvent différer du précédent au point de vue du nombre et de l’amplitude des courants, mais non au point de vue des phases. Le système polygonal simple donne toutes celles qui peuvent être obtenues par combinaison de courants ; ces phases sont exactement intermédiaires entre celles des courants primitifs, et il ne peut y avoir aucun intérêt à employer les autres polygones dont la réalisation serait d’ailleurs plus compliquée au point de vue des connexions.
- Fig. 16. — Divers montages diphasés.
- Dans tout ce qui suivra nous ne nous occuperons que du circuit polygonal simple, et nous dirons en un seul énoncé que tout système de courants polyphasés périodiques, c’est-à-dire, comprenant q courants répartis sur une période entière, peut donner naissance à deux enroulements en série :
- 1° Un enroulement étoilé dans lequel les courants sont en coïncidence de phase avec les courants d’alimentation ;
- 2° Un enroulement polygonal dans lequel les courants sont uniformément décalés d’un angle
- par rapport aux précédents.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- Si l’on combine ces deux formes de circuit dans un même appareil, comme le montre la figure 17, n° 4, on réalise un système polyphasé d’ordre double du précédent, composé de 2 q courants décalés entre eux de--.
- <1
- Ce procédé de dissection des phases, extrêmement important au point de vue de l’obtention d’un bon champ tournant, a été indiqué pour les courants diphasés et triphasés par M. von Do-livo-Dobrowolsky.
- Valeurs moyennes des intensités des courants polygonaux. — L’amplitude ou intensité maxima ia des courants polygonaux est à celle des courants principaux I0 dans un rapport facile à dé-
- Fig. 17. — Divers montages triphasés.
- terminer sur la figure i3 d’après le rapport des valeurs correspondantes.
- L’un quelconque des triangles donne en effet
- ou
- . vt
- 2 sin -Q
- Un trouverait de même, en remarquant que les tensions principales U sont au contraire les résultantes des tensions polygonales u
- u
- = 2 u„ sin
- <7
- uo =
- U.
- . 7Ï
- 2 sin -
- q
- On aurait les mêmes rapports pour les valeurs moyennes efficaces.
- Dans la suite je représenterai, pour abréger, le
- facteur 2 sin - par le coefficient b. Celui-ci a les q
- valeurs suivantes :
- Pour g=3 (courants triphasés) b = \j3 = 1,732,
- — q — 4 (courants diphasés) b — \j2 = 1,414,
- — q — 5 (courantspentaphasés)è = 1,176.
- Phases des courants dans un circuit dérivé. — S’il s’agit de circuits dérivés sans induction propre, chacun des deux systèmes de courants correspondant aux deux modes de couplage qn’on vient d’indiquer présentera les propriétés précédentes par rapport non plus aux courants d’alimentation, mais aux tensions de distribution.
- Si les circuits sont inductifs, chacun des deux systèmes de courant subira un décalage supplémentaire qu’on étudiera plus loin à propos de la self-induction.
- Applications pratiques. — En pratique les courants polyphasés sont employés de deux façons :
- i° Avec un nombre quelconque de phases, dans les induits des moteurs asynchrones ;
- 20 Avec deux ou trois phases seulement, dans les circuits de distribution.
- Les figures 16 et 17 rappellent les formes caractéristiques des circuits adoptées par les divers inventeurs.
- Les courants diphasés sont employés soit sous la forme demi-périodique dans les moteurs à deux bobines seulement (Tesla, Sahulka) (n°i), soit sous la forme périodique dans les moteurs à quatre bobines (Tesla, Haselwander, Hutin-Leblanc, Schuckert, etc.) (n°* 2 et 3) et à huit bobines (von Dolivo-Dobrowolsky) (n° 4).
- Les courants triphasés sont employés sous leurs formes périodiques avec trois ou six bobines (Bradley, Dobrowolskv, Haselwander, Wenstrœm, Gœrges) (nos 1, 2, 3) ou 12 bobines (Dobrowolsky, Gœrges) (n° 4).
- Je n’insisterai pas davantage sur tous ces dispositifs connus, 'que j’ai voulu seulement rattacher à la théorie générale.
- H.---CHAMPS TOURNANTS PRODUITS PAR UN SYSTEM R
- DE COURANTS POLYPHASÉS
- Dans l’étude des champs tournants, plus que partout ailleurs, il y a lieu de faire une distinc-
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- tion bien nette entre la théorie et la pratique. Rien n’est plus simple et mieux défini que le champ tournant théorique; rien n’est plus vaguement et souvent plus mal compris que le champ tournant pratique, précisément parce qu’on cherche trop à l’assimiler au champ théorique.
- Champ tournant théorique. — Celui-ci a été imaginé parFerraris, qui l'obtint, comme on le sait, dans l’air, sans aucune intervention de fer, au moyen de deux cadres rectangulaires parcourus par deux courants déphasés d’un quart de période.
- Grâce à la répartition bien connue des lignes de force produites par chaque cadre, on peut admettre que ce champ aux environs du centre du cadre est homogène et dirigé perpendiculai-
- Fig. 18.
- rement au plan de ce cadre. Les forces magnétiques se composant comme les autres forces suivant Ja règle du parallélogramme, le champ résultant est la résultante des champs partiels.
- La même conclusion subsiste évidemment si, au lieu de deux cadres et de deux courants, on emploie un plus grand nombre de courants polyphasés circulant dans des cadres disposés en forme de cage d’écureuil et faisant entre eux des angles précisément égaux aux décalages de phases de leurs courants.
- Le champ qui se produit aux environs immédiats du centre de la cage définit le champ tournant théorique dans le cas général.
- Représentons par OCi OC2... sur un plan horizontal mené par O les directions des champs produits respectivement par les courants Ii I2... et faisons tourner autour de O avec la vitesse
- angulaire ~ une droite OH servant de diamètre à une circonférence.
- Si on prend pour OH une longueur égale à l’intensité maxima du champ isolé produit par un quelconque des courants alternatifs polyphasés, les segments OHi 0112....interceptés par la
- circonférence sur les directions OCtO(j2.... re-
- présentent à chaque instant, comme on le sait, les valeurs simultanées des p champs.
- Pour avoir la résultante de ces droites il suffit, comme d’habitude, de les projeter successivement sur deux directions rectangulaires ; ce calcul ayant été fait déjà par M. Sahulka, il suffit d'en rappeler le résultat. Le champ résul-P
- tant est constant, égal à ^ H et tourne avec la
- 2
- vitesse angulaire Q = T étant la période des courants.
- Ce résultat s’applique également bien, que les phases des courants soient réparties sur une demi-période ou sur une période complète, à la seule condition que les angles des champs soient toujours égaux aux décalages correspondants.
- Circonstances où se produisent les champs tournants pratiques. — Les appareils producteurs de champs tournants sont pratiquement tout autre chose que l'appareil de Ferraris :
- Ils contiennent du fer.
- Les bobines induites ne sont pas placées au centre O du champ.
- Les inducteurs ont des formes plus ou moins incompatibles avec une rotation effective,
- i° L’effet du fer est d’abord de modifier plus ou moins le trajet des lignes de force et de les canaliser dans certaines directions au dépens des autres. En outre l’hystérésis modifie la
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- 358
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- forme des courants périodiques en introduisant des harmoniques, comme l’a montré si élégamment le professeur Rowland (x); ce qui, d’après les calculs de M. Kollert (3), doit avoir pour résultat de produire des variations de vitesse et d’intensité du champ tournant.
- 2' C’est tout à fait à tort qu’on raisonne souvent sur le champ tournant comme si les spires soumises à l'induction étaient au centre de ce champ..
- En réalité, si l’on considère par exemple une machine telle que les petits moteurs Dobro-wolsky (fig. 20), dont l’inducteur ne diffère de l’appareil inducteur de Ferraris que par l’introduction du fer, on constate que les bobines au lieu d’être en O sont à la périphérie de l’armature.
- La seule chose intéressante, c’est la façon dont
- Fig. 20.
- varie et se déplace le flux coupé par les spires; c’est pourquoi les expériences de Du Bois-Reymond, dont je ne prétends pas d’ailleurs réduire le mérite scientifique, me semblent loin d’avoir la même valeur au point de vue de la pratique; elles ne déterminent que le champ au point O, et les résultats sont par conséquent inapplicables à une armature réelle de forme ordinaire.
- 3° Certaines dispositions d’inducteurs rendent impossible a priori la production d’un champ tournant. C’est le cas par exemple du moteur Tesla à pôles, dans lequel deux circonstances s’opposent à cette réalisation, comme le montre la figure 21 qui représente la carcasse dans le cas d’un inducteur simple et d’un enroulement à tambour.
- D’abord les pièces polaires sont trop petites pour donner des champs uniformes et leur écar-tementne permet pas au flux de pénétrer jamais (*)
- (*) La Lumière Électrique, t. XLV, p. 194.
- (!) Elektrotechnische Zeitschrift, 1892, n" 14 et i5.
- dans l’armature suivant certaines directions, en particulier la direction à 45°.
- En second lieu il se produit entre les pièces polaires immédiatement voisines des champs parasites dont l’existence a été indiquée et analysée par M. Sahulka, à qui l’on doit bien d’autres remarques intéressantes ; d’après lui les flux produits dans les courts circuits magnétiques ainsi formés doivent avoir des intensités proportionnelles non plus à sin a et â cos a,
- . , sin a-f-cos a . sin a — cos a
- mais a-------------et --------------.
- 2 2
- La distribution de ces flux est telle que la densité du champ sous les pièces polaires de-
- Fig. 21. — Flux oscillants d’un inducteur à pôles.
- vient dissymétrique et variable avec la phase, comme le montre la figure 21, où j’ai indiqué la répartition probable du flux pour les phases
- •K TT , 371
- o, - ,-et —.
- 424
- Il se produit en définitive non pas un champ tournant, mais quatre champs oscillants dans les entrefers ; l’effet de ceux-ci ne répond plus en rien à la notion théorique de Ferraris et ne peut, comme il est aisé de s’en rendre compte, permettre d’obtenir qu'un rendement des plus médiocres.
- Le même phénomène caractérise aussi évidemment les moteurs multipolaires du même type.
- Dans ce qui va suivre je laisserai donc de côté ces moteurs qui sortent du sujet, et je m’occuperai uniquement des moteurs plus modernes
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 35g
- auxquels 011 peut appliquer réellement ou fictivement le principe des champs tournants.
- Définition d’un champ tournant pratique. — De ce qui précède il résulte :
- i° Que la seule chose intéressante ce n’est pas le champ magnétique, mais le fiux magnétique coupé par les spires d’armature ;
- 20 Qu’il importe peu de donner un mouvement de rotation réel au champ en un point, et que la seule chose qu’on doit cherchera obtenir c’est que le flux total traversant une quelconque des spires de l’armature, supposée fixe, varie en fonction du temps comme si un champ magnétique homogène tournait d’un mouvement uniforme autour de l’axe de cette armature.
- L’unique condition nécessaire et suffisante pour qu’un appareil soit dit à champ tournant, c’est donc que le flux total coupé par une spire donnée varie suivant une loi sinusoïdale en fonction du temps. La réalisation de cette condition n’est jamais parfaitement rigoureuse, mais théoriquement elle est cependant facile.
- Les moyens à employer sont différents suivant que les inducteurs employés pour produire le champ sont munis de pôles ou sans pôles. Je vais examiner rapidement ces deux cas, en prenant comme exemple des moteurs bipolaires; les mêmes conclusions s’appliquent presque sans changement aux moteurs multipolaires.
- Inducteurs à pôles. — La première condition à réaliser, d’après ce qui précède, c’est d’assurer l’indépendance des flux : c’est à ce qu’a indiqué M. Sahulka, qui l’a obtenue dans le cas des courants diphasés en décomposant l’inducteur d’un moteur Tesla en deux parties (fig. 22), séparées bien qu’agissant sur la même armature. Chacune de ces parties comprendra une seule des deux séries de pôles, alimentée par un seul des deux courants Q-
- De cette façon l’armature coupe bien encore à la fois les deux espèces de flux, mais ceux-ci ne peuvent plus se mélanger.
- La seconde condition, c’est que chacun de ces flux embrasse toute l’armature et soit autant que possible homogène, comme dans les machines à courants continus. Il faut donc donner aux pièces polaires des épanouissements suffi-
- (*) La machine Sahulka a été reproduite en Amérique par M. Stanley, qui l’a fait connaître sous son nom un an plus tard.
- sants, ce qui est difficile dans le moteur Tesla.
- Dès que l’on a affaire à un champ homogène, le flux découpé dans chaque champ par une spire fixe est une simple fonction sinusoïdale de l’angle formé par la spire avec la direction du champ; s’il y a p champs polyphasés homogènes et que le plan de la spire fasse avec le pre-
- Fig. 22. — Flux indépendants de Sahulka.
- mier un angle 0 à l’instant t, les flux coupés sont respectivement égaux à
- <I>, = <t>nmx Sin |
- <I>. = <I>„mx sin (¥-•-
- , . . |"2 n , p — 1 a
- ‘ÎÇ = 'l'nms sin ^ T---0 — —p— irj .
- c’est-à-dire qu’ils satisfont à la condition néces-
- Fig. 23 et 24. — Flux tournant des inducteurs sans pôles.
- saire à la production d’un flux tournant. On réalise donc un champ tournant fictif; en réalité il n’existe que p champs fixes variables.
- Un moteur à champ tournant ne pouvant être réalisé convenablement avec ce type de pièces polaires qu’à condition d’employer p systèmes inducteurs séparés, la complication qui en résulte devient très grande dès que p dépasse 2 ; il y a donc lieu de préférer le type suivant :
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- Inducteurs sans pôles. — Les inducteurs sans pôles, presque exclusivement employés aujourd’hui en Europe, en particulier par M. Dobro-wolsky, et que je représente théoriquement par l’une ou l’autre des figures 23 et 24, sont excités par un groupe de bobines convenablement divisées et parcourues par q courants polyphasés répartis sur une période complète.
- Il est bien évident que, sauf dans le cas où q =; 1, il sera impossible d’employer dans ce procédé des flux indépendants; la première condition de tout à l’heure n’étant plus réalisable, il faut obtenir par la seconde seule les mêmes résultats. Celle-ci revient simplement, pour chaque champ, à donner au flux de force pénétrant dans l’armature une densité qui varie le long de la
- section circulaire de l’induit, suivant une loi sinusoïdale. Nous sommes donc amenés à étudier sur ce tvpe d’inducteurs la répartition du flux dans l’entrefer en fonction des dimensions des pièces de fer et des forces magnétomotrices de l’enroulement excitateur.
- Cette étude se fait très facilement d’après la méthode d’Hopkinson, qui conduit à une solution suffisamment exacte, à la seule condition de faire comme d’habitude quelques hypothèses sur le tracé des lignes de force (fig. 25).
- J’admettrai d’abord que, grâce à la grande réluctivité relative de l’entrefer, les lignes de force traversent celui-ci normalement, de façon à suivre le chemin le plus court; en second lieu, que le potentiel magnétique est constant dans toute l’étendue d’une section radiale de l’induit ou de l’inducteur, telle que les sections M, m, N, »; enfin qu’on connaît les lignes de force moyennes dans l’induit N n, et dans l’inducteur Mm, ainsi que le plan de section O M dans le-
- quel le flux inducteur est nul (et par suite aussi le flux induit).
- Je supposerai d’ailleurs négligeables les pertes magnétiques en dehors de l’entrefer.
- Proposons-nous de déterminer la densité du champ en un point quelconque A de la surface de l’induit, et traçons pour cela la section axiale O 11m passant par ce point.
- Soient : b la longueur de la machine parallèlement à son axe de rotation,
- r le rayon extérieur du fer de l’induit,
- H la force magnétomotrice totale appliquée entre les sections m et m,
- a, et a., la largeur du flux dans l’inducteur et dans l’induit dans le plan de la figure,
- 4 et /2 les longueurs des lignes de force moyennes M m et N »,
- B et B0 les inductions dans l’entrefer au point A et au point B,
- -j- = «1 le flux par unité de longueur dans
- l’inducteur, compté positivement dans la direction a croissant,
- 4>„
- -y = ®2 le flux par unité de longueur dans
- l’induit, compté positivement dans la direction a croissant.
- Le deuxième théorème de Kirchoff appliqué au circuit fermé m M N » (dans lequel les potentiels sont supposés constants, comme je l’ai dit, dans chaque section) donne immédiatement l’équation approchée :
- J fa pu p
- l d"‘~L iïd,'+eB-+X
- (j. a,
- rf/3- cb:
- D’autre part, si l’on considère l’espace compris entre deux sections quelconques, et plus spécialement entre les sections O M et Oui, le flux total perdu par la surface de l’inducteur est évidemment égal à celui qui traverse l’entrefer et qui est gagné par l’induit. On peut donc, en remarquant qu’à l’origine a, et <p2 sont nuis par hypothèse, poser a priori:
- = — <p2
- B r d a ;
- d’où en substituant :
- [{îk
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 361
- H est donc exprimé en fonction de B, ce qui permet d’une manière générale d’étudier l’excitation en fonction du champ ou inversement.
- Le problème consiste maintenant à trouver la valeur qu’il faut donner à la force magnétomo-trice H pour réaliser à la surface de l’induit un flux sinusoïdal. Supposons pour simplifier que [a est constant et que l’anneau ne comporte qu’un seul flux tournant, c’est-à-dire deux pôles tournants. Nous poserons :
- B 35 Bmax COS 01,
- B. « B„
- D’où
- (2)
- jf cl H = + (f'+^sina.
- La loi suivant laquelle doit varier H, c’est-à-dire les ampères-tours de l’enroulement excitateur, dépend donc du chemin suivi par les lignes de forces dans le fer. On peut faire cependant deux hypothèses qui conduisent à une loi
- sinusoïdale pour Ç d H :
- i° Dans le cas d’un grand entrefer, on peut admettre que la réluctance du circuit fer est négligeable devant celle de l’entrefer, ce qui réduit le second membre de l’équation (2) à son premier terme.
- d H = — C Bmax (cos a — 1).
- (3)
- Si on reporte de - plus loin l’origine des ordonnées et de l’intégration, cette équation devient :
- I d II = — e Bmax sin a. (4)
- J O
- La force magnétomotrice le long de l’anneau devra donc être encore une fonction sinusoïdale ayant ses maxima sur l’axe OM;
- 20 Dans le cas où la réluctance du fer n’est pas négligeable, on peut presque toujours admettre que les lignes de force moyennes s’éloignent peu, comme forme, de cercles décrits autour de O comme centre. Cette hypothèse est surtout bien justifiée quand l’inducteur et l’induit ont la forme annulaire (fig. 24). Appelons alors R! et R» les rayons des deux cercles et posons :
- L’équation (2) devient alors
- d H = — c Bn
- 1 +
- r_ /R, R, !*• e\a, + a,
- )]('
- équation qui donne encore une sinusoïde en changeant l’origine.
- L’axe du champ a la même direction que dans la première hypothèse. La valeur maxima des
- 7T
- flux <I>jet <1>2 qui a lieu pour « = ± —, est
- ^imix
- B y d rx •— r Bmiix,
- ou, d’après l’équation précédente (5),
- R,„ désignant une réluctance magnétique égale à
- Dans tous les autres cas la loi de H sera plus compliquée. Mais étant donnés les cas ordinaires d’emploi, on peut admettre d’une manière générale, avec une très grande approximation qu'un enroulement présentant une variation sinusoïdale continue de H donne le flux sinusoïdal nécessaire à la réalisation d’un champ homogène fixe.
- Pour obtenir un flux sinusoïdal non pas fixe, mais tournant avec la vitesse de 1 tour par période, il faut et il suffit évidemment que l’angle
- de phase du courant joue le même rôle que
- l’angle a, c’est-à-dire qu’on ait pour II la forme
- H = Hmax sin — cpj. Or si l’on appelle n
- le nombre de spires par unité de longueur au point de l’anneau où l’intensité du courant excitateur est I, on a :
- H = J~ 4 n ni d If
- Cette expression montre que l’on peut obtenir H sinusoïdal en faisant varier suivant la loi harmonique soit l’intensité I du courant dans
- d l, = R, d a,
- d /g — R.j et oc*
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- 302
- L A L U M 1ÈRE ÊL EC TRIQ UE
- un enroulement uniforme, soit le nombre n de spires'par unité de longueur de l'anneau, soit les deux ensemble.
- Je vais passer en revue ces trois solutions :
- i° n constant, I = I„ sin — ©j. —
- On alimentera chaque spire de l’enroulement par un courant sinusoïdal déphasé de œ, a étant l’angle du rayon aboutissant ci cette spire. Cette condition est presque réalisée dans un induit de machine Gramme ayant toutes ses sections en court circuit et tournant dans un champ inducteur homogène; les courants induits formant précisément une série sinusoïdale, leur ensemble donne un champ induit également homogène. Il en serait de même des induits en cage d’écureuil si on leur donnait un nombre infini de barres. J’appellerai cela Y enroulement idéal.
- Pour obtenir à la fois q champs homogènes déphasés par rapport au premier, on devrait employer q enroulements analogues superposés
- et décalés enti'e eux de l’angle —. Mais les
- -q
- courants des divers enroulements présentant tous en même temps les mêmes phases aux mêmes points de l’anneau, les q enroulements n’en feraient qu’un seul, et l’on voit en définitive qu’un seul enroulement de ce genre est suffisant pour produire un champ tournant.
- L’intensité maxima du flux produit est, da’près les équations précédentes, de la forme
- TC
- N étant le nombre total de spires de l’anneau ou le nombre de fils d’un tambour équivalent comme force magnétomotrice, R,„une réluctance magnétique ; et il tourne avec la vitesse angulaire
- 2 TU
- T étant la période commune des courants. Le flux total à travers l’induit aura donc pour
- expression générale dans le cas d’un tambour aussi bien que d’un anneau
- <I>,
- ___4 ir N I
- ~ ÏC T
- rricix,
- Ce premier procédé exige théoriquement un nombre infini de courants polyphasés.
- Voyons si l’on peut arriver au même résultat avec un nombre fini de courants.
- (2 TU \
- a---Fp-----<p 1. Solution
- irréalisable pratiquement. Avec I constant et n variable on peut bien obtenir un champ sinusoïdal, mais fixe par rapport à la carcasse qui le porte. Ce genre de champ ne peut être utilisé dans les machines asynchrones, mais il est à recommander pour les machines synchrones.
- 3° J « I = C sin — ~—9^.
- C étant une constante. Ce résultat s’obtiendra facilement à l’aide de q courants polyphasés alimentant q enroulements superposés, décalés
- entre eux d’angles — , chacun de ces enroule-
- q
- ments étant appliqué sur toute la longueur de l’anneau. On aura en effet dans chacun l’expression suivante des nombres de spires par unité de longueur en fonction de l’angle a : n, = N sin a,
- n. = N sin r
- _T . t 3jt\
- = N sin (a--
- Alimentons ces circuits respectivement par les q courants déphasés, 0 étant quelconque.
- Il viendra
- îf=I sin ^2iï ^ — 0^,
- J. —lsin 2 TC 77, “ 0-h
- V 1 q J
- T . / t „ 3lt\
- i3 = I sin ( 2 71 — —0-)
- V 1 q )
- Etc.
- D’où l’on tire :
- y~“ »I=NI | sin a sin +sin ^ sin ^271^ —6—'j + etc.... + sin ait^ sin ^271^—1 — 271 j j
- = - N I | cos — 2it,^-f o'j — sin j^a -|- 2tt^ — ” X j = ^Nl X qcos^x— ~ |- 0^,
- V'U'"1 ( . 271 n \ . f , 21! <7—1 \ . (7X271
- j£zzà \ i q J V T q j q
- sin
- 271
- q
- car la somme
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 363
- Nous réalisons donc ainsi encore une force magnétomotrice conforme à la règle fixée plus haut, et par conséquent un champ tournant satisfaisant, bien que nous n’employions qu’un nombre fini de courants. Ce genre nouveau d’enroulement, qu'on peut appeler sinusoïdal, ne donne pas le même nombre total de spires en tous les points de l’armature. On voit que l’on aurait ainsi une épaisseur de fil variable; mais la variation serait assez peu sensible et d’ailleurs sans importance si l’on employait des inducteurs dentés analogues à ceux de Rech-niewski.
- André Blondel.
- (A suivre.)
- LES LAMPES A A R C 0)
- Dans le but de prolonger la durée de ses charbons, M.L. E. Howard les renferme (fig. i et 2) à l’intérieur d’une lanterne en verre E, qui ne laisse à l'air qu’une faible rentrée par le jeu nécessaire en H' au mouvement du charbon positif, de sorte que l’arc brûle dans un gaz presque inerte. Quant au charbon négatif, il est constitué par une pastille de carbone D,, enchâssée dans une tige réfractaire fixe et conductrice D. D’après M. Howard, le carbone volatilisé du charbon positif se déposerait sur le négatif à mesure qu’il s’use, de manière à le faire durer très longtemps, et la lanterne E, protégée du contact direct de l’atmosphère par le globe K, ne se briserait pas malgré sa température élevée. La lanterne E n’a que 70 a 75 millimètres de diamètre, ce qui permet d’y maintenir facilement une atmosphère de gaz inertes très chauds, et à une pression suffisante, paraît-il, pour augmenter sensiblement la conductibilité de l’air, ce qui permettrait de marcher avec un voltage notablement moins élevé que sans la lanterne E.
- Le bâti de la lampe Weber est construit très simplement (fig. 3 à 5) à l’aide d’une bande de tôle emboutie comme en 16, 15, 16, recourbée pour former les deux bras 10, i5 (fig. 3 et 4) que l’on rive en 3 sur le fond supérieur 5 et en
- {') La Lumière Electrique du 28 octobre 1893, p. i7r.
- 9 sur le fond inférieurs. Les bornes de la lampe sont en 4, 4, et le fil négatif i5 descend protégé à l’intérieur i5 de l’un des bras (fig. 4).
- Fig-, 1 et 2. — Howard (1892). Lampe à charbons enfermés.
- Fig. 3 à 5. — Châssis de lampe Weber (1892)
- Lorsque l’arc est à sa longueur normale les mécanismes de la lampe Bergmann occupent les positions indiquées sur la figure 6; mais
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- dès que la longueur de l’arc augmente, l’électro en dérivation 2 attire autour de l’axe 17 son armature 3i, qui soulève l’extrémité 25 du levier 24 de manière à dégager la butée 2g de l’échappement 28. La roue d’échappement 15, ainsi dégagée, permet à la crémaillère du porte-charbon 32 de descendre en entraînant avec elle la roue 15, par le pignon 8, le rochet 11 et la roue 20; puis, l’arc étant rétabli, l’électro 2 lâche son armature et la butée 25 renclenche l’échappement
- Fig. 5 et 6. — Lampe Bergmann (1893). Elévation et plan-coupe x-x.
- 29, qui arrête aussitôt la descente du charbon. Les extrémités des taquets 25 et 29 sont biseautées de manière qu’elles ne puissent jamais se buter l’une sur l’autre.
- L’armature 3i n’entraîne pas directement le levier 24; mais son bras 16, calé sur l’axe 17, porte un boulon 21 de serrage dans la coulisse 22 du levier de réglage 20, fou sur 17, et muni d’un taquet 23, par lequel il soulève autour de ce même axe 17 le levier 24.
- En outre, l’axe 7 du pignon 8 est monté dans un châssis 13, pivoté sur l’axe 17 de la roue 15, suspendu en 19 à l’armature 16, et sollicité à
- l’autre extrémité par un ressort antagoniste qui permet de régler très exactement la résistance du système à l’attraction de l’électro-aimant 2.
- La lampe de Kirkegaard représentée par les figures 7 à 9 fonctionne comme il suit :
- A l’amarrage, quand on lance le courant, l’é-» lectro en dérivation attire, malgré le ressort b3, son armature autour de l’axe b\ ce qui déclenche l’échappementg', et permetau charbon supérieur de descendre par son propre poids jusqu’à
- Fig. 7 à 9. — Lampe Kirkegaard (1893).
- l’amarrage de l’arc ; puis l’électro-aimant lâche son armature qui renclenche l’échappement et relève par la corde bs le charbon supérieur.
- Le tambour c2 (fig. 7) qui enroule la corde d, est encliqueté avec la roue d’échappement c.,, calée sur l’axe c', et l’entraîne quand le char, bon supérieur descend. L’arbre c’ porte un second tambour /', aussi fou sur lui, et pourvu d’un cliquet/2 normalement dégagé du rochet/ par la butée/3, et d’un ressort/4, fixé par un bout au châssis de la lampe et par l’autre au tambour /'. Pour remplacer les charbons, on tire la poignée/6, dont le cordon, enroulé sur le tam*
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 365
- bour/', l’entraîne par/2/s en même temps qu’il bande le ressort/, et remonte le porte-charbon ; après quoi on lâche la poignéeque le ressort fi ramène à sa position primitive.
- Le premier mouvement de la poignée fB a pour effet d’enclencher le cliquet/2 avec le ro-chet /3, et d’entraîner ainsi l’arbre c'; mais, dès qu’on lâche cette poignée, au retour de c',/2 déclenche ce cliquet, de sorte que le ressort du
- Fig. io à 12. — Lampe Kirkegaard (1892).
- tambour f n’exerce aucune action perturbatrice sur cet arbre.
- Le porte-charbon supérieur est fixé (fig. g) dans son tube T par un filetage fendu i', que l’on pousse contre les parois du tube par l’insertion d’une vis i', et les deux porte-charbons sont pourvus de plombs fusibles h', qui, lorsque les charbons sont à la limite d’usure, fondent et laissent les ressorts 1i~ rompre le circuit en se redressant en h' ; on peut ainsi user avec sécurité les charbons presque complètement.
- La lampe du même inventeur représentée par
- les figures 10 à 12 fonctionne d’une manière analogue à la précédente.
- Quand on baisse le courant, l électro en dérivation C abaisse, par son armature b2, autour de b\ le levier b, relié par la menotte c au cadre a2, pivoté en a'. 11 en résulte que l’échappement a8 a7, ainsi déclenché en b3 a6, laisse le charbon supérieur suspendu par d au barillet ahd2, tomber au contact du charbon inférieur et amorcer l’arc. En effet, dès que ce contact a lieu, l’élec-
- Fig. i5. — Lampe Schleyder (1893).
- tro c laisse le cadre a2 remonter sous le rappel du ressort a3 et séparer les charbons, Ce mouvement retranche en même temps l’échappement, de sorte que les roues ne peuvent plus tourner et se meuvent d’une pièce avec a2 jusqu’à un nouveau déclenchement de b3.
- Le charbon supérieur est saisi (fig. 10) par le serrage des mâchoires e3et au moyen de la vise5 ou de l’écrou e3 (fig. 12), sur la rotule fendue er, qui permet de l’aligner facilement et de raccourcir beaucoup le porte-charbon E.
- Le globe F est fixé à des encoches des mon-
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- tants A A' par des ressorts//', faciles à desserrer par les poignées f%, qui permettent de descendre le globe sur le porte-charbon inférieur. Le fonctionnement des lampes différentielles
- conjuguées de Scribner, représentées par la figure 12 est le suivant (1).
- Au repos, les contacts w et .% se touchent, de sorte que le courant lancé dans la première
- Fig-. i3. — Lampes différentielles conjuguées Scribner (1891).
- Fig. 14. — Lampes
- lampe A par la dynamo C passe en grande partie par l’électro en série E et les charbons, en partie par les contacts w x et leur rhéostat u, et en petite quantité par l’électro dérivé F, puis, de là, au bas de la seconde lampe B, où il se divise comme dans la première, et du haut de laquelle il revient par E' et u' à la dynamo. .
- Scribner. Variante.
- Supposons le commutateur D de cette dynamo disposé, comme l’indique la figure, de manière à fermer le circuit surpp' nJ; l’électro E attirera son armature polarisée G, tandis que l’électro G' de la lampe B repousse son arma-
- (’) La Lumière Electrique, du 24 juin 1893, p. 55g.
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- ture G'. La lampe À fonctionne alors seule : G amorçant son arc en soulevant le charbon supérieur par le pivotement du levier h autour de
- son axe v, maintenu par le ressort /, en même temps qu’elle sépare ses contacts w et#. Quand l’arc augmente, l’électro dérivé F attire son ar-
- Fig. 16. —Lampes Barrett (189S).
- mature 1, qui, abaissant l’axe v autour de k, malgré le ressort l, abaisse aussi, pary l m, le char-
- fe
- Fig. 17. — Schuckert. Tracé général des paraboles.
- bon supérieur de manière à rétablir l’arc à sa longueur normale. Cet abaissement se fait en deux temps : d’abord, pour les petites variations
- en abaissant la pince m et le charbon, puis, quand la variation est plus importante, en appuyant le frein m sur le châssis de la lampe de manière qu’elle lâche un peu le charbon. Si la descente du charbon est accidentellement arrêtée, F attire / au point de refermer le contact w x et de couper la lampe du circuit. Quand les charbons de la lampe A sont usés, on fait passer le commutateur D de rr' sur s s'-, le courant passe alors au travers de la lampe A, par E et x w, dans une direction telle que E repousse son armature G, puis dans la lampe B de manière que son élec-tro E' attire au contraire l’armature G, et que cette lampe fonctionne seule.
- Quand les deux lampes sont disposées en série comme sur la figure 14, c’est à-dire avec leurs charbons inférieurs conjugués, les électros E et E' sont enroulés de la même manière, et les armatures G G' polarisée semblablement.
- Dans la disposition indiquée en figure 14, les deux électros sériés a et a' sont reliés en parallèle, ainsi que les charbons; d’autre part, l’électro b est en dérivation sur les charbons i de sa lampe et ceux /' de l’autre lampe, de même que b' est en dérivation sur { et /. Le courant admis en p se divise également sur a et a' qui, séparent simultanément leurs charbons; mais, comme ces charbons n’ont jamais identique-
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- ment la même résistance, il ne jaillit qu'un seul arc, dans la paire la moins résistante, où il se maintient régularisé par b ou b'. Quand ces charbons sont brûlés, l’arc de l’autre lampe s’amorce automatiquement. De même, si, pendant la régularisation, les charbons de la lampe non allumée viennent au contact, l'arc s'y amorce, et s’éteint sur l’autre lampe.
- Le mécanisme de la lampe Schleyder est (fig. i5) des plus simples. Il se compose, pour
- les lampes à courants continus, d’un seul solé-noïde S, avec armature conique E, à dash-pots agissant par les galets w sur les coulisses G des leviers A et B, pivotés en a2 et. a,. Dès que le courant passe, le solénoïde, attirant son armature, sépare les charbons et amorce l’arc, qui se maintient ensuite, de lui-même, à la longueur réglée par les contre-poids qq, filetés en e2e2. D’après M. Schleyder, cette lampe se réglerait ainsi parfaitement avec un seul électro en
- Fig. 19 à 23. — Schuckert. Schémas de diverses machines à décrire les paraboloïdes.
- série dans le cas des courants continus; pour les courants alternatifs, il faudrait la compléter par l’addition d’un électro en dérivation.
- La lampe de Barretl, représentée par la figure 16, est aussi à deux charbons inclinés, guidés dans des tubes i5 i5, chargés par des billes 16“, et retenus, au bas, par des freins à galets 22, dont les leviers 21, pivotés en 18, les pressent avec une force moyenne réglée par les ressorts 25. Lors de l’amorçage, l'électro en série 38 attire son armature 40 qui, abaissant le plateau 34, fait, par les leviers 32, pivoter les tubes i5 autour de leurs articulations 18, sépare les charbons, et amorce l’arc; puis, dès que l’arc
- augmente, le plateau 34 remonte, avec un jeu limité par l’écrou de réglage 41, de manière à rapprocher les pointes des tubes 15, et ce mouvement relâche en même temps les galets 22 de manière à permettre aux charbons de descendre dans les tubes jusqu’au rétablissement de l’arc à sa longueur normale.
- La maison Schuckert a récemment organisé, pour la fabrication des surfaces paraboliques des projecteurs et réflecteurs, un outillage spécial, dont il sera facile de saisir le principe d’après les figures.
- Soient (fig. 17) deux droites a et b, tournant autour de deux points fixes A et B avec des vi-
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- tesses angulaires dans le rapport de 1 à 2 : projetons les rayons vecteurs équidistants de A, tels que aat — a8, jusqu’à leur rencontre en Sj S2.... avec une droite CC; les projections Ej E2.... des points St S2.... sur les rayons vecteurs bi b2.... simultanés, de B, déterminent une parabole.
- On suppose en outre pour faciliter le tracé automatique de cette parabole que la droite cc
- est (fig. 24) perpendiculaire à A B, et qu’à l’origine les droites a, b et A B se recouvrent.
- En figure 18, le point F, fixé à b, décrit un cercle autour de B, en glissant dans a, qui tourne autour de A deux fois moins vite que b autour de B, de sorte que le point E décrit une parabole.
- En figure 19 les leviers a et b tournent autour d’un même centre A, et sont actionnés par deux poulies l’une d’un diamètre double de l’autre, et
- Fig. 24 à 27. — Schuckert. Mac
- commandées par des cordes tendues de manière que b tourne deux fois moins vite que a.
- On peut, comme en figure 20, remplacer la bielle b par une glissière ct cn parallèle à cc, et à mi-distance de A c, avec un croisillon F, coulissé sur cx ct et a. En effet, dans les triangles D F E, E F A, rectangles en F, on a 1)F = FA, de sorte qu’ils sont égaux, ainsi que les angles x,y et p, et que a tourne deux fois plus vite autour de A qu’autour de D. En figure 21 on à supprimé le prolongement de a au-delà du point F, et l’on a commandé D et Fpar deux vis parallèles et de même pas, c et cu tournant l’une, c, deux fois plus vite que l’autre.
- 4 — -
- ine à décrire les paraboloïdes.
- On a, en figure 22, indiqué un mécanisme de poulies analogues à celui de la figure 19, mais avec l’addition, pour F, d’un guide/, tangeant à la parabole, et qui permet de maintenir facilement l’outil normal à la surface d’attaque.
- On reconnaît en figures 26 et 29 la réalisation mécanique des schémas géométriques des figures 20 et 21.
- Pour simplifier, on a, en figure 26, guidé les points F et D directement dans des coulisseaux à vis c et ct.
- L’outil Et est à l’extrémité d’une glissière J, normale a' c clt et dont tous les points E. D. Ei décrivent des paraboles,
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- La distance A ct = —^ détermine le foyer de
- ces paraboles. En figure 27, correspondant au diagramme (fig. 21) les glissières à vis cc c, c, se superposent dans un même plan horizontal.
- Fig. 28 et 29 — Schuckert. Tracé par tangentes.
- Avec les petits objets, comme les lentilles, il peut être avantageux d’abaisser ou de soulever l’objet sous l’outil pendant qu’il se meut en
- ligne droite; c’est ce que l’on obtient au moyen de la combinaison (fig. 22 et 25), où la lentille reçoit son mouvement vertical du coulisseau G, mobile sur la droite A c.
- st—
- Fig. 80 et 3i. — Schuckert. Principe des machines (fig. 32 et 33).
- Enfin en figures 28 et 29, la tangente/découpant, dans l’angle g O g, des longueurs constantes, telles que 1. O. 1 = 8. O. 8 = 9. O. y..., on
- Fig. 32 à 35.
- voit que, si l’on relie cette tangente, par deux coulisseaux 9 g, à une corde passant sur une poulie O, le point E décrit une parabole g g d’axe O A.
- Le fonctionnement de la machine représentée par les figures 24 à 32 est fondé sur le principe suivant.
- Etant donné (fig. 3o) deux angles droits
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- K L M et AO B, l’un fixe l’autre mobile autour de O : si l’on mène par les intersections successives ala3a3 de OA avec L K des parallèles à LM, jusqu’à leur rencontre avec les positions correspondantes de O, B, ces dernières intersections, ee^... détermineront une parabole.
- De même, en figures 33 et 35, où le rapport des
- longueurs rr-rr est constant, le point dé-
- btb2 b2 b3 r
- crit aussi une parabole.
- En figure 3e le levier coudé à 90° /, pivoté sur la verticale passant par l’axe de rotation de la lentille a, porte deux coulisses s’engageant l’une avec le coulisseau fixe e du guide vertical c et l’autre avec le coulisseau h de la glissière g, de sorte que la pointe de l’outil décrit une parabole quand on fait glisser horizontalement le chariot c au moyen des parties' d etde sa vis.
- En figure 33 le levier /est droit et le coulisseau e mobile verticalement par le train b bu commandé de a en même temps que et dont le
- rapport détermine celui de la parabole
- figure 3i.
- Ce train bL b peut être remplacé soit, comme en figure 34 par un pignon de vis sans fin g, commandé par la vis a, et menant e par sa courroie h, soit, comme en figure 35, par un train de crémaillère verticale, commandé de a par un jeu de pignon facile à varier comme ceux des tours.
- Gustave Richard.
- DU ROLE DE LA. CAPACITÉ
- DANS LES
- CIRCUITS A COURANTS ALTERNATIFS
- Dans les canalisations servant à distribuer des courants variables, le plus souvent alternatifs, la capacité prend une importance considérable. Nous ne mentionnerons que pour mémoire le rôle plutôt avantageux qu’elle joue dans la production du phénomène connu sous le nom d’ « effet Ferranti. » Elle agit encore très efficacement en tendant à combattre les effets de la self-induction des machines et des appareils,
- comme l’a fait remarquer M. Boucherot ; elle tend donc à diminuer ce que M. Fleming a nommé le « facteur de puissance », c’est-à-dire à rapprocher la puissance apparente de la puissance utile ; de là économie sur les frais d’installation, les machines pouvant être construites moins puissantes; de là encore amélioration du rendement des transformateurs pendant les heures de faible charge.
- Rappelons aussi que certains effets destructifs observés sur les câbles concentriques ont été attribués par M. L. Neustadt aux tensions dangereuses dues à la présence de la capacité.
- Mais il est aussi une série d’autres effets de la capacité auxquels 011 n’a peut-être pas consacré toute l’attention qu’ils méritent et qui ont une importance pratique réelle.
- A
- fmc
- B
- Fig. 1
- Considérons deux câbles isolés, au besoin revêtus d’une armature en fer, et simplement couchés en terre (fig. D. Chacun des câbles présente une capacité C par rapport à la terre, capacité distribuée le long des conducteurs, mais que nous représentons dans notre schéma par des condensateurs en dérivation entre les fils et la terre.
- S’il existe entre les fils A et B une différence de potentiel alternative, les capacités seront le siège de charges et de décharges, et un courant d’une certaine intensité reliera A à B. Mais on sait que ce courant ne donne pas lieu à une dissipation d’énergie, le courant étant en quadrature de phase avec la différence de potentiel.
- Ce fait a été signalé dès 1890 par P. Boucherot ; cependant on n’en continue pas moins à recommander l’essai de l’isolement des câbles pendant la marche des machines, et il est bien évident que l’on obtient alors des valeurs apparentes de l’isolement des milliers de fois inférieur à l’isolement réel, qui peut être infini.
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- Ceci pour le cas où les deux condensateurs sont reliés par une terre infiniment conductrice.
- Comme dans la pratique il existe entre les deux câbles une certaine résistance, le décalage entre l’intensité et la tension n’est plus exactement d’un quart de période et le produit de ces deux facteurs représente une puissance réelle dissipée sous forme de chaleur dans la terre.
- Mais admettez même que les câbles soient assez rapprochés l’un de l’autre pour qu’il n’y ait pour ainsi dire pas de résistance entre leurs enveloppes extérieures. Il n’y aura pas non plus de perte à l’état normal. Mais que par une circonstance fortuite l’un des fils vienne à être relié à la terre, vous établissez sur l’un des conden-
- T
- Fig. 2
- sateurs C une dérivation, et de nouveau une perte d’énergie se produira entre les câbles, perte qui devient maxima pour une certaine résistance interposée. Dans une canalisation à courant continu, la mise à la terre d’un pôle ne donne naturellement pas lieu aux mêmes effets.
- Les câbles concentriques formant des systèmes fermés sur eux-mêmes ne donnent pas, lorsque leurs conducteurs sont bien isolés, de courant de perte. Mais si le pôle intérieur A (fig. 2) est mis à la terre par une résistance R, le circuit des capacités Gt et C2 entre les conducteurs et entre la terre et le conducteur extérieur comprend cette résistance, qui absorbe une puissance déterminée par la valeur de R.
- Les lignes aériennes peuvent donner lieu à des effets analogues, quoique d’un ordre de
- grandeur beaucoup plus petit, lorsqu’elles sont rapprochées d’objets en contact avec la terré, ou lorsque les deux conducteurs sont très écartés l’un de l’autre. Il est assez curieux de constater une résistance d’isolement apparente relativement faible entre deux fils suspendus en l’air.
- Nous verrons plus loin le moyen que vient de proposer M. Claude pour remédier à ces causes de perte, en même temps que pour combattre des effets que nous allons étudier tout d’abord.
- On reproche au courant alternatif à haute tension les dangers qu'il présente pour la vie humaine. Pour diminuer ces dangers, ses partisans ont consacré un soin particulier à l’isolement des conducteurs, et la plupart des câbles à courants alternatifs présentent, en effet, des isolements de centaines de mégohms; avec ces résistances sur chacun des câbles, pense-t-on, le contact avec un des pôles d’une canalisation ne saurait avoir des effets préjudiciables. Malgré cela, on a constaté des accidents graves survenus dans ces circonstances.
- En en examinant les causes, on constate que la capacité des câbles joue ici le rôle prépondérant. Une capacité C chargée par des courants alternatifs de fréquence <0 présente à ces courants une résistance apparente —4=r, et cette ré-
- sistance évaluable à quelques milliers d’ohms seulement pour les câbles les mieux isolés, est la seule protection contre un court circuit lorsqu’on vient à toucher le conducteur, en même temps qu’elle constitue la véritable cause de l’insécurité qu’offrent les canalisations souterraines à courants alternatifs.
- Supposons qu’étant en contact avec la terre T (fig. 3), on vienne à toucher le fil A d’une canalisation à 2400 volts ; il existe à ce moment entre A et T une différence de potentiel de 1200 volts.
- Si R représente la résistance du corps, ce circuit total est traversé par une intensité déterminée par la résistance totale apparente 4 C2 m2 R2 -f- 1 .
- (?MirR^t-T et e corPs se trouve soumis à une différence de potentiel égale à ECwR
- e’est-à-dire d’autant plus élevée que la résis-
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- tance du corps est plus grande, et pouvant atteindre dans le cas considéré un millier de volts.
- Un contact unipolaire suffirait donc à provoquer des secousses dangereuses, uniquement dues à la capacité et sans que les circuits présentent un défaut d’isolement.
- Dans le cas du câble concentrique, la capacité C2 entre le conducteur extérieur B et la terre produit un effet analogue quand on touche le conducteur central A.
- Pour combattre ces effets et pour diminuer les dangers des canalisations à courants alternatifs à haute tension, M. G. Claude vient de proposer de se servir des propriétés bien connues de la self-induction. Tous les inconvénients étant dus à la faible résistance apparente que présentent les capacités des câbles, il suffirait de placer en dérivation sur ces
- doit être nulle. On a pour l’un de ces courants : de
- ic = C
- dt:
- pour l’autre :
- et si
- Ifedt,
- e = e„ sin u>t,
- il vient immédiatement pour ic -f- iL — o :
- Ce. o) cos u>t — j-1- cos ti> — o, ou w’LC = i.
- L b)
- Si nous établissons donc à travers notre corps une communication entre le conducteur A et la terre, le dispositif C L placé sur l’autre conducteur B et présentant une résistance apparente infinie, empêchera l’établissement d’un courant permanent à travers le corps.
- La self-induction s’appliquerait dans le cas du
- Fig. 3
- m¥
- t;
- 's/ssssssssss/sssssss.
- tT
- B
- Fis. 4
- capacités des self-inductions, pour augmenter considérablement la résistance apparente de l’ensemble.
- L’application de ce procédé (fig. 4) se justifie par les considérations suivantes.
- La résistance apparente totale d’un ensemble tel que C L peut s’obtenir en cherchant la résistance réduite des deux branches--------^ et <o L,
- CD L,
- Cette résistance réduite est donnée par
- -----ï----. Elle sera d’autant plus élevée que le
- -É- — «oC
- to Lé
- dénominateur —--------G sera plus petit; on
- CD LI
- pourra donc la rendre infinie en réalisant la condition m2LC = i.
- Plus strictement et aussi rapidement cette condition peut s’établir en écrivant que la somme des courants dans les branches G et L
- câble concentrique en dérivation sur la capacité C2 (fig. 5) et rendrait un court circuit entre A et la terre inoffensif.
- Il est évident que dans la pratique la self-induction L présentera une certaine résistance, et, à moins d’employer des montages compliqués, on ne pourra de ce fait réaliser une résistance totale infinie. Mais il est facile de la rendre assez considérable pour que le but que l’on se propose puisse être pratiquement atteint.
- Le dispositif de M. Claude n’est pas sans donner lieu à une critique, dont les physiologistes, pourraient nous dire la valeur.
- Entre chacun des câbles et la terre (fig. 4) règne une différence de potentiel de 1200 volts, par exemple. Une fois le contact établi par le corps entre un des câbles A et la terre, la différence de potentiel entre A et T est nulle : il ne passe plus de courant; mais la disparition de cette tension de 1200 volts n’est pas instantanée,
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- le passage du premier régime au second est graduel, il est déterminé par les termes en ekt qui s’ajoutent aux termes périodiques et qui ne disparaissent qu’à l’infini, pratiquement au bout d’un temps dépendant de la constante de temps des capacités et des self-inductions. En un mot, avant d’être à l’état neutre, le corps passe par toute la gamme des tensions depuis 1200 volts jusqu’à zéro. Dans les premiers instants du contact, cet effet peut avoir une influence physiologique dangereuse et c’est peut-être ce que l'on oublie quelquefois de considérer dans certaines expériences.
- Eu égard à la durée très courte de ce passage d’un régime à l’autre, on peut admettre que
- T
- l’effet physiologique n’est pas très considérable; mais ceci est une pure hypothèse qu’il serait utile de vérifier. D’après quelques praticiens les secousses instantanées sans contact prolongé seraient peu dangereuses.
- Quoi qu’il en soit l’emploi de la self-induction comme le propose M. Claude a pour effet d’atténuer le danger s’il ne peut l’écarter entièrement. Il est d’ailleurs d’une efficacité absolue en ce qui concerne la suppression des pertes à travers la capacité et la terre, et c’est encore là une conséquence très curieuse des propriétés de la self-induction et de la capacité, savoir que pour diminuer les pertes d’un câble il est bon de relier son âme à la terre à travers une self-induction.
- Il va sàns dire que, la capacité étant distribuée le long du câble, il faudrait multiplier les
- self-inductions et les intercaler à intervalles réguliers sur toute la longueur du conducteur. Mais comme, en somme, les conducteurs présentent toujours une grande section, et que par suite la résistance d’un point à un autre de l’armature du condensateur est assez faible, les bobines à self-induction pourront être très espacées.
- Leur emploi n’est d’ailleurs rationnel que pour les installations déjà existantes; pour celles encore à faire on devra, comme le recommande M. Claude, avoir recours à des dispositions assurant une faible capacité des conducteurs par rapport à la terre.
- Cette condition est facile à observer; il suffit de ne pas coucher les câbles directement en terre, mais de les séparer par un intervalle d’air, par exemple, en les posant dans des conduites en bois imprégnées, ou dans des conduites quelconques mais laissant un certain jeu entre leurs parois et le câble. Il est utile de faire remarquer qu’à ce point de vue, comme à d’autres, les lignes aériennes présentent encore la meilleure solution.
- Dans le cas de deux conducteurs souterrains séparés, en diminuant la capacité de chacun d’eux par rapport à la terre on diminue dans la même proportion la capacité de l’un par rapport à l’autre. Or, c’est cette dernière capacité qui intervient avantageusement pour combattre la self des machines; la diminuer est donc un désavantage. Les conditions sont autres dans les câbles concentriques aujourd’hui très employés pour la transmission du courant alternatif^ Là, les capacités envers la terre n’affectent pas la capacité entre les conducteurs; on pourrait les annuler sans toucher à la capacité utile.
- Nous pouvons donc conclure que les mesures proposées par M. Claude pour augmenter la sécurité des circuits à courants alternatifs présentent un certain intérêt en ce que leur emploi permettrait de réfuter un sérieux argument souvent produit contre le courant alternatif. Nous venons de montrer comment ces dispositions peuvent servir à supprimer la perte à la terre; enfin, si les circuits primaires des transformateurs étaient facilement accessibles, nous dirions même qu’elles peuvent empêcher une fraude. Considérons, en effet, la figure 3; en se branchant entre un conducteur A et la
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- terre, en R, on peut allumer un chapelet de lampes à incandescence, et un compteur qui se trouverait dans la branche B ne compterait pas l.‘énergie ainsi dépensée, ou n’en tiendrait compte que pour une fraction, selon l’endroit où il serait intercalé.
- Les lampes sont alimentées par le courant de charge de la capacité du conducteur B.
- L’expérience est facile à répéter; M. Claude l’a faite à plusieurs reprises à l’usine des Halles centrales.
- A. IIkss.
- DYNAMO A COURANT CONTINU
- IHJTIN ET LEBLANC
- L’un des principaux avantages de l’emploi des courants alternatifs réside dans la simplicité des machines qui servent à les engendrer, et dans la faculté que l’on a, avec elles, de constituer des unités d’aussi grande puissance que l’on veut et tournant aux vitesses les plus réduites, en augmentant à volonté le nombre de leurs pôles, ce qui n’offre aucune espèce d’inconvénient.
- Enfin ces machines ne comportent aucun organe susceptible d'usure rapide.
- Il n’en est pas de même en ce qui concerne les machines à courant éontinu, car ces dernières ont pour accompagnement indispensable un collecteur qui, bien que les dotant de propriétés électriques fort remarquables, est Une cause de sujétions pratiques de tout genre.
- Dans les machines de moyenne puissance, les inconvénients disparaissent devant les avantages, mais il n’en est pas de même lorsqu’il s'agit de constituer des unités telles que celles qui conviendraient seules dans les grandes stations centrales.
- Supposons en effet que l’on veuille réaliser une dynamo à courant continu de 5oo chevaux tournant à la vitesse de 5o tours par minute. Si l’on n’a d’autre préoccupation que de se mettre dans les meilleures conditions possibles de rendement et de bonne utilisation des matériaux, on sera conduit à leur donner un nombre de pôles qui ne soit pas inférieur à 5o. Voit-on
- d’ici le collecteur d’une semblable dynamo, s’il était agencé comme ceux des dynamos multipolaires actuelles? Son prix de revient serait excessif, le réglage et l'entretien des balais pres-qu’impossible, et les connexions de ses touches avec les divers circuits de l’armature tellement compliquées que son usure entraînerait non seulement un arrêt prolongé de la dynamo, mais une très forte dépréciation pour elle.
- Aussi qu’est-il arrivé dans la pratique ? c’est que, sauf dans les machines du genre Siemens, telles que celles employées à Paris au secteur de la place Clichy, et où l’on n’a pas hésité à donner des proportions gigantesques au collecteur en lui faisant envelopper toute la machine, on n’a pas construit de dynamo à courants continus de puissance comparable à celle des grands alternateurs connus. Enfin, quand il s’est agi de constituer des dynamos lentes allant à des vitesses de 5o à 60 tours, ne pouvant augmenter suffisammentla multipolarité de leurs machines, les constructeurs ont été conduits à employer des flux très puissants ne variant qu’un très petit nombre de fois par seconde (4 ou 5) dans leurs armatures, et, dans ces conditions, un bon rendement ne peut être obtenu qu’au prix d’une grande dépense de matériaux et, par suite, d’argent.
- D’autre part, les inducteurs chargés de produire ces flux ont un coefficient de self-induction énorme et emmagasinent une grande quantité d’énergie toujours prête à se manifester sous forme foudroyante.
- MM. Ilutin et Leblanc se sont préoccupés de faire disparaître cette cause d’infériorité des machines à courant continu de grande puissance, et voici les considérations qui les ont amenés au type de machine que nous décrirons tout à l’heure :
- i° A part la présence ou l’absence d’un collecteur, rien ne distingue une machine à courant continu d’un alternateur à courants polyphasés.
- 20 Etant en possession d’un système capable de transformer en courant continu des courants polyphasés fournis par un transformateur spécial (voir notre article sur le panchahuteur), rien ne les empêchait de l’appliquer au cas où ces courants seraient fournis directement par un alternateur.
- Dans ces conditions, la machine proprement dite devenait un alternateur à courants polypha-
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- sés revêtant tous les caractères de simplicité et de robustesse des dynamos de ce genre.
- Le collecteur devenait complètement indépendant de la machine.
- Si celle-ci possédait 2 n pôles, il était possible de n’employer qu’un collecteur simple, à la condition de le faire tourner n fois plus vite qu’elle. Ses dimensions étaient alors suffisamment réduites pour qu’on pût le considérer comme un organe accessoire de la dynamo, de prix de revient négligeable par rapport au sien, et susceptible d’être instantanément changé, sans interruption de service, en cas d’usure.
- MM. Hutin et Leblanc ont traité en même temps une question accessoire, mais à l’ordre du jour en ce moment, celle de la suppression des
- ~Q /Q I p\~Q~
- et 2. — Coupes de la machine Hutin et Leblanc.
- inconvénients inhérents aux faibles entrefers et aux grands coefficients de self-induction des inducteurs. On trouvera leur solution exposée dans la description que nous allons donner de leur machine.
- La machine peut avoir son induit mobile ou fixe, et par suite à l’intérieur ou à l’extérieur de l'inducteur; dans ce qui va suivre nous supposons l'induit fixe et l’inducteur mobile à l’intérieur.
- Le noyau de l’armature est formé (fig. 1 et 2) d’une pile de couronnes de tôle isolées les unes des autres et serrées par deux flasques de bronze b réunies à l’intérieur par des boulons ou des rivets isolés.
- Ces tôles sont percées près de leur circonférence intérieure des trous d, destinés au passage des fils de l’enroulement induit:
- L’enroulement adopté étant généralement l’enroulement Siemens, chacun de ces trous doit livrer passage à deux cn'cuits induits élémentaires /et /', formés l’un d’une barre de cuivre, l’autre d’un tube de même substance.
- En principe chaque section de l’induit sera constituée par le groupement en tension de tous les circuits recevant à un instant donné la même induction de la part des pôles inducteurs.
- La figure 3 représente une perspective montrant la disposition de chaque section induite. Le noyau de l’induit n’a pas été représenté, pour plus de clarté.
- Les forces électromotrices produites dans ces deux circuits superposés sont égales en valeur absolue, mais nous pourrons disposer des con-
- nexions des sections élémentaires entre elles de façon à ce que le circuit possède à chaque instant une force électromotrice induite décalée d’une demi-période par rapport au premier.
- Si nous divisons l’intervalle séparant deux pôles consécutifs en n parties égales et que chaque point de division soit l’origine de deux circuits/et/' se continuant sur toute la circonférence intérieure de l’induit, nous aurons 2n circuits qui seront le siège de 2n forces électromotrices décalées respectivement l’une par rapport à l'autre de ^ de période.
- On voit donc que si l’on considère l’un quelconque des circuits ainsi constitués, chaque fois que les inducteurs tournent d’une quantité correspondant à l’intervalle séparant deux pôles de même nom le circuit repassera par des conditions identiques d’induction:
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- Si la machine a 2 K pôles ces conditions se reproduiront K fois par tours et par suite aussi les périodes des forces électromotrices. La machine se trouvera donc en somme dans les mêmes conditions qu’une machine à courant continu bipolaire d’un système quelconque, Gramme par exemple, ayant 2n sections avec par suite un collecteur à 2n lames, mais tournant K fois plus vite. Les dimensions de ce collecteur seront évidemment d’autant plus petites par rapport à la machine que le nombre K sera plus grand. 11 sera séparé de la machine elle-même, comme nous l’avons dit plus haut, en formant un organe absolument distinct, entraîné par un petit moteur synchrone du genre de ceux des auteurs et que nous avons décrit dans ce journal (').
- Sa vitesse sera K plus grande que celle de la génératrice.
- On peut d’ailleurs employer un autre procédé d’entraînement du collecteur tel que transmission par engrenage, chaîne, etc.; mais le premier est préférable, car son emploi donne la solution d’un autre problème, à savoir le calage automatique des balais, de manière qu’il n’y ait pas d’étincelles. Nous laisserons les auteurs nous expliquer eux-mêmes comment ce résultat s’est trouvé naturellement obtenu.
- Il reste simplement à relier à la façon ordinaire, chaque lame du collecteur à l’entrée et à la sortie de deux bobines consécutives; comme nous avons supposé l’induit fixe et le collecteur mobile le contact se fera par l’intermédiaire d’un frotteur g et d’une bague h pour chaque connexion, et par suite il y aura autant de bagues et de frotteurs que de sections induites dans la machine.
- Le collecteur sera muni de deux balais diamétralement opposés.
- La figure 4 représente schématiquement cette disposition.
- Les extrémités des huit sections correspondent aux numéros +1, — 1, + 2,— 2, + 3, — 3,
- + 4t — 4i (+ 0» (—0) (+2)i (—2)> (+ 3),(—3), (+ 4), (— 4), et sont réunis dans l’ordre suivant (— 4) avec +1, — 1 avec +2, — 2 avec -j- 3, — 3 avec + 4,-4 avec (+ r), (— 1) avec (+ 2), (— 2) avec (-f- 3), et enfin (— 3) avec (-j- 4).
- Le moteur synchrone pourrait aussi entraîner le porte-balai (le collecteur demeurant fixe), le
- (') La Lumière Electrique, t. XLVI, p. 6oi, 1892.
- rapport entre la vitesse angulaire de ceux-ci et celles du système inducteur étant toujours déterminée comme il a été dit plus haut.
- L’inducteur est constitué par un certain nombre de pôles supportés par une jante m. Ces pôles sont pourvus de bobines h, comme on le voit sur les figures 1 et 2, représentant respectivement une coupe suivant un plan perpendiculaire à l’axe de la machine et une coupe par un plan passant par cet axe.
- Sur les faces latérales des pôles sont placés
- Fig. 4. — Schéma des connexions de la machine Hutin et Leblanc.
- deux anneaux en bronze réunis entre eux par des boulons ou des rivets p également en bronze et répartis uniformément sur la circonférence du système inducteur et traversant soit les épanouissements polaires soit les espaces vides qui les séparent.
- Cet ensemble d’anneaux et de boulons en bronze formant un véritable tambour est destiné à former un système de circuits très peu résistants et destinés à jouer le rôle d’amortisseurs analogues à ceux que nous avons décrits précédemment et dont nous expliquerons plus loin l’utilité et le rôle etncace dans les machines à courant continu:
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- Pour le moment, nous pouvons dire que ce système laisse passer le flux inducteur immobile par rapport à lui, mais s’oppose énergiquement à la variation de ce flux. L’avantage de cette disposition est évident : elle évitera toute variation de flux occasionnée par les étranglements produits par le passage des circuits induits dans l'armature.
- En cas de rupture d’un circuit, il tendrait à se produire une mise en liberté de l’énergie potentielle emmagasinée dans la machine; cette énergie se transforme dans une machine ordinaire en un extra-courant de rupture qui peut être désastreux pour cette machine. Les circuits amortisseurs par suite de leur faible résistance joueront le rôle de modérateurs, et la restitution de l’énergie s’y fera peu à peu sous forme de chaleur.
- Én résumé de ce que nous venons de dire, il résulte que la machine se compose essentiellement de trois parties distinctes. :
- i° Un système inducteur caractérisé par l’emploi d’amortisseurs ;
- 2° Un induit à enroulement Siemens multipolaire avec une disposition spéciale donnant 211
- courants décalés de — de périodes.
- 211 r
- 3" D’un collecteur r indépendant de la ma chine et mu par un moteur synchrone s tournant K fois plus vite que les inducteurs, le nombre de ces pôles inducteurs étant 2K.
- Nous avons parlé plus haut de l’application des circuits amortisseurs; cette question appelle quelques développements.
- Nous avons vu (7) comment ces circuits, outre leur faculté d’assurer le synchronisme des machines à courants alternatifs, permettent aussi de diminuer ou de supprimer, dans ces machines, les courants de Foucault et les pertes par hystérésis dans les pièces polaires et les noyaux inducteurs ainsi que les courants parasites qui peuvent prendre naissance dans l’inducteur par suite des variations du flux dans l’induit.
- Ces induits peuvent jouer un rôle analogue dans les machines à courant continu.
- Ils permettent comme nous allons le voir :
- i° D’éviter dans les machines à courant continu munies d’armatures genre Pacinotti, les
- (') La Lumière Electrique, t. XLVI, p. 601, 1892.
- courants de Foucault produits, comme on le sait, par le passage des dents devant les épanouissements des pièces polaires.
- 20 D’éviter dans les machines à courant continu d’un genre quelconque les accidents qui pourraient résulter de la rupture éventuelle d’un circuit ou d'un changement brusque de régime par suite de la restitution brusque de l’énergie potentielle emmagasinée dans les diverses parties de la machine.
- Ces deux buts sont réalisés en disposant des circuits amortisseurs de très faibles résistances électriques près des épanouissements polaires.
- La figure 5 représente une machine type Manchester à induit denté et dont les sections induites sont reliées au collecteur comme celle
- Fig. 5. — Machine Manchester munie d’un système amortisseur Hutin et Leblanc.
- d’un anneau Gramme. L’inducteur n’est pas feuilleté.
- De chaque côté des épanouissements des pièces polaires sont disposés deux anneaux ben métal non magnétique et ayant leur centre sur l’axe de la dynamo. Ces anneaux sont reliés par des boulons c de même matière rivés ou serrés par des écrous sur les deux anneaux de façon à assurer .un bon contact métallique.
- Voyons l’influence que pourra avoir ce dispositif sur le fonctionnement de la dynamo. Auparavant il ne sera pas inutile de répéter le raisonnement connu sur les variations du flux inducteur provoquées par le passage des dents.
- Quand l’anneau tourne entre les pièces polaires, le nombre des dents qui se trouvent immédiatement sous les épanouissements polaires n’est pas constant; il se produit alors, comme on le sait, une variation périodique de la résistance magnétique, et partant une variation de même
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- période du flux circulant dans le système inducteur. Les figures 7 et 8 représentent schématiquement deux positions de l’induit entre les pièces polaires par rapport à ces dernières. Le nombre de dents se présentant comme passage au flux étant de 10 sur la figure 7 et de 11 sur la figure 8, il est évident qu’à chacune de ces positions relatives correspond une valeur différente du flux et d’autant plus différente que le nombre de dents de l’anneau est plus faible.
- D’autre part, si l’on considère en particulier une dent, elle servira de conducteur à une portion trapézoïdale de flux, qui restera sensiblement constante tant que la dent ne sera pas dans le voisinage d’une des extrémités des pièces polaires. Lorsque la dent s’approchera, au contraire, d’une de ces extrémités, le flux di-
- Fig. s
- minuera pour s’annuler quand la dent ne sera plus sur l’épanouissement. Il en résultera donc des renforcements et des diminutions de la valeur du flux au voisinage des extrémités des épanouissements polaires, qui auront pour effet de produire une oscillation de la direction moyenne du flux autour du centre de l’anneau.
- En résumé on voit que le passage des dents d’un anneau Pacinotti sous les pièces polaires produit des variations, assez faibles il est vrai, du flux circulant dans le circuit magnétique inducteur et une oscillation pendulaire de la direction moyenne du flux autour du centre de l’anneau.
- Ce qui précède néglige l’influence de la réaction d’induit, réaction qui a pour effet, comme on le sait, de faire tourner d’un certain angle autour du centre de l’anneau la direction moyenne du flux qui traverse l’entrefer. Si donc nous en tenions compte dans le raisonnement
- qui précède, elle aurait simplement pour effet de déplacer la position moyenne des oscillations du flux.
- Ceci rappelé, voyons quel sera l'effet du circuit amortisseur, qui constitue en réalité une série de circuits électriques très peu résistants.
- Si le flux qui les traverse était constant, il n’y
- aurait aucune action, mais si ce flux venait à varier, même dans des limites très restreintes, par suite de la grande conductibilité de ces circuits, il tendrait à s’y développer des courants de grande intensité correspondant à une dépense considérable d’énergie.
- La dépense d’énergie mise en jeu par les variations de flux étant dans ces conditions beaucoup plus grande que celle qui serait nécessaire pour le maintenir constant, il restera pratiquement à peu près invariable et il n’y aura aucune
- Fig. 8
- production de courants de Foucault dans les inducteurs.
- L’emploi des circuits amortisseurs a un autre avantage également très important. D’après ce qu’on vient de voir, on conçoit combien il est difficile de produire dans le système ainsi composé une variation brusque du flux qui traversera les amortisseurs. Supposons dès lors qu’une rupture d’un quelconque des circuits de la machine se produise, l’énergie potentielle de la machine
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- La LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- dont la valeur est nécessairement fonction du régime demandé devra s’annuler dans un temps très court et sous forme d’étincelles.
- Le circuit amortisseur, par suite de la variation brusque du flux, absorbera une partie de cette énergie, de sorte que la variation d'énergie potentielle emmagasinée dans la machine ne pourra se faire que lentement. L’armature agit alors comme modérateur. La figure 6 montre l’application du système amortisseur à un induit tambour.
- On peutaussi se rendre compte du phénomène de la façon suivante :
- Dans un circuit fermé la quantité d’énergie dépensée par le passage du courant est proportionnelle au carré du taux de la variation du flux qui le coupe et est en raison inverse de la résistance.
- La variation de la quantité d’énergie potentielle emmagasinée dans la machine est proportionnelle à la variation du flux correspondant. Cette quantité d’énergie ramenée à l’unité de temps sera donc simplement proportionnelle au carré de la dérivée du flux, alors que la restitution d’énergie potentielle sera simplement proportionnelle à cette dérivée ; avec un circuit de résistance assez faible l’énergie potentielle de la machine ne pourra donc disparaître que lentement.
- Ce qui précède s’applique également au cas d’une variation brusque de la charge.
- On peut donc conclure de ce qui précède que toute variation brusque de régime ayant pour effet de changer la valeur de l’énergie potentielle emmagasinée occasionne une restitution d’énergie sous forme de chaleur dans les circuits amortisseurs constitués d’une façon suffisamment robuste pour ne pas s’endommager et que cette restitution ne pourra sè faire que lentement si les circuits amortisseurs ont une résistance ohmique suffisamment faible.
- Ainsi on voit que la nouvelle machine de MM. Mutin et Leblanc revêt tous les caractères de simplicité des alternateurs. On peut lui donner un nombre quelconque de pôles de façon à la faire tourner aussi lentement que l’on veut tout en restant dans les meilleures conditions d’utilisation des matériaux et de rendement. En dehors de sa grande robustesse et de sa facilité de construction résultant de l’inutilité du feuilletage des inducteurs, son rendement sera encore augmenté par suite de la diminution des pertes
- par courants de Foucault et hystérésis. Il y a donc à la fois une.diminution de prix, une sécurité de marche, une facilité de conduite et d’entretien provenant du calage automatique des balais et une augmentation de rendement qui assurent à ces machines un avenir mérité.
- La facilité avec laquelle on peut aussi munir les machines actuelles du système amortisseur pourra aussi facilement être utilisée pour enrichir leur rendement.
- F. Guilbert.
- CHRONIQUE ET REVUE
- DE LA PRESSE INDUSTRIELLE
- Distribution de l’énergie électrique par réseaux de conducteurs, par M. Carlo Coltri (').
- La distribution de l’énergie électrique a acquis de nos jours, spécialement dans les grands centres de population et industriels, une importance considérable qui va en augmentant continuellement, soit par la formation de nouveaux centres électriques, soit par l’extension de l’éclairage, des distributions de force motrice , des tramways, etc.
- L’attention de l’électricien est donc de plus en plus sollicitée par l’étude des moyens de transmissions destinées à ces distributions, c’est-à-dire par celle des réseaux conducteurs.
- Si l’on veut bien penser au futur développement des canalisations, on voit que le besoin d’avoir une méthode qui permette de les calculer rapidement se fait très nettement sentir.
- On a déjà beaucoup publié sur ce sujet. Les premiers qui donnèrent une méthode de calcul générale et pratique des réseaux furent MM. Herzog et Stark, de Budapest (2). Ils partirent de la considération suivante : dans un réseau de conducteurs destiné à la distribution de l’énergie électrique et où, comme cela a presque toujours lieu en pratique, les appareils récepteurs (lampes, moteurs, transformateurs) sont montés en parallèle, la perte de tension subie par le courant dans le réseau ne doit pas dépasser un o/o très faible de la tension de distribution. La
- (') Industriel, v. VII. n°* 14,i5 et 17, p. an, 228, 263.
- (2) La Lumière Électrique mai, 18';,o.
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- différence de potentiel aux bornes des récepteurs doit en effet être sensiblement la même dans les diverses parties du réseau et varier très peu avec l’intensité du courant qui circule dans chaque partie de ce réseau. Ils considèrent donc la tension comme constante et égale à la tension moyenne de la distribution. De cette considération, on déduit la répartition du courant dans les conducteurs du réseau.
- L’erreur commise en faisant cette supposition est tout à fait négligeable dans la pratique. On admet en effet que la variation de la différence de potentiel aux bornes d’un appareil inducteur en un point quelconque du réseau ne peut dépasser 2 0/0 dans le cas de l’éclairage.
- Les courants calculés en partant de là différèrent au plus de 2 o/o des courants réels. Mais la perte de tension subie par eux est aussi au maximum de 20/0, la différence entre les pertes de tension ainsi calculées et les pertes effectives sera les 2 o/odes 20/0,c’est-à-dire4/10000, erreur tout à fait négligeable en pratique.
- Ceci posé, la méthode de M Herzog et Stark peut se résumer ainsi :
- i° On suppose le réseau partagé par des points de sectionnements appropriés de façon à le décomposer en parties séparées, chacune d’elles étant en communication directe ou indirecte avec le point d’où arrive le courant alimentant le réseau ;
- 20 On considère les courants affluents en ces points de sectionnement comme inconnus, et on établit les équations exprimant que la perte de tension en chacun de ces points est la même autant pour le courant arrivant dans un sens que pour celui arrivant dans l’autre.
- Le nombre d’équations est égal à celui des sections faites, lequel doit être égal à celui des mailles du réseau.
- La résolution de ces équations donne en valeur et en signe le courant circulant dans les deux parties ;
- 3° Les vrais points de sectionnement, c’est-à-dire ceux où l’on peut réellement sectionner le réseau sans altérer l’équilibre, sont ceux pour lesquels, en suivant chaque circuit dans la direction des courants qui les traversent et passant chaque fois par la source, les courants circulant dans les deux parties sont de même sens par rapport à ce point.
- 4° Ges points connus, on suit de nouveau les
- courants effectifs dans les diverses parties pour calculer les pertes de tension.
- Une semblable méthode peut être employée aussi avec succès lorsque le réseau à étudier existant déjà, on veut rechercher les perturbations apportées par de nouvelles prises de courant plus ou moins considérables.
- Une simplification importante du problème est tout d’abord de réduire les différentes prises de courants de chaque conducteur à une seule (').
- Considérons, par exemple, le côté A B (fig. 1) d’un circuit dans lequel sont appliquées les
- prises de courant ilt i2, i3.Soient rt,r2, r3..,
- les résistances interposées sur le conducteur
- Et_.
- U Ti
- U——— >1 IA IM b;
- 1 T-l 1 U i i)
- St
- Fig-. 1 et 2.
- entre ces prises de courants, et Vt, V2 les différences de potentiel aux extrémités A et B du conducteur double A B. Supposons que le point de potentiel minimum entre A et B tombe en M ; le raisonnement que nous allons faire sera du reste facilement modifiable dans le cas où M serait extérieur au côté A B.
- Si en A la cote-part du courant qui arrive à la prise /2 est x, l’extrémité B fournira un courant
- 4 — x-
- Nous avons donc en égalant la perte de tension dans les deux parties :
- V, — z, r, — -V = V, — z'j [R — z-a] — (i, — .v) [R — r,],
- R étant la résistance du conducteur double A B.
- Désignons par \a I* les courants totaux respectivement fournis par les points A et B.
- (‘) Dans lescalculsde ce genre on représente les doubles conducteurs, entre lesquels sont disposés en parallèle les appareils récepteurs, par un conducteur unique de résistance double et aux différents points duquel sont appliquées les prises de courants.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- L’équation précédente donne :
- et par suite
- l. = Sf-lt.
- Cherchons maintenant à substituer une prise unique S i aux diverses prises précédentes ; pour cela soit p la résistance interposée (fig. 2) entre le point A et le point d’application de cette prise et la' I*' les courants respectivement fournis par A et B.
- Nous aurons :
- v,-la'P=vt-V(R — P)
- et puisque on a :
- résistances totales de ces conducteurs, ra, r/,, rc...., les résistances entre les points d’application des prises de courants \a 11, Ic... et les nœuds respectivement adjacents et enfin I'aI'*I'c, les courants circulant dans les résistances rar* rc.... et iaibic ceux traversant les résistances restantes :
- Ra -r.,,Rt —r„ R. - C-
- Les directions des courants dans les conducteurs sont inconnues, mais devront satisfaire à l’équation suivante :
- V. — v. = I'„ r. + i. (R. — y.) et aux analogues.
- Si l’on suppose que les quantités désignant les courants portent leur signe avec elle on aura les équations :
- l’a = ta + L> t ' b — Ij + II, I’e = I, + h.
- T , _ - V, + V, - P S I il - R ,
- Or, pour que rien ne soit changé à l’ensemble, on doit avoir 1*' = I* et Id — I« ; d’où :
- 2>=p2 l
- En substituant ces valeurs dans les équations précédentes résolues par rapport à ia, it„ ic... puis ajoutant en remarquant que \'a = I'* -j- I'e = 0, on trouve
- V v" v- = V lL
- R Zd R ‘
- (*)
- ce qui peut s’interpréter ainsi, le moment de la prise de courant résultante par rapport à chaque extrémité d’un conducteur double est égale à la somme des moments des prises simples de courant par rapport à la même extrémité.
- Cette analogie entre la statique d’un système rigide et, pour ainsi dire, celle d’un système de courants stationnaires dans un réseau de conducteurs peut être utilisée aussi pour décomposer chaque prise de courant ou la prise résultante en deux autres prises aux points A et B et imaginer ainsi que le réseau entier alimente des appareils récepteurs résultants appliqués aux extrémités ou nœuds des conducteurs doubles.
- L’équilibre du système reste le même et en chaque nœud continue à subsister la différence de potentiel effective de la distribution.
- Pour préciser et démontrer ce principe, considérons un nœud quelconque O du réseau où concourent les conducteurs AO, BO, CO..., chargés chacun d’une prise de courant unique I« 1* If - (fig- 2).
- Soient encore V«V*VC... les différences de potentiel aux nœuds ABC..., R„, R*, Rc..., les
- Si nous réduisons maintenant les prises de courants à une seule appliquée au nœud O, la prise de courant unique sera, en appliquant l’a-
- nalogie statique,
- 2 R
- et l’équation qui exprime
- que la valeur du potentiel au point est unique sera encore l’équation (1).
- Les valeurs de la différence de potentiel au point O restent donc les mêmes que l’on considère les prises de courants réelles ou la prise résultante.
- En répétant le raisonnement pour tous les nœuds, on voit que, eu égard à l’équilibre de leur potentiel les systèmes sont équivalents.
- Nous verrons plus loin une autre analogie entre la statique des systèmes rigides et la distribution des courants au moyen de réseaux de conducteurs.
- Le problème de la distribution de l’énergie se ramène donc à l’étude d’un tel réseau réduit, après avoir déterminé les différences de potentiel aux nœuds à charge normale, puis à suivre les variations avec la charge. Ce sont en effet les différences de potentiel qui ont une importance majeure dans la pratique, puisque en par-
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- tant de celles-ci on peut avoir une idée très nette sur la distribution et sur sa capacité.
- Nous avons vu comment MM. Herzog et Stark sont arrivés à résoudre le problème par leur méthode de sectionnement, c’est-à-dire en supposant le réseau partagé en sections indépendantes et en déterminant le courant qui circule dans chacune d’elles. LJne fois la distribution effective du courant établie pour chaque conducteur double, on peut, en calculant les pertes respectives de tension, arriver aux valeurs de la différence de potentiel. La question se complique si l’alimentation du réseau, comme cela se produit en pratique, exige que certains points soient à des potentiels divers.
- c v,
- La méthode suivante part au contraire de la connaissance directe de la différence de potentiel des nœuds et permet d’étudier les variations de celle-ci en fonction de la charge.
- Considérons encore (lig. 3) un nœud quelconque d’un réseau où concourent n lignes de distribution. Nous avons trouvé pour équation de l’équilibre au point O la formule (i) qui exprime que la somme algébrique des courants utilisés dans les différents conducteurs aboutis-V- V0
- sant au nœud,
- R
- est égale à la somme
- algébrique des composantes de toutes les prises
- de courants existant sur ces conducteurs, V
- Aad R
- Cette équation qui, au fond, n’exprime que la loi de continuité, donne le moyen de calculer la valeur de la différence de potentiel Vu lorsqu'on connaît la différence de potentiel au nœud adjacent et les prises de courants.
- Imaginons maintenant un réseau de forme quelconque et composé de m nœuds réunis entre eux au moyen de l conducteurs doubles de distribution. L’alimentation du réseau se fait à l’aide de feeders ou de transformateurs dans n nœuds ayant des potentiels différents, mais connus.
- Nous verrons plus loin commenton peut traiter la question dans le cas où les potentiels précédents ne sont pas constants et notés, mais variables en fonction du courant fourni. Pour maintenant supposons les constants et faisons abstraction de la self-induction et de la capacité de la ligne.
- Appliquons dans chacun des m-n nœuds à dif-
- férences de potentiel inconnues l’équation (i), nous avons ainsi un système de m-n équations à m-n inconnues dont la résolution donnera immédiatement les différences de potentiel aux nœuds. En partant de celle-ci, il est facile de calculer les courants dans les divers conducteurs et les pertes maxima de tension.
- L’alimentation actuelle de ces nœuds maintenus à des potentiels donnés, au lieu de compliquer le problème, le simplifie en réduisant le nombre des équations à résoudre.
- Appliquons cette méthode à un exemple. La figure 4 représente un réseau de conducteurs existant et destiné à une distribution de force dans une grande usine de construction. L’installation s’étant développée peu à peu on constate en relevant les chutes de potentiel que [ celles-ci sont capables de porter préjudice à la
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- régularité des moteurs. Le calcul en fournit une preuve.
- Le nombre l inscrit sur chaque conducteur en désigne la longueur en mètres. La quantité Q la section du conducteur en mm2, enfin laprisede courant porte l'indication de l'ampèremètre à charge normale.
- La figure 5 représente le même réseau avec les charges réduites aux nœuds. Cette opération, non nécessaire, est néanmoins très commode dans la plupart des cas.
- Appelons Vj, V2, V3, V4, V5, VG les différences de potentiel respectives aux nœuds I, II, III, IV, V, VI. L’alimentation du réseau se fait au point A maintenu à une tension de 110 volts.
- En écrivant que pour chacun des nœuds la
- somme algébrique des courants parcourant les conducteurs aboutissant à chacun d’eux est égal à leur charge on obtient six équations dont nous ne reproduirons que celle qui correspond au nœud I et qui est :
- sésdans les conducteurs en multipliant la différence de tension aux nœuds qui les terminent par leur conductibilité. La figure 5 représente cette distribution fictive. La somme des courants affluant en chaque nœud doit être égale à la charge de ce nœud. La somme des courants, issus d’un nœud d’alimentation doit être aussi égale à la somme des charges réduites aux différents nœuds.
- Pour rétablir les courants effectifs dans les conducteurs, ainsi que leur distribution, il faut, en partant d’un des nœuds, additionner au courant général de chaque conducteur la somme des composants respectifs des prises dans le conducteur par rapport à ce nœud et diminuer cette somme des prises de courants que l’on rencontre.
- Ainsi par exemple le courant issu du nœud A pour le côté A V est :
- , 3o.52 + 5o 139,5 3lt+ 52 + 87,5 + 46,5 ==356’9
- pour le premier tronçon.
- Pour le second ce sera :
- 356.9 — 5o == 306,9.
- Pour le troisième :
- 306.9 — 3o = 276,9.
- En partant du nœud opposé et en répétant l’opération, on pourra contrôler le résultat.
- On a en effet :
- 3o,5o + 3o,i34 --------786------— = 276,9.
- (A suivre).
- F. G.
- |^i io —
- V,
- 3o,3io 60 + 95
- + [v,-V,]
- + [Va-V,
- 3o,3io 60 + 44
- 3o,75
- 43+147 + 35
- - = 116,25.
- Gomme l’on connaît approximativement les racines de ce système, on peut facilement contrôler l’exactitude des transformations, la réso-lution conduit au résultat suivant :
- V, = 101,58 V, = io3,28
- y, = 92»21 V# = 103,78
- Va = 93,oi 5 V„ = 91 223.
- Avec ces valeurs on calcule les courants utili-
- Transmetteur télégraphique Kahn produisant des courants alternatifs.
- Ce transmetteur doit émettre des courants alternatifs nécessaires à certains dispositifs enregistrant au moyen d’un télégraphe imprimant les appels qui proviennent d’un poste téléphonique.
- L’appareil figure 1 contient une manivelle F que l’on peut placer sur le signal à émettre, reproduit sur un cadran. Il est d’une part en relation permanente avec la ligne téléphonique; d’autre part, un balai frottant sur les saillies G d’un anneau G le met en communication avec
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- JOURNAL UNIVERSEL DE LE C TRICITE
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- un pôle d’une pile, et l’anneau R la relie, lorsqu’on appuie sur le levier, avec le pôle opposé
- Fig. i. — Transmetteur télégraphique Kahn.
- d'une autre pile couplée en série avec la première, le pôle commun étant mis à la terre.
- A. II.
- Accumulateurs Holden et Pitkin (1893).
- Les plaques de ces accumulateurs sont constituées par des cadres ou auges en plomb A A
- Fig. i à 5. — Accumulateurs Holden et Pitkin
- liques B Bj, dont l’un, B, pourvu d’une réglette d et d’un bloc de serrage bu à vis cc, puis on soude au chalumeau les talons a du côté opposé à la réglette d. On enlève ensuite cette réglette et l’on soude de même Jes autres talons. On obtient ainsi un ensemble très compact et bien armé par les plateaux B B,.
- G. R.
- Construction des alternomoteurs, par Emil Kolben (').
- Les moteurs mono-, bi- ou triphasés ne diffèrent pas essentiellement entre eux comme construction, et pour simplifier nous traiterons le problème du moteur à simple phase seulement, en indiquant la manière d’appliquer les résultats aux moteurs du type polyphasé. Nous ne considérerons aussi que la forme typique
- &
- Fig. i et 2.
- suivante, qui est la plus simple et la plus économique.
- Elle consiste en deux parties essentielles :
- i° L’inducteur extérieur stationnaire A (fig. i et 2), formé de fer divisé, avec un anneau continu comme enroulement logé dans des trous ou des rainures et couplé de façon à former deux, quatre (fig. i) ou plus;
- 2° La partie intérieure mobile B, l’armature, avec un enroulement fermé sur lui-même. Celui-ci peut avoir ses barres couplées en quantité (fig. 3) (d’après la disposition Dobrowolsky) ou être formé d’un certain nombre de sections indépendantes (fig. 4), chaque section avec enroulement en tambour formant autant de pôles que l’armature extérieure. La première disposition peut être considérée comme un cas particulier de la seconde.
- avec talons aa. Ces plaques, remplies de matière active, sont disposées, comme l’indiquent les figures 2 et 4, entre deux plateaux métal*
- (’) The Eleetriciani 39 septembre 1893.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- Supposons que nous voulions construire un moteur à courant alternatif monophasé devant développer une puissance mécanique efficace P en chevaux, ou W, — 736 P watts. Il faut déterminer les dimensions de l’inducteur et de l’armature, le nombre de tours et les dimensions des fils des circuits inducteur et induit, pour une certaine différence de potentiel, et enfin le rendement du moteur.
- Le premier point à établir est la vitesse angulaire V du moteur. Elle est déterminée par la fréquence de n périodes par seconde et par le nombre de paires de pôles inducteurs p. Nous avons pour le nombre de tours par minute
- Le moteur tournera à cette vitesse à vide. A pleine charge nous admettrons une variation de
- vitesse de detellesorteque la vitesse soit alors
- En admettant par exemple une variation de 4 o/o, nous aurons à pleine charge la vitesse
- ^4 V. Nous trouvons ainsi, pour un circuit à 20
- basse fréquence de 5o cycles par seconde, et pour un circuit à haute fréquence de i3o cycles par seconde, les résultats théoriques suivants :
- Nombre de pôles Vitesse à 5o cycles par seconde Vitesse à 13o cycles par seconde
- 4 i5oo ) 3900
- 6 1000 J 2600
- 8 750 i 1950
- 10 600 l56o 1
- 12 5oo i3oo (
- 16 375 975 (
- 20 3oo 780 j
- Ce tableau comparatii montre immédiatement que la basse fréquence est préférable, parce qu’elle permet de réduire le nombre de pôles. A 5o cycles par seconde nous pouvons limiter ce nombre de 4 à 8 pôles pour des moteurs de 1 à 5o chevaux, tandis qu’il nous faudrait pour les mêmes dimensions de 10 à 20 pôles à la fréquence de i3o. Nous verrons plus loin que le courant d’excitation augmente comme le nom-/
- bre de pôles, et ce fait est sans doute une des raisons principales de la difficulté de construction des moteurs pour hautes fréquences.
- I. — Calcul de /’inducteur.
- La question importante est la proportion de fer et de cuivre à employer pour l’inducteur. Les mêmes considérations peuvent nous guider que lorsqu’il s’agit de la construction de transformateurs. L’induction maxima B sera généralement de même ordre que dans les bons transformateurs :
- Pour 40 cycles par seconde B = 65oo à 55oo
- — 5o — — 6000 à 5ooo
- — 60 — — 5ooo à 4500
- — 80 — — 45oo à 4000
- — 100 — — 4000 à 35oo
- — 120 — — 35oo à 3ooo
- Il ne serait pas difficile de trouver par des considérations théoriques le meilleur rapport entre les poids de fer et de cuivre ; mais par des essais nombreux j’ai trouvé que l’on peut employer une constante empirique permettant de calculer facilement le nombre de tours N sur l’inducteur. Cette constante C est le nombre d'ampères-tours par centimètre de la circonférence du noyau d'inducteur (ou du diamètre de l’armature, qui est à peu près de même longueur que cette circonférence).
- Soit Dj centimètres le diamètre de l’armature ; on peut la déduire de la vitesse tangentielle admissible U, = i5oo à 25oo centimètres par seconde de V, sachant que
- et de I, l’intensité efficace en ampères à pleine charge.
- La constante est alors exprimée par
- C
- I N u D
- (3)
- Pour des fréquences de 40 à 8, et pour une induction dans l’entrefer de 2000 à 3ooo, C varie entre 100 et i5o. Cette règle empirique doit naturellement être appliquée judicieusement dans chaque cas particulier. La formule (3) nous donne le nombre de tours
- ir I), C
- (ÿ)
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ELECTRICITE
- 387
- Pour déterminer exactement le courant à pleine charge, il est nécessaire de connaître la valeur du courant magnétisant i. Nous donnerons plus loin un mode de calcul de cette valeur. Mais une approximation suffisante s’obtient en prenant pour I une valeur un peu supérieure à celle du courant réel I( = où n est
- le rendement à pleine charge du moteur et E volts la différence de potentiel efficace du circuit. Les moteurs à deux ou trois phases ont un nombre de tours inducteurs plus grand, parce
- Fig. 3 et 4.
- qu’il faut considérer le courant résultant des phases différentes. Ils seront donc plus légers pour le même effet utile.
- L’enroulement inducteur doit être placé dans des trous ou des rainures uniformément distribués autour de la circonférence, afin de réduire au minimum la réluctance de l’entrefer. La largeur de l’entrefer ne dépend que des conditions mécaniques, et varie entre un et deux millimètres.
- mature et induira dans ses conducteurs les courants qui doivent produire le couple mécanique voulu entre eux et le champ stationnaire. L’autre partie formera des dérivations ou fuites allant directement de pôle à pôle, principalement à la surface extérieure, comme l'indique la figure 5. Ces fuites augmentent avec les dimensions de l’entrefer, avec l’induction et avec le nombre de pôles. Un enroulement en anneau produit naturellement des fuites magnétiques plus considérables qu’un enroulement en tambour. Le champ dérivé augmente avec la charge et atteint une valeur énorme pendant le démarrage du moteur lorsque les ampères-tours de l’inducteur sont beaucoup plus élevés qu’à pleine charge. Au démarrage, l’induction utile est donc réduite à un minimum juste au moment où elle devrait être maxima.
- Les petits ponts de fer entre les trous de l’enroulement forment une autre cause de dérivation des lignes de force. En employant une rai-
- Fig. 6 et 7.
- nure à demi fermée, comme dans la figure 7, ces dérivations peuvent être rendues négligeables.
- L’induction totale utile L sera donc exprimée par
- L = x S B, (5)
- x étant une fraction. A pleine charge et à vitesse normale, x peut varier de o,g5 à 0,80 selon les cas.
- De la section effective du fer S on déduit les dimensions h et / (fig. 1) par
- Du nombre total de trous N (ou de fils s’il s’agit d’un enroulement en tambour), on déduit la valeur maxima de l’induction d’après la relation bien connue
- dans laquelle S est la section du fer. On prend pour B les valeurs indiquées plus haut pour les différentes fréquences. Une certaine partie de cette induction totale seulement traversera l’ar-
- S = o,85 h l,
- en comptant i5 0/0 pour l’isolant entre les disques de tôle. Pour déterminer la longueur / de l’inducteur, nous choisissons l’induction maxima Bj dans l’entrefer et admettons que le courant magnétisant augmente proportionnellement à B,. Pour 2 p pôles la surface du fer d’un pôle sera de
- 0,85 TzPj l 2 p
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- 388
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- et le flux total à travers un pôle :
- _. 0,85 7r D< / Bf 2L = , ip (6)
- Nous déduisons de là
- /- 4pL o,85 7t D, B, ’
- et en substituant la valeur de L tirée de (4) et (5)
- xpE 10* l — 0,34 ,~T-, TT I), B, n N et - >-8Bl °< (7) (S)
- Pour une fréquence entre 40 et 80 on peut prendre pour Bj de 4000 à 25oo. Avec ces dimensions du fer et ces inductions, il est facile de calculer les pertes par hystérésis et par courants
- de Foucault. On déduit également la longueur de l'enroulement, sa résistance, et la perte dans le cuivre de l’inducteur.
- A. H.
- (A suivre.)
- REVUE DES TRAVAUX
- RÉCENTS EN ÉLECTRICITÉ
- Sur la susceptibilité magnétique de l’oxygène, par R. Hennig (•).
- Le galvanomètre bifilaire est disposé de la façon suivante (fig. 2) :
- Un petit cylindre de cuivre pur d’environ
- Fig.
- Appareil pour la mesure de la susceptibilité magnétique des gaz.
- 6 millimètres de diamètre etde hauteur présente aux bases des rainures parallèles dans lesquelles on enroule la bobine de fil fin couvert de soie. Les deux bouts du fil tordus ensemble passent
- à travers un tube de verre d’environ i5 centimètres de longueur, à l’extrémité duquel on colle
- C) La Lumière Electrique du 18 novembre 1893, p. 33g.
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-
- JOURNAL UNIVERSEL D'ÉLECTRICITÉ
- 389
- la bobine. Sur le^ibe de verre, on a fait glisser un petit bloc de cuivre électrolytique
- qui, comme le de cuivre de la bobine,
- sert à amortir les oscillations dans le champ. Dans les champs intenses, l’instrument est alors presque apériodique.
- L’extrémité supérieure du tube de verre porte une garniture en ébonite sur laquelle sont fixées des pinces en laiton dans lesquelles on serre les deux fils de suspension et les extrémités du fil de la bobine. Les fils de suspension (fils d’argent recuits de 0,14 mm. de diamètre) sont attachés dans le haut à un support à tige d’ébonite, qui porte aussi les bornes d’arrivée du circuit extérieur.
- Les spires de la bobine sont parallèles, le plan de la suspension perpendiculaire à l’axe de l’électro-aimant, de manière que les forces déviatrices ne s’exercent que sur la bobine et non aussi sur les fils de suspension.
- La surface totale des spires de la bobine a été déterminée par deux procédés : d’abord en mesurant la longueur du fil enroulé, ensuite par la mesure directe du diamètre des spires. La première détermination a donné un diamètre moyen de 6,196 mm., la seconde un diamètre de 6,210 mm., soit en moyenne d = 6,2o3 mm. Le nombre de tours étant de i5, la surface totale est
- F =r 4,53 cm*.
- Le poids de l’équipage est de 41,87 gr., le demi-poids des fils de suspension de 0,06 gr., la longueur moyenne de ces fils de 40,08 cm., leur écartement supérieur de 2,269, leur écartement inférieur de 2,344 cm., Ie rayon des fils de 0,0068 cm., le module d’élasticité du fil d’argent de 74,io7 gr. cm2, l’accélération de la pesanteur de 981 cm : sec2. On déduit de ces nombres la force directrice de la suspension bifilaire
- Le courant traversant la bobine est fourni par un accumulateur Tudor avec une résistance additionnelle de 100 ohms.
- Son intensité très constante, était de 0,00194 unités G. G. S.
- Les déviations sont lues à la lunette sur une échelle par réflexion dans un miroir fixé à l’équi-page.
- Les résultats des déterminations de l’intensité de champ sont consignés dans le tableau suivant :
- Xombre d’élu- monts d'ttccu- ltMU'8 Intonaifé do clmmp on imités C. G. s.
- X# Distance du pOlo Méthode optique Par induction Par galvano- mètre bifilaire Moyenne
- I 5 mm. 20 4000 4i3o 4060
- 2 IO 20 5990 6200 — 6100
- 3 l5 20 7260 755o — 7400
- 4 IO 20 5870 5960 5960 5930
- 5 IO 20 5820 585o 5970 5880
- 6 IO 20 5700 583o 586o 58oo
- 7 5 20 394° 3970 4000 3970
- 8 IO 20 58oo 58go 5870 585o
- 9 iS 20 7i3u 7280 725o 7220
- IO i5 i5 — 8570 85io 8^40
- r 5 5 — 453o 4600 4570
- 12 5 20 363o 36fio 365o
- Ces valeurs ont servi à calculer, par la formule
- H = É- tan g- ci,
- H
- la valeur de la constante
- •5 = 314,0 unités C.G.S.,
- tandis que la mesure directe donnait 315,5.
- II. — Détermination des pressions magnétiques des gaz.
- Comme nous l’avons dit aü début, on a appliqué pour la mesure des pressions le dispositif de Tœpler. L’appareil est représenté dans la figure 2.
- Les deux branches d’un tube de verre légèrement coudé de 33o millimètres de longueur et de 3 millimètres de diamètre intérieur sont reliées à des tubes verticaux plus larges, et ceux-ci communiquent entre eux par un tube capillaire à robinet.
- Les branches du tube coudé peuvent être mises en communication avec l’air extérieur par les robinets a a, et les tubes verticaux par les robinets b b. Un robinet à trois voies a placé au milieu du tube capillaire fait communiquer dans la position 1 les deux parties du
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- 390
- tube capillaire entre elles, dans la position II perpendiculaire à la précédente, il met ces deux parties en relation avec l’air extérieur. Enfin, dans la position III, les deux parties du tube sont fermées.
- A l’intérieur des deux branches du tube coudé on a soudé, au-delà des robinets a a, des tubes capillaires dont l’extrémité s’approche jusqu’à 3 centimètres du coude du tube. Ces tubes servent à amener les gaz par l’intermédiaire des robinets b b.
- Les deux gaz se trouvant de part et d’autre de la colonne liquide ne communiquent que par le tube capillaire inférieur lorsque le robinet c est dans la position I. Ils ne se mélangent donc que très lentement par diffusion, mais le mélange
- Fig. 3
- s’opère plus rapidement lorsque la colonne s’étant déplacée, la tranche de contact des gaz arrive dans un des tubes verticaux.
- On ne peut donc employer un tube capillaire très fin., d’autant plus que dans un tube de ce genre les pressions ne s’équilibreraient que lentement.
- Pour déterminer l'angle de coudure a du tube de verre, on a observé le déplacement de la colonne liquide pour une certaine variation de l’inclinaison du tube sur l’horizontale.
- Si l'on désigne par l la longueur de la colonne liquide (distance horizontale entre les deux ménisques), par A / le déplacement observé, par Aa l’inclinaison, et para l’angle de cou-dure, on trouve
- AZ:/=Aa:a ou « = / ? -
- A l
- La moyenne de plusieurs déterminations ainsi faites a donné pour l’appareil considéré
- a = 0,0597.
- Le support de l’appareil porte un microscope de Zeiss placé au-dessus d’un des ménisques,
- éclairé par un miroir incliné. Les déplacements sont mesurés à l’aide du micromètre oculaire dont les divisions valent o,o3i5 mm.
- Nous n’insisterons pas sur la disposition des gazomètres dd, arrangés de façon à éviter au moment de l’introduction des gaz des différences de pressions entre les deux côtés de l’appareil.
- Une observation comporte les opérations suivantes :
- Les deux branches du tube étant remplies d’air, on amène d’abord un ménisque dans le champ du microscope au zéro du micromètre. Puis on fait agir l’électro-aimant s’il se produit un déplacement dû à l’hétérogénéité du champ; ce déplacement est à retrancher de celui que l’on observera avec deux gaz différents. On introduit alors les gaz et, après avoir ramené le ménisque au point initial, on observe le déplacement produit par le champ. L’intensité de champ est mesurée au début et à la fin de chaque observation.
- Gomme liquide on s’est servi de pétrole ordinaire de poids spécifique 0,797. Ci-dessous un tableau des résultats pour l’oxygène comparé à l’air, dans lequel / désigne la température, etHj l’intensité du champ au ménisque en contact avec l’oxygène.
- t H, (x, — X,) 10°
- 24° c. 3700 C.G.S. (0, io36) C. G. S.
- 26 5700 0,0991 0,0993
- 24 8450
- 23 10340 0,0944 0,0975
- 27 5690
- 24 836o 0,0922 0,0983
- 27 5700
- 26 543o 0,0997 (0,0864)
- 23 10340
- 24 363o 0,0908
- Moyenne x, — xs = 0,0961.10-°
- Ces observations confirment tout d’abord la proportionalité entre la pression magnétique et le carré de l’intensité de champ. Les plus grands écarts sont ceux de la première et de l’avant-dernière observation, écarts attribuables pour la premières la petitesse du déplacement mesuré, pour la seconde au mélange qui s’est produit entre tous les gaz. Même si l’on tient compte de ces deux nombres, l’erreur moyenne ne dé-
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 3gr
- passe pas 3 1/20/0 et l’erreur probable sur le résultat est d’environ 1 0/0.
- Dans le tableau ci-dessous on a réuni les résultats d’observation obtenus par divers auteurs :
- Observateur Tempé- rature Pression .V| — réduit à l’atmosphère
- Quincke i6- , 1 — 8 atm. 0,097
- 40 — . 0,125
- Du Bois l5° 1 0.093
- Curie 20" 5 — 20 — 0,121 C)
- Toepler et Hen- 0,131
- nig1888 20a I
- Hennig 1892.... 25” 1 — 4 — 0,096
- (4) Ce nombre est obtenu en prenant pour la susceptibilité de l’eau — 0,79.10—°. Si, avec Quincke, l'on prend -0,761.10—°, le nombre ci-dessus devient 0,117.
- En employant la loi de Curie pour la variation de la susceptibilité avec la température, tous ces nombres peuvent être facilement réduits à la même température.
- Le dispositif de Toepler ne peut servir avec des gaz à des pressions différentes. Mais il est facile de rapporter nos observations au vide, si nous admettons que la susceptibilité de l’azote est nulle, ce qui ne saurait être très éloigné de la réalité.
- Celle de l’air est alors le quart de la valeur X! — x2 trouvée plus haut, soit x = 0,024.io-G; il en résulte :
- X, =0,120. IO—6.
- Pour déterminer expérimentalement la susceptibilité de l’air par rapport au vide, on en est réduit à des observations différentielles. Le manomètre magnétique de Quincke semble devoir donner les meilleurs résultats. Je l’emploie sous la forme légèrement modifiée que représente la figure 3.
- Le côté supérieur d’un rectangle de tubes est légèrement coudé; le côté inférieur communique par une tubulure avec un gazomètre dont on veut faire varier la pression à volonté. La colonne liquide assez longue est formée par du pétrole. L’un de ses ménisques se trouve dans le champ magnétique, ün peut alors augmenter ou diminuer la pression sans déranger cette colonne liquide. En faisant agir le champ on peut mesu-
- rer la différence des déplacements et des pressions produites par une variation de 1 atmosphère de pression du manomètre. Les formules permettent alors d’en déduire la susceptibilité de l’air.
- Si, à la place de l’air, on emploie un gaz non magnétique, le liquide ne doit pas changer de place, quelle que soit la variation de pression.
- Je n’ai pu, malheureusement, avoir assez longtemps cet appareil à ma disposition. Une détermination rapide m’a donné pour la susceptibilité de l’air x2 = o,o3o.io~c.
- A. H.
- Sur les décharges électriques ; production d’oscillations électriques et effets de celles-ci dans les tubes à vide, par H. Ebert et E. Wiedemann (*).
- B. Fils.
- Dans certaines séries d’expériences des portions de fils ont été remplacées par des tubes à gaz raréfiés lumineux. Pour pouvoir utiliser ces séries, il a fallu se rendre compte si le diamètre des conducteurs et leur écartement exercent bien sur les phénomènes l’influence que prévoit la théorie, même lorsqu’on remplace les fils par de gros tubes métalliques. D’autre part, il n’est pas très facile de dresser des fils de 2 mili-mètres; pour cette raison nous nous sommes servis dans la plupart des expériences.
- 1. Gros fils.
- Petite distance (b) entre les fils. — Le condensateur principal n’est pas changé, mais on fait varier la capacité du condensateur terminal. Les moyennes de trois séries (tableau X)(i245, 1249 et 1246) s’écartent très peu de la longueur vraie 1245. La troisième série a servi au calcul de la capacité du condensa leur terminal pour e2 = 10 cm. Gomme nous avions des armatures circulaires avecr2== 10 cm., nous avons pu prendre pour £2=2m. la valeur 16,3 obtenue par Gohn et Heerwagen pour la capacité avec des charges oscillantes rapides. Ges auteurs n’ont pas fait d’expériences avec e2— 10 cm. En suivant leur procédé nous avons calculé cette capacité en posant pour condition que la moyenne des va-
- (*) La Lumière Electrique, du 18 novembre 1893, p. 332.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- 392
- leurs de t de la troisième série soit la plus rapprochée possible de la longueur L. Les valeurs de zlt satisfaisant à cette condition sont indiquées entre parenthèses au-dessous des valeurs de zn obtenues directement (après détermination de c). Ces valeurs ont servi à tirer c de l’équation transcendante (1) p. 335 ; pour c les différents
- systèmes de nœuds ont donné 5,7 ;'5,'6; 5,2 ; 5,2. La moyenne c— 5,3 a été employée comme base pour toutes les observations dans lesquelles le condensateur terminal présentait cet écartement des armatures. La formule électrostatique simple aurait donné c— 2,5, soit plus de 5o 0/0 en moins.
- ^ — 3o x 3o cm2 a, — 2 cm.
- I = 3o cm.
- TABLEAU X
- L zz 1245 cm. b z= 10 cm. a =. o,i cm.
- q — 18,42
- r == 10 cm. — o cm.
- c9
- 00
- n /‘°» k'„ k\ >„ A,” = t
- 1 429
- 3 49 non 647 598 1245
- 3 — 4^3 -I0P 83ç) 40G 1245
- 4 3o8 620 933 212 1245
- 313 313
- 2g 2 cm , C3 == 16,3.
- n A,0„ k\ /{*„ k\ '» - l
- 0 58y
- 1 141 ir.38 897 217 1245
- .j 48 601 1155 553 93 1248
- RR 3
- 3 4i5 810 1204 395 5o 1254
- 30!$
- £s — 10 cm., c» —5,4.
- n k\ A<„ A2,, A1,, A\ ).„ 1
- 0 474
- 1 114 935 821 317 1252
- 891 f3io) ( 1245~>
- 2 • 40 559 1078 "1I9 171 1249
- f 167)
- 3 — ;-îq2 7G6 11.89 373 io5 1244
- .1/ i 1.06)
- 4 — 289 584 S78 1 172 294 72 1244
- *0?i 90 1 73
- 5, — — — 78d 966 1197 201 44 1241
- 93$ 48;
- \
- Une fois cette valeur de c obtenue, on en a déduit celles des colonnes zn et / (valeurs non entre parenthèses); la moyenne est de 1246 et
- non de 1245, ce qui provient de ce que tous les calculs ont été faits avec une table de logarithmes à quatre chiffres et les nombres arrondis.
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 393
- Grande distance. — La série du Tableau XI obtenue avec
- Condensateur l Lr=i245 cm.
- principal ) b= 3o — E. = iocm. c=5,3cm. comme en X. / a = ordonne des valeurs de t remarquablement élevées : 1293, 1266, I25o et 1270.
- 2. — Gros tubes.
- Petite distance. — Tableau XII.
- SL = 1288 cm. r, — 10 cm. b — 10 — £0 = o —
- comme en a....... i a — 1,045 — _ ^
- ( q = '9,o35
- Les valeurs de t sont très divergentes et s’éloignent beaucoup de la longueur vraie; la cause n’en réside pas nécessairement dans une imperfection de la théorie : en effet, on avait soudé aux extrémités des tubes de 2,09 cm. de diamètre et de 12 à 25 cm. de longueur. Dans les formules on a admis que le conducteur entier avait 2 cm. de diamètre. La divergence qui résulte de ce fait est faible pour une grande capacité, mais considérable pour une petite capacité au condensateur terminal ; elle s’explique par la déformation du circuit.
- Grande distance. — Les écarts sont encore plus considérables dans le Tableau XIII, pour b — 3o cm., £2 = 2 cm., c= 16,3 cm., le reste comme en XII.
- 3. Fils fins.
- Petite distance. — Tableau XIV.
- La troisième série de ce tableau est constituée par celle du tableau II (voir p. 337).
- SL = !252 cm. r5 = 10 cm. b = 10 z, — o
- a —. o,o5 c __
- q 1,3262
- Grande distance. — Tableau XV.
- b—3o cm. Eo __ 2 cm , c _ ,6,3 cm., le reste comme en XIV. q = 25,60 ‘
- Les écarts sont peu considérables. La théorie est donc parfaite pour les fils minces, ce qui nous a permis d’en faire usage dans nos expériences faites avec des fils de ce genre.
- Avec les tubes métalliques les résultats sont peu concordants. Dans ce cas la grande capa-
- cité par unité de longueur des conducteurs joue probablement un rôle important. Ces conducteurs sont creux, ce qui ne présente aucun inconvénient, les oscillations électriques rapides se propageant principalement à la surface. Des tiges métalliques pleines se comportent, en effet, de même. Dans chaque cas particulier, il est nécessaire de discuter jusqu’à quel point un système de tubes larges peut être considéré comme un système de Lecher ordinaire.
- Le Tableau XVI donne encore deux séries comparatives failes dans les mêmes conditions avec des fils fins et des tubes.
- C. Condensateur terminal.
- 1. Influence de la distance entre les armatures. — Les séries d’observations dans lesquelles on n’a fait varier que la distance e2 entre les armatures, comme par exemple les trois séries du tableau X, montrent comment se déplacent et se modifient les systèmes de nœuds, à mesure que varie la capacité du condensateur terminal. On voit dans ces séries que les nœuds s’éloignent du condensateur terminal lorsqu’on en écarte de plus en plus les armatures; pour s2 — o (c2 — 00) tous les systèmes y présentent un nœud. Avec £2 augmente la phase à l’extrémité, qui est la même pour tous les systèmes d’ondulations. On reconnaît aussi que les distances interno-dales ne sont pas constantes, mais diminuent parce fait que les nœuds près du condensateur primaire se déplacent plus lentement.
- 2. Influence des dimensions des armatures.
- A titre de comparaison nous donnons ci-des-sous une série, qui n’a pas été effectuée avec les armatures circulaires de 10 cm. de rayon, mais avec de petites armatures carrées de 3 cm. de côté; elles étaient collées à l’extrémité d’un tube de verre G de 9,3 cm. de longueur. L’espace A compris entre les armatures, complètement fermé et rempli d’air, était mis en communication avec la pompe à air par un tube soudé à angle droit sur le tube de verre G.
- Les nombres entre parenthèses de la colonne k°n n’ont pas été observés; ils résultent du calcul. _
- La théorie Cohn-Heerwagen se vérifie très bien (l’écartlmaximum de J de la moyenne 1268 est dé*i 1 cm.).
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- 3g4
- LA LUMIÈRE ELECTRIQUE
- TABLEAU XVII
- ./, = 20x20 cm.2 L = 1245 cm. y, = 3 x 3 cm.*
- 6,= 1,8 b = 10 » e, = 9,3
- / = 3o a = o,i » c = o,3icm. environ.
- q= 18,4a
- 355,5
- (1100,2)
- (1131,8)
- Il en est d’autant plus surprenant que le calcul donne une si grande valeur de la longueur totale réduite (1268 cm.) en comparaison avec la longueur vraie de 1245 ; une partie de la divergence constante et toujours de même sens des valeurs de t de celle de L provient ici très probablement de ce que le c calculé par la formule électrostatique est trop petit.
- 3. Influence d'un gaz lumineux entre les armatures.
- Pour examiner si la présence entre les armatures du condensateur terminal d’un gaz rendu lumineux par les oscillations exerce une influence sur la position des nœuds, on a d’abord fait communiquer avec l’air l’espace A de la disposition précédente (tableau XVII) et l’on a déterminé l’emplacement des nœuds après avoir placé dans le voisinage un tube à gaz raréfié lumineux; puis on a raréfié l’air dans A jusqu’au point où la lumière y apparaissait. Une nouvelle détermination des nœuds montra qu’ils n’avaient pas changé jde place. La présence de gaz lumineux, entre les armatures ou dans leur voisinage n’affecte donc pas la position des nœuds.
- Le résultat général des expériences ci-dessus décrites peut se résumer ainsi: Malgré la diversité très grande des conditions expérimentales, les
- distances internodales d'un même système ne sont, il est vrai, pas constantes, mais ne diffèrent entre elles que de 10 0/0 au plus; elles sont d’autant plus grandes qu'elles se rapprochent plus du condensateur primaire.
- La longueur totale réduite des fils calculée d’après la formule Cohn-Heerwagen prend, pour les divers systèmes de nœuds, des valeurs qui ne présentent pas, dans la plupart des cas, de trop grandes divergences entre elles ou par rapport à la longueur totale mesurée.
- L'application de la théorie Cohn-Heerwagen dans nos expériences avec le système de fils de. Lecher se trouve donc justifiée.
- Sur la nature de la réflexion des ondes électriques au bout d’un fil conducteur, par MM. Kr. Birkeland et Ed. Sarasin (').
- Dans une communication du 17 avril 1893, un de nous a cherché, en partant de la théorie du mouvement de l’énergie électromagnétique dans l’espace, à faire une hypothèse sur ce qui se passe au voisinage du bout d’un fil métallique le long duquel se propagent des ondes électriques.
- Nous avons étudié la question expérimentale-(') Comptes rendus, t. CXVII, p. 618.
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- ment ensemble, en explorant le champ électrique autour de l’extrémité du fil, avec de petits résonateurs de 0,10 m. et 0,2b m. de diamètre, et, bien que la manière de voir exposée dans la note précitée n’ait pas été confirmée de tous points par nos résultats, ceux-ci n’en apportent pas moins une contribution expérimentale intéressante aux théories remarquables de M. Poynting.
- Voici d’abord quelques brèves indications sur les arrangements des expériences. Les ondes électriques étaient fournies par un petit excitateur à plaques, dont l’étincelle, de 3 millimètres environ, éclatait dans l’huile.
- En face d’un des disques primaires se trouvait un disque semblable duquel partait un tube de cuivre de 0,01 m. de diamètre et de 9 mètres de longueur.
- Le tube, qui se terminait librement dans l’air, était supporté par de minces tiges de bois de i,5 m. de hauteur.
- Les résonateurs employés étaient toujours circulaires et fixés verticalement, avec l’étincelle en haut; ils étaient capables de deux sortes de mouvements, l’un rotatoire autour d’un axe vertical passant par l’étincelle, l’autre translatoire parallèle au tube conducteur.
- Distance du résonateur au fil conducteur 2
- 1" nœud................................ 16
- 2’ » ............................... 56,4
- 3' » 96,5
- 4° » ............................... 135
- 1" internœud.............................. 40,4
- 2" » .......................... 40,1
- 3' » .......................... 38,5
- Dans la figure 1 nous avons représenté par des croix la position du centre du résonateur de 10 centimètres dans les 27 nœuds numériquement donnés plus haut. Les ronds portés sur la même figure marquent les positions des nœuds donnés par un cercle de 25 centimètres de diamètre dans quatre distances différentes du tube conducteur.
- L’impression qui résulte immédiatement de la répartition de tous ces nœuds est que, si le premier choc arrive au résonateur à peu près parallèlement au fil conducteur, le second doit y arriver par un rayonnement direct partant du voisinage de l’extrémité du fil. En effet, tous les nœuds sont situés sensiblement comme si l’é-
- Nous nous sommes arrangés de manière à pouvoir marquer, même dans l’obscurité :
- i° La distance du centre de notre résonateur au bout du fil conducteur (comptée parallèlement à ce fil);
- 20 L’angle que formait le plan de celui-ci avec ce fil.
- Les observations ont été faites à l’aide d’une lunette montée horizontalement à 1 mètre de distance du cercle, ce qui est nécessaire à cause de la perturbation considérable que produit le corps de l’observateur sur les oscillations rapides dont il s’agit.
- Nos recherches ont porté sur deux points principaux; nous avons d’abord déterminé les quatre premiers nœuds dans sept distances différentes du fil, le plan du cercle restant toujours normal à celui-ci. Les nœuds sont déterminés au moins par dix mesures chacun ; les résultats numériques ainsi obtenus pour le cercle de 10 centimètres sont consignés dans le tableau ci-joint. Les différentes distances du résonateur au fil conducteur sont comptées entre l’axe de celui-ci et le point le plus rapproché du cercle. Les nombres dans chaque rubrique donnent la distance de chaque nœud à la normale élevée au
- bout du fil.
- cm cm cm cm cm cm
- 10 20 3o 40 5o 60
- 15,4 9,5 7,7 1,8 —9,8 »
- 56,3 54,2 5i ,5 47,3 44,8 37,7
- 95,7 95,2 93,5 90,5 88,9 87,5
- 135,8 135, i 134,6 i3o,8 129.7 i3o,5
- 40,9 44,7 43,8 45,5 54,6 »
- 39,4 41 42 4.3,2 44,1 49,8
- 40,1 39,9 41,1 40,3 40, S 43
- nergie, provoquant le second choc dans.le résonateur, marchait tout près du fil jusqu’au moment où il est arrivé au bout, puis se dirigeait, à partir de là, directement sur le cercle. Il faut remarquer pourtant que cette manière d’envisager la réflexion ne justifie pas le retrait considérable du premier nœud quand le résonateur se trouve tout près du fil conducteur, un retrait qui, selon les expériences de MM. Sarasin et de la Rive, est d’autant plus grand que le cercle est plus grand lui-même. Nous croyons cependant avoir bien constaté maintenant que ce retrait est du à la forme géométrique du résonateur ; les chocs électriques arrivant le long de deux j conducteurs rectilignes tendent à charger cha-
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- cun la portion la plus rapprochée du résonateur, de sorte que la première oscillation se produit entre deux parties diamétralement opposées du cercle. L’électricité ne tardant pas cependant à osciller dans toute l’amplitude du cercle, celui-ci prend alors sa période normale et les nœuds se disposent en conséquence le long du fil.
- En second lieu, nous avons cherché comment il faut tourner le plan du résonateur autour de son axe vertical pour que l’effet total des deux « chocs » qui en excitent les oscillations soit aussi grand que possible.
- On trouvera ces directions indiquées dans la figure i ; elles ont été déterminées pour la plupart là où doivent se trouver les « maxima », d’après les mesures des nœuds. Parmi les autres
- » O
- f +
- + + O +
- •f + +
- ° + O ♦
- + ♦ 4. +
- O + + +0 ♦
- +. + + + E
- i i i ^
- \
- i t \ ' /
- i \ \ / /
- l A N /
- Fig. 1
- orientations figurées, il s’en trouve deux qui ont été prises dans des nœuds (traits pointillés). Ces directions d’effet maximum donnent, nous sem-ble-t-il, forcément l’impression d’un rayonnement direct du bout du fil.
- Des trois séries d’observations faites dans le milieu des internœuds, il ressort, en effet, que la normale au cercle est dirigée à peu près suivant la bissectrice de l’angle que forme avec la parallèle au fil conducteur la ligne allant directement à l’extrémité du fil. Les deux observations faites dans les nœuds mêmes montrent que, pour y avoir l'effet maximum, il faut orienter le cercle de telle sorte que les ondulations électriques venant au bout du fil arrivent normalement sur son plan et que l’action du second choc soit par ce fait annulée.
- Les résultats que nous venons d’énoncer permettent de donner un certain développement à la conception « du tube électrique en marche»,
- imaginé par quelques savants anglais. Admettons que le tube électrique de l’onde directe, qui se meut en chaque point normalement à sa direction instantanée, est à peu près rectiligne et normal au fil conducteur : il n’en sera plus de même dans l’onde réfléchie.
- Or les mesures faites par l’un de nous des interférences sur la surface même du fil conducteur montrent qu'il n’existe dans ce cas aucun retrait sensible du premier nœud, et que, par conséquent, la partie du tube électrique immédiatement voisine du conducteur fait le tour autour de l’extrémité de celui-ci presque sans retard, Mais les parties éloignées du tube ne peuvent pas parcourir simultanément la même distance annulaire; elles restent en arrière et le tube électrique se courbe alors à peu près
- comme une queue de comète autour de l’extrémité du fil (fig. a).
- Telle serait donc l’origine de ce rayonnement caractéristique partant du bout du conducteur, dont nous croyons pouvoir admettre l’existence. Il résulterait de ce que, les éléments du tube électrique continuant à se mouvoir normalement à leur direction instantanée, l’énergie s’éloigne du bout du fil pour se répandre dans tout l’espace ambiant (').
- (') Il doit donc se produire une perte sensible d’énergie à la réflexion. Nous avions espéré compléter notre travail sur ce point par des mesures sur le fil même (Cf. Birlte-land, Wied. Ann., t. XLYII, p. 583). Pour trois longueurs d’onde )., = 6m, )« = 2,7 ni et )3 — 1,2 ni, nous avons trouvé que l’onde réfléchie est respectivement 0,6,0,45 et o,35 de l’onde directe. Or nous avons imaginé une autre méthode pour mesurer directement la perte, et nous n’avons pas retrouvé ces valeurs, de telle sorte que nous ne pouvons les donner que sous toutes réserves, n’ayant pas réussi encore à expliquer ces résultats contradictoires.
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- FAITS DIVERS
- Le canal de Bourgogne qui, comme on le sait, joint la Seine à la Saône, possède depuis un mois un mode de traction de bateaux unique en son genre; on y fait fonctionner le premier remorquage des bateaux par l’électricité qui ait encore été appliqué, au moins en Europe.
- Le canal présente un point particulièrement difficile : c’est sa partie culminante. En cet endroit, la voie d’eau franchit le faîte séparatif des versants de la Manche et de la Méditerranée; ce faîte est forcément très élevé, et il n’a pas été possible de passer à niveau. On a du créer d’abord de profondes tranchées laissant juste la place pour passer un bateau, puis un souterrain où il n’y a même pas là place d’un chemin de halage. Ce passage rétréci.compte 6000 mètres environ, dont 33oo mètres en souterrain.
- C’est sur ce bief de partage que, depuis 1867, on toue les bateaux en se servant, comme à l’ordinaire, d’une chaîne préalablement déposée au fond du canal sur toute la longueur à parcourir. Cette exploitation est faite par l’État. On y employait jusqu’à ce jour des toueurs munis de machines à vapeur; depuis un mois on a mis en service un nouveau loueur électrique, dont le Génie civil donne la description.
- La force motrice est fournie par l’eau même d’alimentation du canal. Pour alimenter le canal, il faut chaque jour envoyer, du bief de partage, sur chaque versant, une énorme quantité d’eau qui parcourt le canal entier, à travers ses écluses, en abandonnant dans chaque bief la quantité nécessaire pour réparer les pertes.
- L’initiateur du système, M. Galliot, ingénieur à Dijon, a trouvé dans cette eau, qui tombe de 2,60 m. à chaque écluse, le moteur qui lui est nécessaire. D’ailleurs, au lieu d’installer un moteur à chaque écluse, ce qui aurait été coûteux et incommode, il a réuni en une seule les chutes de plusieurs écluses, et c’est sur cette chute devenue considérable qu’il a installé ses turbines.
- Les dispositions du terrain l’ont conduit à créer une chute de 7,5o m. sur le versant de la Seine, et de 8 mètres sur celui de la Saône. Les turbines, à arbre vertical et à distribution partielle, produisent chacune de i5 à 20 chevaux. Elles sont placées dans le soubassement d’un petit bâtiment dont le rez-de-chaussée forme usine électrique. L’arbre de la turbine se termine au niveau du sol de ce fez-de-chaussée par un engrenage conique qui embraye avec un autre calé sur un arbre horizontal fixé sur le sol. Cet arbre horizontal fait deux fois plus de tours que la turbine; il porte un volant en fonte relié par Courroie avec la poulie d’une dynamo.
- Chaque extrémité du bief de partage possède sa petite usine, de sorte qu’on a deux dynamos situées à six kilomètres l’une de l’autre et réunies par une ligne de bronze de 8 millimètres de diamètre, et actionnant une dynamo portée par le bateau toueur.
- Ce bateau porte deux contacts fixés à l’extrémité de longues perches de 6 mètres placées sur le toueur, et que des ressorts tendent à maintenir verticales. Chaque contact est amené sous les fils qu’il presse de bas en haut; ces contacts sont formés de roulettes tout à fait analogues aux trolleys employés sur les tramways américains. Le courant actionne la dynamo dont la poulie est reliée par courroie avec le volant d’un engrenage dont la dernière roue porte une gorge de forme particulière, dite à empreintes, et qui entraîne dans son mouvement la chaîne déposée au fond du canal.
- L’avantage principal de ce système est d’emprunter la puissance nécessaire à des forces naturelles et d’éviter l’emploi du charbon. Rien que de ce chef il procure une économie annuelle de 5ooo francs environ. Il présente d’autres avantages incontestables. Au point de vue économique, il est certain, par exemple, qu’en raison de la.grande douceur de marche, on usera beaucoup moins vite la chaîne de touage et les cordages. Or, la chaîne seule demande un amortissement annuel de 1000 francs; quant aux cordages, on en use pour 2000 francs par an. Avec le système électrique on pourra réaliser une économie de 3o 0/0 sur ce chiffre.
- D’autre part, il faut un personnel moindre, puisqu’il n’y a plus besoin de chauffeur, et ce personnel a un service infiniment moins dur; il n’est plus nécessaire qu’il se lève à 4 heures du matin, et passe de 8 à 9 heures par jour à fond de cale, dans une atmosphère surchauffée; plus de manutention de charbon, de nettoyage de chaudières, etc.
- Les dynamos génératrices règlent elles-mêmes leurs turbines motrices. Suivant que le courant est trop intense ou pas assez, elles enclenchent des embrayeurs électriques qui ferment ou ouvrent les distributeurs des turbines. Une fois ces dynamos mises en route, on n’a donc plus à s’en occuper.
- Les circuits qui servent au remorquage des bateaux sont utilisés à l’éclairage pendant là marche sous le souterrain, ce qui constitue encore un progrès dont les bateliers ne se plaindront certes pas.
- Le mois prochain paraîtra chez E. Bernard et C", éditeurs, une revue technique de l’Exposition universelle de Chicago en 1893, par M. Grille, ingénieur civil des mines et M. II. Falconnet, ingénieur des arts et manufactures.
- Les auteurs de cette revue se sont proposés de présenter au public tout ce qui, au point de vue technique, présente un intérêt réel, en s’imposant la condition d’élaguer les choses déjà connues ou qui ne méritent pas d’appeler l’attention.
- L’ouvrage complet comprendra de 10 à 12 volumes avec figures. Le volume relatif à l’électricité industrielle, qui intéressera spécialement nos lecteurs, sera l’un des plus importants.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- Au point de vue de la situation industrielle et de la densité de la population, le royaume de Saxe peut être comparé à la Belgique. Les exploitations minières y sont très nombreuses et la densité très grande des villes manufacturières a fait songer à une entreprise gigantesque de distribution de la force motrice, par une immense station centrale qui enverrait le courant électrique à environ 200 localités groupées autour d’elles dans un rayon assez considérable.
- Le gouvernement saxon a accueilli ce projet très favorablement. L’usine centrale serait établie dans le district houiller de Haenichen, au sud de Dresde. Elle produirait du courant alternatif, naturellement à très haute tension, qui serait distribué à environ 170 localités manufacturières. Outre les avantages considérables que procurerait la situation de l’usine génératrice sur le carreau môme de la mine, on espère pouvoir la faire fonctionner dans des conditions très économiques en marchant constamment à pleine charge. En effet, pendant la journée l’utilisation du-courant comme force motrice atteindrait au moins l’équivalent de la dépense du courant pour l’éclairage, la nuit.
- Les concessions nécessaires seront accordées par le gouvernement saxon avec le plus grand empressement, et dans ces conditions il y a lieu d’espérer que l’entreprise projetée entrera bientôt dans la phase de la réalisation.
- En octobre dernier, dit la Nature, un terrible accident est arrivé à Grenoble, au quai Claude-de-Brosse. Un entrepreneur de bâtiments, M. Couvrier, place des Alpes, était monté sur la toiture d’une maison lorsqu’involontaire-ment il toucha au fil électrique de la société grenobloise d’éclairage. Il tomba foudroyé. Sa main est restée crispée au fil. Tout secours a été inutile. Le cadavre a été transporté à l’hôpital.
- La première ascension de M. André de Lyon a donné lieu â des incidents judiciaires très curieux. Il a été actionné par son aéronaute qui, ayant été blessé grièvement, lui demandait des dommages-intérêts, mais il a été établi à l’audience qu’il n’y avait point eu contrat de louage, et que l’aéronaute en question avait mis gratuitement son ballon à la disposition de M. André pour exécuter ses expériences sur l’électricité atmosphérique.
- L’aéronaute alléguait que son passager n’avait pas suivi ses instructions, et que c’est à cette circonstance que la catastrophe devait être attribuée. C’est à la suite de cet incident que M. André a prié le ministre de l’instruction publique de demander à son collègue le ministre de la guerre de mettre à la disposition de M. Lecadet, son préparateur, un des ballons de Meudon. C’est ce qui a été accordé.
- À la suite de cette autorisation ont été exécutées les
- ascensions dont les résultats ont été communiqués à M. Mascart. M. Lecadet était à bord dans l’ascension qui s’est très mal terminée. Il a montré beaucoup de sang-froid, et a dû crever le ballon pour en obtenir l’arrêt. Ce ballon était du reste allongé. C’est un genre de véhicule aérien qu’on ne doit manier qu’avec les plus grandes précautions.
- On connaît la valeur désinfectante de l’ozone, et l’on sait qu’il peut rendre de grands services non seulement dans un but sanitaire, mais aussi dans diverses opérations industrielles.
- De divers côtés on est donc â la recherche d’un procédé économique de fabrication industrielle de l’ozone.
- M. Werner Siemens paraît être le premier qui, en i85i, ail construit un tube électrique à ozone, et depuis lors on a beaucoup -cherché dans cette voie, mais les résultats pratiques obtenus paraissent être très limités et la production de petites quantités d’azone dans des tubes fermés en a limité l’usage â la consommation dans les hôpitaux.
- Un de nos collaborateurs, M. Andréoli, est parvenu à fabriquer l’ozone sur une échelle industrielle. Il emploie des tubes métalliques ouverts en place des appareils en verre délicats et clos dont on se servait jusqu’ici.
- Un tension alternative de 8 à 10000 volts obtenue â l’aide d’un alternateur de 100 volts et d’un transformateur est amenée à des électrodes métalliques qui sont construites avec des milliers de pointes, et c’est autour de ces pointes que l'oxygène est condensé ou ozonisé.
- Avec cet appareil, M. Andréoli transforme en ozone 6 0/0 de l’oxygène contenu dans l’air en opérant à la température et dans les conditions ordinaires.
- Dans l’obscurité, les effets de la transformation se manifestent par une incandescence violette très jolie et la présence de l’ozone s’annonce par une forte odeur.
- La Société générale d’électricité de Berlin (Aligemeine Elektricitaets-Gesellschaft) vient d’entrer dans la onzième année de son existence. Le capital social a été dans ces dix années élevé successivement à i5o millions de francs, et la Société a payé en moyenne 7,62 0/0 de dividendes.
- Outre de nombreuses stations centrales, cette Société a installé ou exécute en ce moment 14 réseaux de tramways électriques de i5o kilomètres d’étendue avec un matériel roulant de 228 voitures motrices.
- Elle occupe un personnel de 2898 employés et ouvriers.
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- Sous le nomd’ « Alabamaand Georgia Canal and Transportation Company », une compagnie vient de se former aux États-Unis, au capital de 25 millions de francs, pour construire 25o kilomètres de canaux entre Decatur, Birmingham et d’autres villes de PAlabama, avec des dérivations vers Columbus, Savannah et d’autres villes de la Géorgie. La propulsion se fera par des remorqueurs à hélices actionnées par des moteurs électriques. A cet effet, une ligne aérienne longera les canaux sur les deux rives, et le courant y sera cueilli par les bateaux à l’aide du trolley ordinaire.
- On annonce que la Compagnie d’utilisation des chutes du Niagara vient de commander à la Compagnie Westinghouse trois grandes dynamos d’une puissance de 5ooo chevaux chacune.
- L’incinération est, on le sait, un des procédés employés pour détruire les ordures des villes; la combustion de ces matières n’est pas inutilisée, et en beaucoup d’endroits la chaleur produite sert à chauffer des chaudières à vapeur.
- Le nombre des villes d’Angleterre qui détruisent les balayures et les ordures par le feu s’est élevé, depuis le mois d’août 1876, à 55 ; le nombre des fours incinérateurs est monté, dans le même laps de temps, de 14 à 570.
- Ces fours produisent 10000 chevaux-vapeur. Ils font marcher des tramways, élèvent de l’eau, produisent de la lumière ^électrique, etc.
- A Berlin, on vient d’installer 6 fours semblables qui incinèrent par semaine 200000 kilogrammes d’ordures.
- Une usine électrométallurgique de Laval fabrique aujourd’hui, au moyen des procédés de M. Moissan, au four électrique, les métaux suivants : chrome, tungstène, uranium, vanadium,- manganèse et zirconium, qui se trouvent maintenant dans le commerce.
- Éclairage électrique.
- La municipalité de Graz, en Autriche, a donné à la compagnie de gaz locale la concession de l’établissement d’une station Centrale d’éclairage électrique. Cette station sera construite par la maison Siemens et Halske, et devra être terminée au printemps de l’année prochaine.
- Elle comprend dès maintenant deux chaudières Bab-cock et Wilcox de i5o mètres carrés de surface de chauffe, et deux machines à vapeur corrtpound à condensation de i5o chevaux chacune a iio tours par minute. Chacune de ces machines sera accouplée directement avec une
- dynamo à pôles intérieurs de 100000 watts. Il y aura en outre dans une sous-station une batterie de 184 accumulateurs Tudor.
- Le réseau sera à trois fils avec i5o volts aux bornes des lampes. Tous les conducteurs principaux seront formés par des câbles sous plomb et armés posés en terre.
- La station centrale de Derby vient d’être inaugurée. Cette station, située sur le Derwent, est admirablement placée pour l’alimentation en eau et en charbon. Une fois complétée elle possédera i3 machines à vapeur actionnant chacune un alternateur. Actuellement il n’y a encore que 6 machines de 5o à 100 chevaux, recevant la vapeur sous une pression de 8,5 atmosphères de chaudière Lancashire à chargeurs automatiques du système Vickers.
- Le courant alternatif produit n’a qu’une fréquence de 40 périodes par seconde. L’éclairage des rues est assuré par des lampes à arc de 10 ampères groupées par 35 en série.
- La distribution se fait à 2000 volts avec transformateurs réduisant à 100 volts. Il y a dix stations de transformateurs pouvant alimenter chacune 1200 lampes de 8 bougies.
- On introduit en ce moment l’éclairage électrique sur quelques lignes de chemins de fer de l’Inde.
- L’ingénieur en chef du chemin de fer de Madras s’occupe d’installer l’éclairage électrique à la station d’Ar-konam.
- Télégraphie et Téléphonie.
- D’après des statistiques récentes, la Suisse est de tous les pays de l’Europe celui où le téléphone a, toute proportion gardée, le plus grand nombre d’abonnés.
- En 1888, 61 communes, avec un total de 644 abonnés, étaient reliées au réseau téléphonique; le prix d’abonnement était de i5o francs par an.
- Le i,r janvier 1890 le prix d’abonnement fut réduit à 80 francs par an, et cette mesure eut pour conséquence une rapide extension du réseau. Le 3r décembre 1891, 101 communes avec 10595 abonnés étaient inscrites. Le Ier juillet dernier, le nombre des communes reliées était de 154; les abonnés atteignaient le chiffre de 17000.
- En Autriche aussi, dit la Revue scientifique, le prix d’abonnement est relativement bas. Il diffère de commune à commune, suivant l’importance de celles-ci, A Vienne on paie 80 florins; à Prague, 70 florins; à Eger, 5o florins par an. Ces prix sont sensiblement inférieurs aux nôtres.
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- Le télautographe de Gray est actuellement en service quotidien à Chicago entre l’administration de la Western Union Company et son bureau principal. Les appareils fonctionnent régulièrement et donnent toute satisfaction. •
- Le vocabulaire officiel pour la rédaction de télégrammes en langage convenu est dressé, conformément aux décisions de la Conférence télégraphique internationale de Paris, par le bureau international des administrations télégraphiques.
- Ce vocabulaire contiendra environ 240000 mots tirés de huit langues : allemande^ anglaise, espagnole, française, hollandaise, italienne, portugaise et latine.
- Les inflexions des mots (déclinaison, conjugaison, comparatif et superlatif) seront aussi utilisées, de même qu’un certain nombre de noms propres.
- Les mots auront une longueur de cinq lettres au moins et' de dix lettres au plus.
- Tous les mots formeront une série unique arrangée alphabétiquement ec numérotée de 000000 à 240000 ; les différentes langues seront donc mélangées suivant les exigences de l’ordre alphabétique.
- Les mots ne porteront aucun signe indiquant la langue à laquelle ils appartiennent.
- Chaque page, de 20 centimètres de largeur et de 3 centimètres de hauteur, contiendra 3oo mots.
- Le vocabulaire sera imprimé en beaux caractères, sur un papier de bonne qualité et formera un volume broché à tranches non rognées. Il ne sera pas publié d’édition contenant seulement une partie des mots ou les mots d’une seule langue. Par contre, le bureau international des administrations télégraphiques est disposé à préparer le titre et la préface en l’une quelconque des langues usitées, pourvu, que la demande lui en soit faite en temps utile avec une demande d’au moins ioo exemplaires.
- Le vocabulaire ne contiendra pas de liste alphabétique des terminaisons des mots.
- Il se distinguera d’un code par le fait qu’il ne contiendra que les mots au moyen desquels on pourra rédiger les télégrammes en langage convenu. L’élaboration et l’exploitation de codes traduisant une partie ou la totalité des mots du vocabulaire en phrases plus ou moins longues restera à la disposition de l’industrie privée.
- Trois ans après son apparition le vocabulaire officiel deviendra obligatoire pour le service télégraphique européen, c’est-à-dire que les télégrammes en langage convenu ne pourront plus être rédigés qu’avec des mots figurait dans le vocabulaire.
- Le vocabulaire officiel est la propriété des administrations de l’Union télégraphique, puisqu’elles en supporteront les frais d’élaboration et d’impression. Il faudra donc pour se le procurer, s’adresser à ces administrations ou au Bureau international des administrations télégraphiques. Le débit par les librairies sera admis et paraît
- même désirable, mais dans chaque pays l’administration respective sera seule compétente pour décider sur les demandes éventuelles ^çndapt à obtenir le monopole du débit ou même avec simple autorisation de dépôt pour la vente.
- Le prix du vocabulaire officiel ne peut pas encore être fixé, parce qu’il dépend de l’importance de l’édition. Il serait d’environ 12 francs, si elle atteignait le chiffre de 40 000 exemplaires. : Il sera impossible d’accorder des remises aux librairies, parce que le prix ne couvrira que les frais de l’entreprise sans .bénéfice quelconque.
- Le vocabulaire officiel paraîtra dans le courant de l’année 1894.
- Nécrologie.
- M. Antoine Reckenzaun vient, de mourir à Stockwell (Angleterre). Cet ingénienr électricien, qui a poursuivi avec une rare persévérance l’application de l’électricité à la locomotion sur terre et sur mer, vient d’être enlevé à la fleur de l’âge par une terrible maladie de poitrine.
- Reckenzaun était né à Graz, en Autriche, en i85o, où il reçut une éducation technique très complète. 11 eut d’ailleurs, dès sa jeunesse, l’occasion de se perfectionner dans les arts mécaniques, car son . père était constructeur de machines et installait des ateliers pour diverses industries.
- Pour étendre ses connaissances, Reckenzaun voyagea. En 1872, il alla en Angleterre et entra dans la maison Ravenhill et Miller, qui était alors célèbre pour ses constructions de machines marines. Il resta longtemps dans cette maison, institua des cours pour les employés, et suivit lui-même les cours de l’École royale des mines. Après avoir visité l’Exposition universelle de 1878 à Paris il résolut de s’adonner plus spécialement à l’industrie électrique, et alla souvent au cours du professeur Ayrton, aü Collège technique de Finsbury.
- Après avoir fait partie du personnel de la Société de l’accumulateur Faure, il entra dans l’Electrical Power Storage Company, où il construisit la première embarcation électrique à accumulateurs. Il s’y occupa aussi très activement de l’application des batteries secondaires à la traction des tramways et fit, dans les sociétés scientifiques et industrielles, de nombreuses communications sur ce sujet.
- Tout récemment, Reckenzaun avait inventé, en collaboration avec M. Binswanger, un compteur d’énergie électrique dont nous avons donné la description.
- Imprimeur-Gérant : V. Nory.
- Imprimerie de La Lumière Électrique. — Paris.
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- La Lumière Electrique
- JL
- Journal universel d’Electricité
- 31, Boulevard des Italiens. Paris
- Directeur : Dr CORNÉLIUS HERZ
- XV ANNÉE (TOME L) SAMEDI 2 DÉCEMBRE 1893 N° 48
- SOMMAIRE. — Chemins de fet et tramways électriques ; Gustave Richard — Oscillations électriques dans les conducteurs cylindriques; J. Blondin. — L’éclairage électrique à Dieppe; A. C. — L’électricité à l’exposition du progrès; W. de Fonvieile. — A propos de la théorie des moteurs à flux tournant. — Chronique et revue de la
- presse industrielle : La station centrale de Fürstenfeld-Bruck, par O. von Miller. — Compteur Dejardin. _____
- Rhéostat Siemens et Nebel. — Voltmètre et ampèremètre électrothermiques Jlunter (compagnie Thomson-Houston). — Électrolyseur Outhenin-Chalandre. — Ampèremètre Hochausen. — Téléphone Clamond. — Construction des alternomoteurs, par Emil Kolben. — Distribution de l’énergie électrique par réseaux de conducteurs, par M. Carlo Coltri. — Revue des travaux récents en électricité : Four électrique continu à réverbère, par M. Moissan. — Influencé de l’état de la surface d’une électrode de platine sur sa capacité initiale de polarisation, par M. J. Colin. — Sur le phénomène de la résonance multiple, par A. Garbasso. — Expériences sur l’interférence des ondes électriques dans l’air, par Ignaz Klemencic et Paul Czermak. — Faits divers.
- CHEMINS DE FER ET TRAMWAYS
- ÉLECTRIQUES (j1)-
- Dans la dernière réunion annuelle de la New-York Street Railway Association (B, M. Mac Tighe a examiné en détail l’importante question de retour du courant pour les tramways électriques. Il ne faut pas compter sur le retour par la terre, du moins en temps sec ou de gelée, et le retour doit se faire, si l’on veut agir en pleine sécurité, par un fil spécial ou par les rails. D’après M. Mac Tighe, le retour par les rails est presque toujours suffisant.
- Si l’on .considère, dit M. Mac Tighe, les rails actuellement employés, en acier à peu près six fois moins conducteur que le cuivre, on voit qu’un rail pesant 35 kilos par mètre et d'une section de 45 centimètres carrés environ, soit de 180 centimètres carrés pour les quatre rails d’une double voie, équivaut à une tige de cuivre de3o centimètres carrés de section, dont la résistance par kilomètre n’est que de o,oo55 ohm, ou 60 fois plus faible que celle d’un fil de cuivre n° o (8,6 mm.). Il paraît donc absolument inutile de compléter le retour par les rails au moyen d’un fil supplémentaire.
- (*) La Lumière Electrique, 7 octobre 1893, p. 22.
- Les résistances, par kilomètre, des doubles voies à rails de 25, 3o, 38, 40 et 45 kilog. sont respectivement de 0,007, 0,006, o,oo55, 0,0045 .et 0,0040 ohm. La résistance des jonctions des rails, aux éclissages, est notamment très variable selon le système employé, la section et le mode d’attache des jonctions; dans certains cas, elle atteint jusqu’au 0,025 ohm par kilomètre de double voie, mais elle peut, avec des jonctions doubles en fil de cuivre n° 0000 (12 mm.) tomber à 0,0007 ohm par kilomètre.
- En outre, le retour par la terre doit tendre à user les rails par une action électrolytique difficile à préciser, mais sans doute pas négligeable. A Brooklyn, par exemple, il faut compter qu’il y a en moyenne, en service 60 voitures par kilomètre de double voie, à 20 ampères par voiture, et pendant i5 heures chaque jour, ce qui fait, par an, 60 X 20 X i5 X 365 == 6 480 000 ampères-heures capables, si tout revenait par la terre, d’électro-lyser environ 4600 kil. de fer.
- Il n’en est certainement pas ainsi, mais le retour par les rails n’en a pas moins l’avantage de réduire au minimum cette action, quelle qu’elle soit. De plus, on réduit aussi au minimum les perturbations téléphoniques et les chances d’accidents aux tuyaux de gaz et d’eau.
- Gomme jonction, M. Mac Tighe conseille l’emploi d’un gros fil de cuivre de 0,20 à o,3o m,
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- de long, à têtes refoulées, que l’on riye dans des trous fraisés sur le rail au patin, et enveloppé d’un bon isolant tel que de l’asphalte appliqué à chaud, comme sur l’Atlantic Avenue Railway à Brooklyn.
- La bonne disposition des machines motrices aux stations centrales est, cela va sans dire, des plus importantes dans l’établissement des tramways électriques : elle a été, dans la dernière réunion annuelle (octobre 1893) de l’American Street Railway Association, à Milwaukee, l’objet d’un rapport présenté par MM. Mac Entire Con-nette et Pearson, dont]nous allons résumer les conclusions.
- En ce qui concerne la régulation de la marche, une machine réglée à 2 0/0 près suffit parfaitement, bien qu’il s’en trouve dont la variation de vitesse ne dépasse pas en moyenne 10/0 Le régulateur doit être robuste, parfaitement accessible, simple, et pouvoir faire varier l’admission entre 1/10 et 7/10 de la course. Il doit être secondé par un volant exceptionnellement puissant.
- Les machines et les chaudières doivent être assez puissantes pour éviter toute surcharge dangereuse quand l’une d’elles fait accidentellement défaut. Lorsque l’installation est assez grande pour exiger plus de deux chauffeurs, il y a tout intérêt à employer des grilles mécaniques, qui économisent le combustible, et aussi les foyers, mis ainsi à l’abri des rentrées d’air.
- On a essayé à Minneapolis, sur la City ra-pid Transit C°, l’emploi du pétrole. De l’huile de Lima ordinaire, de densité 0,70 et au prix de 2,7 centimes par litre, a donné l’équivalent de charbons coûtant 19 francs par tonne et vaporisant 7 1/2 kilog. par kilog., 3o 0/0 de perte sur du charbon à 10 francs la tonne, et 20 0/0 d’économie sur du charbon à 24 francs la tonne ; l’huile vaporisait, d’après les rapporteurs, jusqu’à 20,63 kilog. d’eau prise à ioo°, par kilog. d’huile ?
- La station doit être pourvue des appareils dynamométriques : freins indicateurs, ampèremètres, etc., permettant d’en contrôler à chaque instant la marche et le rendement, qui doit s’élever, en moyenne, à 70 0/0 en électricité rendue sur la voie. On peut presque toujours augmenter ce rendement en supprimant les courroies et les transmissions intermédiaires
- parla commande directe des dynamos. Ce mode d’attaque doit être recommandé, bien que plus cher d’établissement, comme plus économique et plus compact, principalement pour les grandes et les moyennes installations, et, si possible, avec des compound à condensation.
- La pratique, assez répandue, d’installer les chaudières au second étage, doit être considérée comme vicieuse à tous les points de vue, même quand le terrain coûte très cher : il faut autant que possible que toute l’installation soit de plain-pied, à l’exception de l’arbre intermédiaire, qui peut, comme à la West End Company, de Boston, être avantageusement installé dans le sous-sol. ce qui permet de donner aux courroies la longueur nécessaire sans encombrer le plancher, et dans un espace relativement restreint.
- Il faut, pour ne jamais être pris au dépourvu, estimer la puissance indiquée des machines très largement en fonction du travail maximum d’après les indications du tableau ci-dessous.
- Travail maximum Nombre Puissance indiquée
- sur la ligne des
- en chevaux machines de chaque
- machine
- 200 2 200 400
- 400 s 200 600
- 600 s 3oo 900
- 1000 n 5oo i5oo
- i5oo 4 5oo 2000
- 2000 4 75o 3ooo
- Il faut avoir, en somme, toujours en marche une puissance largement suffisante, avec une machine de rechange toujours prête en cas d’accident.
- Le type de machine à choisir varie principalement avec l’importance de la station. On peut recommander en général :
- Pour les petites stations de 10 à i5 voitures, une machine rapide non compound à transmission par courroie directe.
- Pour les stations de 20 à 5o voitures, des machines compound, si possible à condensation, tandem pour les stations les moins importantes, croisées pour les autres, et, de préférence accouplées directement sur la dynamo.
- Pour les grandes stations; des machine à triple expansion, haute pression, et, comme dans le second cas, de préférence verticales directes.
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- Ces machines verticales semblent actuelle-mènt très en faveur aux Etats-Unis. D’après M. J. Field (*) une station établie avec des dynamos commandées directement, à 25o ou 3oo tours, par des machines verticales du type marin à triple expansion, ne coûtent pas, malgré les prix plus élevés des dynamos lentes, plus cher, tout compte fait, qu’avec les dynamos à courroies.
- Quant à l'emploi des accumulateurs dans les stations de tramways électriques, M. Mailloux, rapporteur d’une commission spécialement désignée pour l’étude de cette question, a formulé à la réunion de Milwaukee les conclusions suivantes (2) :
- « Les avantages obtenus par l’emploi des
- Fig. i et 2. — Locomoteur Sperry à essieux conjugués par engrenages.
- accumulateurs dans les stations centrales d’é-le.ctricité sont tels que la possibilité d’en réaliser d’analogues, même à un bien moindre degré, par leur emploi dans les stations de tramways, suffit pour provoquer l’étude expérimentale de cet emploi dans les cas où il paraîtrait pouvoir être avantageux.
- « Bien que les conditions soient différentes, et beaucoup plus difficiles dans les cas des tramways, il n’y a aucune raison pour que les accumulateurs ne puissent pas y être utilisés avantageusement pour assurer la constance du potentiel sur la ligne ou à la station, et pour augmenter le rendement du système.
- (‘) Direct driven Generators (Milwaukee Convention).
- H The use of storage batteries in electric generating plants.
- « Malgré le prix élevé d’achat et d’entretien des accumulateurs, il paraît possible de les employer avec bénéfice dans les stations de 200 voitures et au-dessous, avec du charbon à To francs la tonne et au-dessus, sans compter les
- i
- Fig. 3 et 5. — Sperry. Accouplement par rotule et chaîne sans fin (1893).
- avantages indirects provenant d’une plus grande facilité d’exploitation, etc.
- « On pourrait dans certains cas établir et exploiter des stations plus économiquement avec les accumulateurs que sans leur emploi.
- Fig. 6 et 7. — Sperry. Détail des pignons à rotule.
- « On pourrait probablement, dans bien des cas, augmenter la puissance d’une station existante plus économiquement en y ajoutant des accumulateurs que des machines, et l’exploita tion serait, en outre, plus économique. »
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- M. Sperry, bien connu de noslecteurs (!), a récemment exécuté (2) quelques expériences sur l’accouplement des deux dynamos ou des deux essieux d’une même voiture par des trains d’engrenage coniques ou droits, dont le rendement est, dans ces circonstances, absolument identique, d’après les essais mêmes de M. Sperry. Sur une rampe de 12,440/0, l’accouplement a permis d’exercer des efforts de traction allant jusqu’à 35 0/0 du poids du locomoteur, au lieu de 12,57 sans accouplement. La raison principale en est que, dès le patinage, l’adhérence baisse considérablement. Sur une rampe, l’essieu d’avant, moins chargé en raison du déplacement du centre de gravité du locomoteur, se met à patiner plus facilement qu’en palier, et, ne ti-
- rant presque plus, renvoie presque tout l’effort de traction à l’essieu moteur, qui se met alors aussi à patiner, ou se ralentit par insuffisance de son moteur. Il n’en est évidemment pas de même avec l’accouplement, qui répartit constamment l’effort des deux moteurs sur la charge totale du véhicule. Il faut, bien entendu, que cet accouplement par engrenage puisse se plier aux inégalités de la voie; c’est ce que M. Sperry a constaté en le faisant fonctionner sur une rampe moyenne de 12,41 0/0 constituée par deux rails inclinés l’un de 14,38 et l’autre de 10,58 0/0, et sur laquelle le locomoteur s’est parfaitement comporté.
- Ainsi que l’indique la figure 1, le moteur de M. Sperry, placé en A, au milieu E, dutruclqsur
- Fig. 8 et 9. — Dynamo à engrenages parallèles. Ensemble (1891-1893).
- des ressorts en caoutchouc D, attaque les essieux par des engrenages coniques logés dans des boîtes à huile C, et qu’il entraîne au moyen d’articulations B, laissant au’système une grande flexibilité.
- Les figures 3 à 7 représentent l’un des accouplements récemment proposés par M. Sperry. L’arbre de la dynamo A, suspendue par des ressorts A", entraîne par une étoile à caoutchoucs ii le pignon I, qui engrène avec le pignon E. Ce pignon, en deux pièces, entraîne par une articulation G(fig. 6) le manchon E,calé en G" sur l’essieu A', et porteur d’un pignon C', qui accouple l’essieu B" sur A’par la chaîne G. Comme l’articulation G permet, ainsi que le montre la (*)
- (*) La Lumière Electrique, 14 mai, 12 septembre 1892, p. 317 et 5i8.
- (2) Traction on Street rallway trucks (Milwaukee Convention).
- figure 6. à l’essieu A' de pivoter sans entraîner E, il en résulte que cette roue reste parallèle à I quand le locomoteur franchit, comme en figure 4 une inégalité brusque. Dans ce cas, en effet, le moteur suspendu résiste au déplacement par son inertie, et ne suit pas immédiatement l’essieu, de sorte que, si E se trouvait rigoureusement solidaire de cet essieu, les pignons E et I risqueraient de se briser, ou, tout au moins, fatigueraient beaucoup.
- Dans la disposition très compacte du même inventeur représentée par les figures 8 à i3 la dynamo repose à l’avant sur deux ressorts L' L", dans l’axe du locomoteur, et, à l’arrière, sur deux paires de ressorts H et H', logés dans une boîte circulaire, décrite de l’axe C de l’armature, et renfermant les coulissets M de l’essieu moteur. Cet essieu est commandé par les pignons F' F”, qui doivent toujours rester parallèles, et, à cet effet,
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- les deux coussinets H sont conjugués par leurs segments dentés I et les pignons I' I', calés sur l’arbre J, monté dans le châssis de la dynamo, et parallèle à C.
- L’armature de la dynamo est montée sur un manchon B" (fig. i3) enfilé sur la garniture en graphite comprimé autolubrifiant C de l’axe fixe C', et protégée de la poussière par le couvercle N'', à ressort O'. L’axe G' est suspendu aux bras FF du bâti de la dynamo par des douilles B'B”, moitié moins longues que des paliers, et la garniture N ' G dispense du graissage.
- Il suffit, pour retirer l’armature, de défaire les boulons N'. L’enroulement de l’armature se fait sur noyau lamellaire D (fig. 8) à crénelures D', cerclé de fils isolés E, ou (fig. u) alternative-
- Fig. 10 à i3. — Détail du cerclage et de l’arc de l’armature.
- ment isolés E, puis nus, E', et, alors, avec leurs deux couches séparées par un isolant E''.
- Le commutateur de M. J.-B. Blood suppose (fig. 14 à 21) l’emploi de deux moteurs, M et M', montés en série, dérivés sur le circuit A B, et enroulés d’ampères-tours en nombres différents de manière à tourner à des vitesses différentes sous un même potentiel.
- Lorsque les contacts 1, 2 sont touchés par les contactsQ du commutateur indiqué schématiquement en figure 15, les deux moteurs sont en série sur A avec la résistance N, par les contacts 1 et 2, et l’enroulement inducteur auxiliaire ü de M est coupé du circuit par 3, 17, 4 comme en figure 4. On marche à petite vitesse.
- En figure 18, avec les contacts en Q', les moteurs restent en série comme précédemment, mais avec la résistance N supprimée par 2-3.
- En Q2 le moteur M est (fig. 19) coupé du circuit.
- En Q.„, le moteur M' et la résistance N sont
- coupés du circuit (fig. 20) le contact 4 étant relié directement à A, et 5 à D.
- Enfin, en Q5, (fig. 21), les deux moteurs sont groupés en quantité, avec la résistance N coupée
- Fig. 14 à 21. — Commutateur Blood (General Electric C°) (1893.)
- du circuit, et l’enroulement auxiliaire ü intercalé.
- On remarquera que la mise en court circuit de l’un des moteurs ne peut occasionner aucun accident, parce qu’il est entraîné par l’autre en sens opposé de la rotation nécessaire pour four-
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- nir un courant. L’inducteur auxiliaire O permet, quand les deux moteurs marchent en parallèle, d’augmenter le champ du moteur normalement le plus faible, M, de manière qu’ils aient, à la même vitesse, sensiblement la môme force électromotrice, et se répartissent à peu près également travail.
- Ainsi que l’indique la figure 16, le commutateur a la forme d’un cylindre isolant E, avec anneaux PP', portant les contacts ÇAQ2... devant lés balais a a'..., correspondant aux touches 1,
- 2...9 du schéma (fig. 14) et un aimant permanent S soufflant les étincelles de rupture. On obtient ainsi un grand nombre de combinaisons, sans enroulements séparés aux moteurs, et très simplement.
- On obtient un résultat analogue avec les commutateur de M. Davis représenté schématiquement en D sur la figure 22, qui suppose que, le locomoteur marchant suivant la flèche G, on manipule la manette 16 (fig. 23) du manipulateur A, en avant de la voiture. Lorsque le lo-
- C M»»
- Fig-, 22. — Commutateur Davis (Westinghouse Electric C°). Schéma des circuits.
- comoteur marche en sens contraire, on opère sur la manette de B.
- Pour démarrer on tourne la manette 16 de A (fig. 22) dans la position indiquée en figure 23, de manière à relier, par ses touches 17, les contacts 21 et 22, 23 et 24, 25 et 26, 27 et 28. Gomme le plateau i5, qui porte les touches 17, est fou sur l’axç 12 de D, ce commutateur ne tourne pas pendant cette opération; mais il faut ensuite le faire tourner dans le sens de la flèche (fig. 22) jusqu’à ce que ses lames ferment successivement les contacts de 1 à 11.
- Au premier contact* on ferme les contacts
- t-1 «, 4-4„, 7-7rf, 8-8“', de manière à constituer le circuit suivant : (fil du trolley 29, fil 3o, 5, 4, 4a, 3„, 2a, i«, i, 31, 32, 33, 34, l’inducteur 35-36 du moteur l, 2>j, 28, 19, 27, 38, l’armature 39-40, 41, 21, 19, 22, 42, 26, 19, 25, 43, l’armature 45-46 du moteur p, 23, 19, 24, 47 l’inducteur 48-49, 5o, 7, 7,1, 8,i, 8, 11, 5i terre). Ce circuit relie (fig. 22)(a) les deux moteurs en série avec les résistances 32 et jj.
- Ensuite, à chaque dixième de tour successif de D :
- i° (fig. 22) (b) on coupe du circuit la résistance 32, puis (fig. c) la résistance 33;
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- 2° Les deux moteurs étant toujours en série, on dérive sur le moteur deux (fig. d), puis (fig. e) une seule des résistances 3e 33 ;
- 3° En figure /, on met le moteur p en court circuit;
- 40 En g, on le coupe du circuit ;
- 5° En h, les deux moteurs sont en parallèle, et les deux résistances en série surp;
- Fig. a3 et 24. — Commutateur Davis. Détail du manipulateur.
- Enfin, 6° et 70, en i, puis en k, on supprime successivement ces résistances.
- Dans cette dernière position, avec les deux moteurs en parallèle, le commutateur ferme le circuit suivant : 29, 3o, 5, 5*, 6'', 6, 5c, 26, point où le courant se divise en deux branches (a) au moteur t, par 42, 22, 19, 21,41, 40, 3g, 38, 27, 19, 28, 37, 35,34, 3, 3'’, 9''. 9, 10, 10e, 11e, 11,51, terre, et (b) au moteur p, par 26, 19, 25, 43, 44, 45, 46, 23, 19,24, 47,48, 49, 5o, 7, 7/ 8l(, 8, 11, terre.
- Pour marcher en arrière, on tourne la manette 16 de manière à relier 21 à 28, 22 à 23, 24 à 25
- et 26 à 27, et à renverser ainsi le sens du courant dans les armatures des deux moteurs, en repassant, par la rotation suivante de D, au moyen du carrelet 13, (fig. 23), par les mêmes phases que précédemment.
- Le trolley de Moore représenté par les figures 25 à 28 est pourvu d’une garde formée de deux bras c, à contrepoids //, avec extrémités 10 mobiles autour de charnières /z, à ressorts Æ, qui leur permettent de céder aux poussées latérales sans
- Fig. 25 à 28. — Trolley Moore (1892-1893).
- désamorcer le trolley. Au passage sous un obstacle, la garde G bascule dans la position poin-tillée, limitée par la butée g du contrepoids d, qui la ramène ensuite à sa position normale, sans que le câble puisse jamais s’engager dans les jeux e, trop étroits pour le laisser passer.
- Le galet du trolley Tousley tourne (fig. 29 à 32) sur une portée composée d’une douille D et deux cônes c3, pressés sur ses joues par le ressort E, pourvu de taquets z, empêchant les cônes de tourner. Ce galet est formé d’une jante vissée sur une chambre à huile en deux pièces, graissant la douille D et les cônes par des rondelles et des tampons de feutre.
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- Dans l’isolateur pour câble aérien de Mac Carlhy (fig. 33) l’attache filetée du support d est fixée et isolée par des rondelles de mica S, comprimées et emboîtées entre les deux parties a et g-de la cloche, recouverte ensuite totalement d’un vernis isolant.
- On ne possède, en France, que fort peu de renseignements sur le chauffage et l’éclairage des tramways électriques aux Etats-Unis ; aussi,
- Fig-, 29 à 32. — Trolley Tousley (i8g3).
- croyons-nous intéressant de reproduire quelques chiffres présentés à la convention de Milwaukee par M. Greenwood.
- Le chauffage par poêles au charbon coûte, par voiture, de 75 à 120 francs d’achat, et7,5ofr. d’installation. Avec du charbon à 24 francs la tonne, la main d’œuvre à 7,5o fr. par jour et l’entretien évalué à 25 0/0 du prix d’achat, la dépense revient, par journée de 18 heures, à 0,79 fr. par voiture, composés de : charbon 0,44 fr./main-d’œuvre o,i5 fr., entretien 0,20 fr. Les chauffages à la vapeur ou à l’eau chaude ne sont encore qu’à l’état d’ébauche, de sorte que 1,’on ne peut fournir aucune donnée positive sur leur fonctionnement pratique.
- Le chauffage électrique peut s’installer au prix de 175 à 225 francs par voiture: il exige, pour maintenir la température à io° environ, 2,66 chevaux par voiture en temps ordinaire et de 5,33 à 6,66 chevaux dans les grands froids, ce qui donne, en estimant le prix du cheval-heure à 3 1/2 centimes, 1,60 fr., 3,2.5 fr. et 4,o5fr., pour le coût du chauffage électrique d’une voiture pendant 18 heures, en temps ordinaire et dans les grands froids. Il faut ajouter à cette dépense 20 0/0 du prix d’établissement pour l’amortissement et l’entretien : soit environ 0,26 fr. par voiture et par jour.
- L’auteur en conclut que le plus économique
- Fig. 33. — Isolateur Mac Carthy (i8g3).
- des chauffages est, pour le moment, le chauffage par poêles à l’anthracite.
- Quant à l’éclairage, il faut donner la préférence aux lampes à incandescence alimentées par le courant moteur. Un éclairage de 5 lampes, dont une à l’avant, l’autre à l’arrière et trois dans la voiture, revient à environ 2 1/2 centimes par heure, soit à environ 0,20 fr. par service de huit heures et par voiture.
- Gustave Richard.
- OSCILLATIONS ELECTRIQUES DANS LES CONDUCTEURS CYLINDRIQUES (*)
- IL —Propagation des oscillations.
- Considérons le cas où la fréquence est assez petite pour que np soit petit.
- Nous avons alors approximativement
- J„ {in?) __ 2
- JJ[inp~) ~ in p
- (*) La Lumière Electrique du 18 novembre 1893, p. 3oi.
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- et l’équation (17) devient
- m_ ip*\ïi\>. p.' 1 0' .
- V2 ( n*P* «' P' K', (m p') i log p '
- Le premier terme de la parenthèse est très grand, puisque, par hypothèse np est très petit. Quant au second il s’annule pour p' infini et, par suite, peut être négligé par rapport au premier quand p' est grand.
- Mais il en est encore de même quand p' est petit. En effet, si nous remplaçons K0 et K'0 par
- leurs valeurs approchées log et-----,-4—
- D m p ni p
- le rapport du second terme au premier est
- JL n2 p2 log
- 2 (A
- 2?
- in1 p'’
- et à moins que n' p' ne soit excessivement petit par rapport à no, ce qui ne peut être réalisé pratiquement, ce rapport est très petit.
- Nous pouvons donc négliger le second terme de la parenthèse, et si nous prenons, comme
- nous lavons déjà fait, n1 = , nous pou-
- vons écrire l’équation (a)
- k^ — ~
- Pl V2
- i a 1
- Mais k2 — m m2
- 3 — ; par suite
- __p2 / ii7 1
- _ V2 J* 211^0* "
- / r log
- 4
- P
- (2)
- Dans la pratique le second terme de la parenthèse est grand par rapport à l’unité; on peut donc écrire -
- 7«2
- p In I
- V2 2 irp2 , p' log -P
- En appelant et Cj la résistance et la capacité du fil par unité de longueur, exprimées en unités électromagnétiques, on a
- R, = —
- n p-
- c, =
- 2 V2 log -
- et par conséquent l’expression précédente de m3 devient
- «i2 = — ip R, C, ;
- d’où
- Il s’agit de choisir le signe qu’il convient de donner au second nombre. Si nous choisissons le signe —, m est de la forme m = — a-J- *p, et la composante parallèle à l’axe du fil, R, de la force électromotrice se trouve exprimée par des termes de la forme
- — fis
- coü (— a z + pt) e
- On a alors une vibration se propageant avec la vitesse ^ dans la direction des 2 positifs et
- dont l’amplitude à une distance i de l’origine
- est égale au produit de l’amplitude initiale par ^.
- Si au contraire nous prenions le signe -f-, l’amplitude de R à une distance^ de l’origine serait égale, comme on le voit facilement, à sa valeur initiale multipliée par e. L’amplitude croîtrait en même temps que la distance à l’origine, ce qui est impossible. On doit donc choisir le signe— ; par suite
- stP R. C,
- . v'a
- Val
- La vitesse de propagation des perturbations, qui est donnée par le quotient changé de signe de p par la partie réelle de m, a donc pour valeur approximative dans le cas qui nous occupe
- PVa — $_gg_|2Î (3)
- sjp RpC, ( R|C, I
- elle est proportionnelle à la racine carrée de la fréquence et inversement proportionnelle à la racine carrée du produit de la résistance par la capacité du conducteur par unité de longueur. La distance pour laquelle l’amplitude des
- vibrations est ^ de ce qu’elle était à l’origine est
- donnée par
- ! = }_2 >4 (4)
- p ip R< c,$
- 2. Gomme application de ces deux dernières formules supposons que les perturbations électriques résultent de la production d’un son de 100 vibrations par seconde devant un appareil téléphonique. Nous avons alors
- ; =± VpR< c,
- yL. \J 2
- 2 ît __ I
- p ~ 100’
- d’OU p — 20071 •
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- 4io
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- Si ces perturbations sont transmises par un conducteur cylindrique de cuivre de 4 millimètres de diamètre entouré d’une couche de gutta de 3 millimètres d’épaisseur, la résistance Rj. est d’environ i.3 X io~5 ohms, soit i.3 X io4 unités électromagnétiques et la capacité Cx est égale à i5 x io-!S. La vitesse de propagation est donc
- ta
- 400 TC •
- 10 x i5 x io-
- -r
- V7C
- \!\ .3x i5
- X io°,
- soit un peu plus que Sxio9 centimètres ou 80 000 kilomètres par seconde. La distance pour
- laquelle l’amplitude est réduite à i de sa valeur
- initiale est
- | 2 x io18 ) * / 100 ,
- ( 20011 x 1 3 x i5 ) V jxi.3xi5XI°’
- soit environ 128 kilomètres.
- Si nous supposons les perturbations transmises par un fil télégraphique aérien en fer de 4 millimètres de diamètre nous avons Ri = 9,4 x io4. Quant à la capacité, elle dépend nécessairement de la hauteur du fil au-dessus du sol ; en admettant une hauteur de 4 mètres, on peut prendre, d’après Hagenbach, G! == 1 xio~ÎJ. La vitesse de propagation est alors de 115 000 kilomètres environ par seconde et l’amplitude des
- vibrations tombe à - de leur valeur initiale à une e
- distance de 190 kilomètres de l’origine.
- On voit que les conversations téléphoniques peuvent être transmises par fil de fer aérien à une distance environ une fois et demie plus grande que par câble. Mais il faut bien remarquer que nous avons supposées nulles les pertes par défaut d’isolement, pertes beaucoup plus sensibles dans les fils aériens que dans les câbles.
- D’ailleurs, dans les transmissions téléphoniques il importe, pour la netteté de l’audition, que les sons de hauteurs différentes produisent dans l’appareil récepteur des courants dont les intensités soient à peu près dans le même rapport que les intensités de ceux qui sont produits par ces sons dans le transmetteur. Or cette condition ne peut être atteinte, puisque l’expression de la distance pour laquelle l’amplitude
- devient ÿ de sa valeur initiale dépend de p, et
- par conséquent du nombre de vibrations des sons. Comme cette distance est inversement proportionnelle à la racine carrée de p, les sons graves doivent être mieux transmis que les sons aigus.
- 3. Cherchons les valeurs des composantes de la force électromotrice d’induction et celles de l’induction magnétique en fonction de l’intensité du courant qui circule dans le conducteur cylindrique.
- La valeur trouvée pour ni étant de la forme — a + a i, la partie réelle de e *' {-mz + est égale à
- — as
- e cos (— j;
- Les phénomènes électriques variant, par hypothèse, comme l’exponentielle précédente, nous pouvons écrire pour l’intensité du courant' pour une section distante de z de l’origine
- — as
- I, e cos (— as +pt),
- I0 étant l’intensité initiale à l’origine.
- Mais puisque R est la composante de la force électromotrice suivant l’axe des z, l’intensité en
- un point est—, et l’intensité totale du courant,
- — 2 7t rdr.
- (T
- Si dans cette intégrale nous remplaçons R par sa valeur donnée par l'équation (9), où J0(mr) peut être remplacé par 1, puisque n p, et par suite nr sont petits, nous obtenons
- A—.e a~’cos(—a spt).
- Ttp*
- En égalant cette nouvelle expression de l'intensité totale à celle qui est écrite plus haut, il vient
- La valeur de A étant déterminée, nous pouvons avoir celles de P, Q, R par les relations (9). La composante R parallèle à l’axe conducteur est
- R = e 01 * cos (— a s + p t). (5)
- Cette expression ne dépendant pas de la distance r du point considéré à l’axe du cylindre,
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-
-
-
- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- . 4ii
- la force électromotrice, et par conséquent, le courant, sont uniformément distribués sur toute section droite du conducteur.
- Quant à la composante radiale, elle est égale à \/P3 + Q2. Si l’on remplace dans les expressions de P et de Q les dérivées des fonctions de Bessel par leurs valeurs limites, lorsque la variable est très petite on arrive facilement à l’expression suivante de la composante radiale :
- im (rl0 . —a 2 i(-xz-tpt)
- — —— 0 7 C C
- 2 7t p*
- En y substituant la valeur trouvée pour m et remplaçant par sa valeur on trouve pour la partie réelle :
- p<rCt
- n p*
- r, a I„ —o>.2 1 \ re cos
- 2ltp*
- («2 + p*+?),
- (6)
- quantité très petite par rapport à la valeur de R; de sorte qu’on peut dire que la force électromotrice est approximativement dirigée suivant l’axe du conducteur.
- On trouverait pour la valeur approximative de l’induction magnétique :
- 2 1^ In — a 2 , . , ,
- —^ re cos (— az+pt). (7)
- ?
- Les composantes de la force électromotrice dans le milieu diélectrique qui entoure le conducteur sont données par les équations (7) contenant les constantes G et D. Celles-ci peuvent être déterminées par les premières équations de chacun des groupes (i3) et (14). Si l’on fait cette détermination, on trouve
- R= —,. L ji — 2V*c, iogr-1
- Ttp4 “f
- cos (— oLZ + pt), (8)
- et pour la force électromotrice radiale VP2 + Q2
- (tï1)
- - L
- : p-1 r
- js
- + Pt
- Cette composante est très grande par rapport à R contrairement à ce qui avait lieu à l’intérieur du conducteur. Par conséquent les lignes de force dans le diélectrique sont sensiblement normales à la surface du conducteur, tandis que dans celui-ci elles lui sont sensiblement parallèles.
- La valeur approximative de l’induction magnétique est
- **' cos (—as 4-pt)-
- 4. La simplicité relative de ces formules résulte uniquement de ce que, par suite de la petitesse de«p, le premier terme de la parenthèse de l’équation (17) prend une valeur simple en même temps que le second devient négligeable par rapport au premier, quelle que soit la valeur de n' p'. Mais ces approximations ne sont plus permises quand la fréquence des perturbations augmente et que np prend des valeurs moyennes, et la recherche de la vitesse de propagation, ainsi que des expressions des composantes de la force électromotrice et de l’induction magnétique exigent alors des calculs forts pénibles.
- Cependant quand les conditions du problème sont telles que le coefficient de i dans l’imaginaire n~ p2 ne dépasse pas 3 ou 4, le premier terme de la parenthèse de l’équation (17) peut encore être remplacé par sa valeur approxima-
- 2 ê’m
- tive adoptée dans le paragraphe 1 de cette partie.
- Si, en effet, on cherche, en appuyant sur les propriétés des fonctions de Bessel, le développement suivant les puissances croissantes de la variable du quotient de la fonction J0 par sa dérivée J'0, on trouve
- J. (in0) nîpi nlpl «° p“ p8
- m p = — 2------l 4---------- 4- —..........
- J„ (î«p) 4 96 i536 2^040
- et si on remplace n2 par sa valeur approchée
- 4'irait» ... ,
- - on obtient.
- (T
- J, (inp) PJ, '(in?)
- _2 MrcpP&’V ._________/41capp*y
- 96 \ a ) + 28040 \ <j J
- 4 4ir p.p pa_l_ Aftp-P PV 1 I
- 4 d 1536 \ a J
- En substituant dans le second membre de cette expression des valeurs de voisines
- de l’unité, on a pour
- = o5 J„(i«pV mp vVL— = LO«p) — 2(1 ,001 4- 0,0Ô2 z)
- = 1 = -2(1 ,oo5 4-o, 135 i),
- = h5 - 2 (1 ,012 4-0,186 i).
- — 2 — 2 (1 ,021 4- 0,25 i),-
- = 2,5 . — 2 (1 ,o'J2 4- o,3i i),
- ™ 3 — -.2 (1 ,045 4-0,371).
- On peut donc, quand
- 4 TT JJ.p (7
- est de l’ordre de
- r
- (10)
- ,2
- r
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-
-
-
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- grandeur de limite, prendre la valeur approxi~ mative
- J„ (inp) __2_
- J
- et le premier terme de la formule (i) conserve la valeur qu’il avait dans le cas précédent où n p était supposé très petit.
- Dans le cas où n' o' est suffisamment grand pour que le second terme de la parenthèse de cette formule puisse être négligé par rapport au premier, on retombe sur la formule (2) et tout ce que nous avons dit dans les trois paragraphes qui précèdent est encore exact.
- 5. Mais pour les câbles entourés d’eau ou pour les lignes télégraphiques aériennes peu élevées on ne peut considérer n' p' comme très grand. En
- effet, si n? ou sa valeur approchée 4*sont
- telles que le coefficient de 1 est voisin de l’unité,
- la valeur approchée derc’ p', c’est-à-dire -—’J-UL- ,
- sera au contraire excessivement petite, à moins que p' ne soit grand, car la résistance «' de l’eau ou de la terre humide, qui constituent le conducteur extérieur, est incomparablement plus grande que la résistance a du conducteur cylindrique. Or, p' n’est guère plus grand que p dans le cas des câbles immergés. Dans une ligne télégraphique aérienne les conditions sont assez différentes du cas théorique qui nous occupe, puisque la terre, qui constitue le conducteur extérieur, ne forme pas une enveloppe cylindrique autour du fil. Mais on peut encore, d’après les calculs d’Hagenbach, considérer «' p' comme très petit par rapport à p;z.
- Quoi qu’il en soitde la valeur pratique de cette hypothèse, voyons à quels résultats ellé conduit.
- Nous avons alors
- KP « »' Ph = log ~C,, K.' « »' P') = - >
- log y étant, comme nous l’avons dit, la constante de Gauss, 0,5775157; par suite
- K. (i »' p')
- K / [in' p,)
- — i n' p' log
- _2_Y_ i. n1 p-
- petit par rapport à l’unité. Donc le second terme de la parenthèse est très grand par rapport au premier et celui-ci peut être négligé. Nousavons donc
- /e*= =£- log
- log.
- 12)
- et puisque Æ2 = m~
- PL
- V2’
- ™2=^j1+i0ff77?V! losï
- ou approximativement
- »»*=£! lOff
- v2 tri p'log pj_
- Si nous remplaçons n' par sa valeur tirée de
- „ 4 it n' i p
- n- = —V- ,
- il vient
- » 1 P2
- ,B2 = -av* )108
- g r ~ , Lit p-
- iJ.'li'Jp' -2 ) p'
- h log ~
- P
- et par conséquent on a approximativement
- 1 _P s/2 Y
- ;P' lOg
- <T v* 1
- a' TZ p'2
- log
- 4
- log
- a y
- ?
- le signe ayant été choisi de manière que la partie réelle de im soit négative.
- Lsvitessedepropagation,qui estégale à la par-P
- tie réelle de —-, a donc pour valeur ni .
- Y
- n'iog -----(j- «p - p
- 1
- 2
- 03)
- et la distance à laquelle l’amplitude devient ~ de
- ce qu’elle était à l’origine, qui est égale à l’inverse du coefficient de i dans l’expression dem, a pour valeur
- et l’équation (1) devient
- /«2
- Ë1 i 2 p
- Y2 (n2 p:
- l0ffr^7 i
- lôg — p
- Mais
- 2 Y in’ p'
- est très grand, puisque n1 p' est très
- P
- 4 JL
- n pu’
- loj
- P
- 1
- x log
- <*’ l2 / 2 p.,up'2p s
- ('4>
- On voit que la vitesse de propagation ainsi que le décrément p sont indépendants de la résistance du conducteur cylindrique; ils dépen-
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-
-
-
- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 413
- dent de la résistance </ du conducteur extérieur, mais comme cette quantité n’entre que par son logarithme, l’influence de sa variation est faible.
- La vitesse de propagation dépend de la fréquence p des perturbations, mais cette quantité n’entrant également que par son logarithme dans l’expression (i3), une variation considérable de la fréquence a relativement peu d’effet sur la valeur de la vitesse de propagation.
- Cet effet sera beaucoup plus considérable sur le décrément p, puisque, d’après (14), p est proportionnel àp. L’amplitude des oscillations décroîtra donc plus rapidement avec la fréquence que quand «p est très petit, car, d’après la formule (4) du § 1, p est dans ce dernier cas proportionnel à la racine carrée de la fréquence.
- Une conséquence immédiate de ces conclusions est que si les conditions d’un câble sont telles que n' p' est petit, il n’y a aucun intérêt à former l’âme du câble d’un métal bon conducteur comme le cuivre, plutôt que d’un métal médiocre conducteur comme le fer. Mais il ne faut pas oublier que cette conséquence suppose que n p est de l’ordre de l’unité, et que si n p est très petit il y a avantage à prendre un conducteur très peu résistant, comme le montrent les formules (3) et (4).
- 6. Examinons maintenant le cas où, n' p' étant toujours très petit, la fréquence des oscillations est telle que rcp soit très grand. Alors
- Kp
- e
- \/2 -K np
- Il p
- J'. (ù«p)= —
- /an ni
- et par suite
- J. (in p) J. (in p
- D’autre part, puisque n' p' est supposé petit,
- K0 (i n' p')________
- K'0 (i n' ç,')
- i n'p log
- 2r
- i n' p' '
- Par conséquent, l’équation (17) devient alors
- É jJL
- Va (11 ç,
- + p' log-
- n
- in' p'
- Mais n p étant très grand, le premier terme de la parenthèse est négligeable par rapport, au second et il vient
- j ,__p2 jo 2 y p.'
- “.... Og-^-7—r p,-
- P
- î 11 p
- log
- Nous retombons donc sur l’équation (12), du paragraphe précédent, et tout ce que nous avons dit dans ce paragraphe est encore applicable au cas qui nous occupe.
- 7. Le dernier cas que l’on puisse considérer sans de trop longs calculs est celui où no et»' p' sont tous deux très grands. On a alors, comme précédemment,
- J Ai » p) _ _ 1 .
- J'Ain?)- i’
- et puisque n' 0' est grand
- K„(î7j'p') _ I
- K', (in1 p') — i ’
- Substituant ces valeurs dans (17), il vient
- . -vO/zp + «y j IofT p'- (rs)
- pi
- Mais k~ — m~— ^ ; par suite
- -V“ \n p'+
- P
- et en remplaçant n et n' par leurs valeurs approchées . ..........
- 4rcpiP
- G
- & / 4 M-; i P
- ~ »
- on trouve
- Mais le second terme de la parenthèse est petit par rapport à l’unité; on peut donc dans l’extraction de la racine carrée du second membre de cette relation négliger la racine carrée du coefficient de i par rapport à la racine carrée du terme réel, et on obtient
- le signe ayant été choisi de manière que la partie réelle de m soit négative.
- La vitesse de propagation, qui est égale à la P
- partie réelle de a donc pour valeur approximative V, et la distance pour laquelle l’ampli-
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-
-
-
- 4M
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- tude devient — de ce quelle est à l’origine a pour expression
- log- -
- (17)
- Ainsi la vitesse de propagation est très grande; c’est la vitesse V de propagation de la lumière à travers le diélectrique entourant le conducteur cylindrique. D’autre part le décrément (3 des perturbations est très petit.
- Une autre conséquence de la formule (17) est que, si le conducteur est environné d’un autre conducteur de résistance beaucoup plus grande, comme c’est le cas en pratique, le décrément des perturbations dépend surtout de la résistance g' du conducteur extérieur, puisque le second terme de la parenthèse est alors prépondérant. Il n’y a donc aucun avantage appréciable à prendre pour conducteur interne un métal très peu résistant. Cependant dans le cas de lignes télégraphiques aériennes très élevées au-dessus du sol il pourrait se faire que, par suite de la grande
- disproportion entre p et p', le terme — ne fût pas
- P
- très grand par rapporta — , etlaconclusion pré-
- P
- cédente deviendrait inexacte ; il y aurait avan-avantage à former les lignes d’un fil de cuivre plutôt que d’un fil de fer.
- 8. Cherchons, comme nous l’avons fait au §3, pour le cas où 11 p est très petit, les expressions des composantes de la force électromotrice et de l’induction magnétique en fonction de l’intensité du courant qui circule dans le conducteur cylindrique.
- Soit I0e'(>n2 + i") l’intensité à l’instant l au point situé à une distance % de l’origine. L’intégrale de l’induction magnétique le long d’un circuit fermé tracé sur la surface du conducteur est égaleà 4 n gl0 e1(m2 + '">. D’après les équations (10) du § 3 des Equations générales, nous avons pour l’induction magnétique à la surface du fil
- m1 — , d T .. , +
- ----:—-s— A J„ h n p) c
- ipn* di? v
- Remplaçant m2 — n2 par sa valeur — -et d
- remarquant que J0 (in p) est égal à J0' (inp) X n 2, il vient
- 4 7t (J. i
- an
- AJ J {in p)
- ( e
- S .(• l> t)
- dont l’intégrale le long de la circonférence limitant la section droite du conducteur est égale au produit de cette quantité par 2irp. En écrivant que la valeur de cette intégrale est 4Tt|j. I0 + on trouve
- ian I0
- 2 TC p }„' {i 11 p)
- (18)
- Substituant cette valeur de A dans les équations (9), nous avons pour la composante de la force électromotrice dans le conducteur suivant l’axe,
- R = —
- ia1l I„
- 2 tc p J„'(2 77 p)
- J. (in?)
- i (m s+pt)
- e
- Mais puisque n p et 11r sont très grands,
- J'.(2«p) =
- 11 p e
- l- \A n n p
- J „ (2227-)
- n r e
- V2 TC 72 7*
- par conséquent
- -y/EjEE! (p — 7-)
- R= „e cos il
- V tc p r
- OÙ
- ) = ms + pt-yJ^±2.(9-r) + Q.
- (•9)
- Nous trouverons de la même manière pour la composante de la force électromotrice suivant le rayon du conducteur cylindrique:
- -V/2-^ P-r)
- ,_________p cl„ V a , wN(ao)
- N/P«+Q* = — t——:e sinU--)
- V 2 TC \'P 7 V 4 J
- Quant à la force magnétique, elle est perpendiculaire au rayon et a pour valeur :
- _ /â^(p_r)
- 2 V 17 (21)
- VpT1^ cos(*“ir)
- 9. Les expressions (18), (19) et (20) contenant
- . /27C|J.p, ,
- -y— -(p-u-
- en facteur 1 exponentielle e l’am-
- plitude maxima des quantités qu’elles représentent diminue quand p — r augmente, c’est-à-dire quand on se rapproche de l’axe du conducteur, et cette diminution est d’autant plus sensible que \/p es_t plus grand. Or dans le cas qui nous occupeest grand. Par conséquent, la
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-
-
-
- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 415
- force électromotrice et la force magnétique ne seront guère sensibles qu’à l’intérieur d’une couche très mince comprise entre la surface du conducteur et un cylindre concentrique du plus petit rayon.
- Lorsque p — r est
- exponem
- tielle devient e-1, et les amplitudes maxima de la force électromotrice et de la force magnétique sur la surface du cylindre de rayon r deviennent égalés aux quotients par e des amplitudes maxima des mêmes quantités sur la surface même
- du conducteur. Le calcul de l’épaisseur
- de la couche comprise entre ces deux cylindres montre que pour des perturbations de 100 vibrations par seconde, cette épaisseur est de 1/10 de millimètre pour le fer et de 3 millimètres environ pour le cuivre, et que pour des perturbations de 1 000 000 de vibrations par seconde elle se réduit à 1/200 de millimètre pour le fer et à 1/15 pour le cuivre.
- La conduction du courant s’effectuant presque entièrement dans cette couche excessivement mince, la densité du courant par unité de section y est énorme. Dans les décharges oscillatoires des condensateurs par exemple, elle est à certains moments beaucoup plus grande que celle du courant continu qui serait nécessaire pour fondre et même volatiliser le conducteur de décharge.
- Une autre conséquence de cette concentration du courant dans les couches superficielles est l’augmentation de résistance qu’oppose le conducteur à la propagation du courant, puisqu’une faible partie seulement de ia section du conducteur est utilisée au passage du courant.
- Si dans l’expression (19) de R, nous faisons r = p, nous trouvons
- I„cos (inz + p t +
- îY
- 4/
- La valeur maxima de cette composante de la force électromotrice est donc le produit de la
- valeur maxima de l’intensité par
- Par
- suite) nous pouvons prendre la valeur de ce facteur comme représentant la résistance apparente du conducteur pour les perturbations considérées. On voit qu’elle croît indéfiniment avec y .
- c’est-à-dire avec la fréquence des perturbations. On voit en outre qu’elle varie en raison inverse de p; elle est donc inversement proportionnelle à la circonférence du conducteur et non à la surface de la section comme dans le cas des courants continus. Il en résulte que, pour les perturbations de grande fréquence, la résistance d’un conducteur cylindrique creux ne doit pas sensiblement différer de celle d’un conducteur cylindrique plein ayant même rayon extérieur.
- to. Il nous reste à chercher les expressions de la force électromotrice et de la force magnétique dans le diélectrique environnant le conducteur cylindrique, ainsi que dans le conducteur extérieur.
- Dans le diélectrique, on a, d’après les équations (7) du § 3 des équations générales,
- R = | C J„ (ikr) + DK, (ikr) [ e‘(M= +
- G et D étant des constantes déterminées par les équations de conditions trouvées au § 4.
- A J„ (i np) = C J/ (ikp) + DK. (ikp)
- “y AJ/(in 0) = - j C J.' (i k P) + D K'. (i k p) j.
- Remplaçons dans ces équations A par sa valeur (22) trouvée précédemment, J0(znp) et J à (in p) par leurs valeurs approchées correspondant aux valeurs très grandes de la variable, et les fonctions de Æp par leurs valeurs correspondant aux très petites valeurs de la variable ; nous avons
- a 11
- 2 7C p
- I.=C + D log^L, 1 II p
- *1
- P
- 1tp c ip 2 V4 V2*4 p
- D.
- Remarquons que dans cette dernière relation le coefficient de C est excessivement petit par rapport aux autres. Nous pouvons donc négliger le terme en C dans cette relation, et il vient
- d = 21V!A;
- Portant cette valeur dans la première relation entre C et D, on obtient
- c =
- \ a 11
- 2 71 p
- 2 1 V4 k-P
- 1 2 y )
- l0Sïk~P\
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-
-
-
- 416
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- Par conséquent on a
- f 2 n p
- P
- , 2 y , 2 îV‘/i!.
- los TTT9^—f~Xos
- n î k r
- I„ e”
- $ _2J»_î£Vl£io gi' il. +
- ? 27CP P P S
- Remplaçons Æ2 par sa valeur Q5), puis dans l’expression obtenue, n par sa valeur appro-
- chée 2 y/ÜJiÎE
- nous avons
- iog-
- r> =\ . /v-ipa_f. /üiP_5 + t /p-'tpt'~|______________p ';I
- / V LV V Trp'* J log_P( \
- dont la partie réelle est
- R=J\/^-[\/ï?+V/$î']SI-“<”=tp'+i)
- I s p1 M
- On trouverait d’une manière analogue pour la composante radiale de la force électromotrice :
- \JPa + Q* = cos {ms + pt), (23)
- et pour la force magnétique résultante,
- 2 I
- ——* cos (mz + pt) (24)
- Par ces formules, on voit que la valeur maxima de la force électromotrice radiale est très grande par rapport à la force électromotrice tangentielle; les tubes de force sont donc à très peu près perpendiculaires à la surface du fil.
- Pour avoir la force électromotrice et la force magnétique dans le conducteur extérieur, il faut déterminer la constante E à l’aide des équations de condition (i3) et (14) du §4 des équations générales. Portant cette valeur de E dans les formules (11), on trouve, toute simplification faite,
- - _ 1
- V pr r
- Le
- -v^
- v-'P
- (>•-?')
- COS '1/ (25)
- ou
- >y = mz + p l —
- et poursla composante radiale de la force électromotrice
- 1 p
- i it v Vp’
- (r — p')
- PO-
- (26;
- Quant à la force magnétique, elle est perpendiculaire à la droite joignant le point considéré à l’axe du conducteur et a pour valeur
- 2l„
- \/5SV-
- P')
- P-i)-
- (27)
- 11. Maintenant que nous venons d’examiner les cas particuliers les plus remarquables de la propagation des perturbations sinusoïdales de fréquences petites, moyennes ou grandes, il n’est pas inutile de revenir sur les hypothèses que nous avons faites.
- La première que nous ayons admise pour arriver à l’équation (17) des équations générales est que ktp et /ep' sont des quantités très petites. La seconde est que dans la relation
- <y
- on peut négliger m2 par rapport au second terme. Enfin, la troisième consiste à regarder les quantités du § 5 des équations générales,
- ML J„ (iw’p) __ y! K» {in'p’)
- np J'„(î«p)' 71 n' p' K'„{iriy)
- 2 V2
- comme très petites par rapport à
- Outre ces hypothèses, nous en avons considéré d’autres dans les paragraphes qui précèdent, mais celles-ci avaient uniquement pour but de permettre de discuter les équations générales dans des cas particuliers; nous n’avons donc à retenir que les trois précédentes.
- Il a été déjà montré que la seconde est satisfaite lorsque le nombre des vibrations est inférieur à un million par seconde. Quant à la troisième, nous avons dit et il serait facile de montrer qu’elle est exacte tant que les oscillations sont lentes par rapport à celles de la lumière. Or, des oscillations ayant pour période un millionième de seconde sont incomparablement plus lentes que celles de la lumière qui s’effectuent plusieurs trillions de fois pendant le même temps. Comme les plus rapides oscillations que nous ayons considérées sont celles de la décharge des condensateurs ou des bobines d’induction et que les oscillations de ce genre ne se produisent guère plus d’un million de fois par seconde, ces deux hypothèses sont satisfaites dans les cas que nous avons étudiés.
- Reste la première. Pour s’assurer de son exactitude, il suffit de reprendre les diverses exprès-
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-
-
-
- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 417
- sions de k2 que nous avons obtenus et de chercher si, en y introduisant les hypothèses particulières caractérisant les cas étudiés, on obtient des valeurs de k telles que Æp et /ep' soient petits. Or. ôn trouve que /ep et /ep' sont, dans les conditions pratiques, au plus de l’ordre des millièmes.
- Nous pouvons donc regarder comme entièrement discuté le cas où la période des oscillations est grande par rapport à celles des oscillations lumineuses.
- 11. Mais jusqu’ici nous n’avons considéré que des perturbations qui à l’origine du conducteur sont des fonctions sinusoïdales du temps. Toute perturbation périodique pouvant être considérée, d’après le théorème de Fourier, comme la somme des fonctions sinusoïdales, l’étude de sa propagation peut être ramenée aux cas qui précèdent. Mais nous avons vu que l’amortissement des oscillations est d’autant plus rapide que leur fréquence est plus grande. Par conséquent, les oscillations de faible fréquence parviendraient seules à l’extrémité d’un conducteur suffisamment long.
- Si nous nous plaçons dans ce cas, n p est très petit et les relations établies dans le § t sont applicables; en particulier, nous avons
- est égale à F (2) quand L — o, cette intégrale doit représenter l’intensité, de la perturbation à l’instant / en un point du conducteur de coordonnée 2.
- Quand la perturbation est, à l’origine des temps, confinée dans une région voisine de l’origine du conducteur, F (a) est négligeable à moins que a ne soit très petit. Dans ce dernier cas, l’intégrale précédente devient
- F,
- ’+«>
- e
- m*
- rTc
- t
- cosniz dm,
- OÙ
- et puisque
- 00
- F,=
- /
- F (a) dot ;
- 7 J v/tc
- cos 2 bx d x — — e a
- b*
- <x‘
- l’expression de la perturbation en 2 à l’instant l a pour valeur
- F,
- 7t R, G,
- t
- e
- VL'Li-
- 41*
- En un point donné, la perturbation varie donc comme
- On en déduit
- m- = — ip R, C,.
- ip =
- rTc?
- et si on porte cette valeur ip dans l’exponentielle ci{'mz + v,\ la partie réelle de cette quantité est
- _Jli!_ t
- R, C,
- e cos mz.
- Par conséquent, dans le cas d’une perturbation initiale arbitraire, la composante R de la force électromotrice contient un terme de la forme
- ---t
- F (cé e <'J| cos m(7L — a),
- a étant une constante et F (a) une fonction déterminée par les conditions du problème.
- Si nous remarquons que, d’après un théorème dû à Fourier, l’intégrale définie
- c
- -L ~ I1 v t c
- c étant une constante. Si on représente graphiquement cette quantité en portant en ordonnées ses diverses valeurs pour différentes valeurs de t on trouve qu’elle demeure petite tant que l est
- C • *•
- inférieur à - , puisqu’elle augmente très brusque-4
- ment pour atteindre son maximum pour l=2c et qu’enfin elle diminue lentement.
- 22 R C
- Si nous remplaçons c par sa valeur -—-—’,
- le temps nécessaire pour que la perturbation atteigne sa valeur maxima au point 2 est
- T = - 2= R, C,,
- et nous pouvons appeler vitesse du courant le quotient de la distance z par ce temps, vitesse qui a par conséquent pour valeur
- R, C,
- 2 R, C, •
- cos m (2— -. ) dm da.
- Elle varie en raison inverse de la distance du
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- point considéré à l’origine du conducteur. La vitesse de transmission d’une extrémité à l’autre d’une ligne télégraphique sera donc d’autant plus petite que la ligne sera plus longue ; conséquence vérifiée par les nombreuses expériences faites sur ce sujet.
- La formule précédente montre en outre que la vitesse de transmission décroît quand la résistance et la capacité par unité de longueur augmentent. Ces conclusions sont également conformes aux faits observés; les câbles sous-marins, dont la capacité est beaucoup plus grande que celle des lignes aériennes, ne permettent pas de transmettre aussi rapidement que ces dernières à égalité.de longueur et de résistance.
- Mais cette formule conduit à une absurdité quand on l’applique à des distances trop pe-
- 2
- tites. Si en effet z est plus petit que .. , où
- v Kj
- V désigne la vitesse de la lumière, on trouve une vitesse de propagation plus grande que V. Or, il ne peut en être ainsi, puisque nous avons vu que les perturbations les plus rapides se propagent avec une vitesse au plus égale à celle
- j de la lumière. Toutefois, cette conclusion erronée ne doit pas nous surprendre, car nous avons supposé que la distance z considérée était suffisamment grande pour que les perturbations de grande fréquence fussent complètement amorties. Nous ne pouvons donc appliquer la formule trouvée en partant de cette hypothèse qu’aux lignes très longues.
- {A suivre).
- J. Blondjn.
- L’ECLAIRAGE ELECTRIQUE A DIEPPE
- La ville de Dieppe ne possédait jusqu’ici comme éclairage électrique que quelques centaines de lampes alimentées par deux petites stations fonctionnant avec moteur à gaz et accumulateurs, mais les demandes excédant la production, la municipalité donna l’autorisation pour l’établissement d’une station centrale. En conséquence, la Société anonyme d’éclairage
- Genêt
- Paœ
- \achiru
- 77850 _ _
- Salle des générateurs
- Fig-, i. — Plan de l’usine d’éleclricitc de Dieppe.
- de la ville de Dieppe (capital 120,000 francs), récemment constituée, vient d’établir dans cette ville une usine électrique qui permettra de répondre aux nombreuses demandes d’éclairage électrique qui s’étaient produites dans ces derniers temps.
- La construction de l’usine et l’installation des machines viennent d’être terminées ainsi que la plus grande partie du réseau.
- Nous avons eu il y a quelques jours l’occasion de visiter dans tous ses détails cette installation, et nous croyons qu’elle présente suffisamment d’intérêt pour que nous en donnions ici une description.
- Les dynamos, tableaux de distribution, appareils et conducteurs ont été fournis par la maison Gramme, et installés sous la direction de M. Coffignier, ingénieur de la maison Verdier.
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 419
- L’usine génératrice est située rue Cousin-Despréaux près de l’entrée du port, en face le Pollet. Elle est formée d’un batiment de a3 mètres de long sur 10 mètres de large (fig. 1) et comporte un emplacement réservé pour l’extension future des constructions.
- Fig-. 2 et 3. — Accumulateur Verdier et coupe d’une plaque.
- La puissance de production de l’usine est actuellement de 100 chevaux. La salle des machines comprend deux machines à vapeur Boulet, du type compound vertical à échappement
- | ---Coo -
- t"'00-------'
- Fig. 4. — Disposition des batteries d’accumulateurs.
- direcl, donnant chacune en marche normale, avec 6 atmosphères de pression, une puissance de 40 chevaux à la vitesse angulaire de 260 tours par minute, puissance qui peut être élevée au besoin à 5o chevaux avec (S atmosphères.
- La vapeur est fournie à ces machines par
- quatre générateurs Paxman. En outre une chaudière tubulaire demi-fixe qui existait à l’usine a été conservée comme réserve. Cette dernière chaudière a été aménagée de façon que son foyer, ordinairement en communication avec une cheminée en tôle, puisse être relié aux carnaux de la cheminée principale. Celle-ci , actuellement d’une hauteur de 25 mètres, pourra facilement être surélevée de 6 mètres en cas d’extension de l’usine.
- L’eau pour les générateurs est empruntée à la canalisation de la ville et payée à raison de 0,08 franc le mètre cube. Elle est prise dans le réservoir par des pompes alimentaires Worthington et un injecteur Giffard.
- Chaque moteur à vapeur actionne deux dyna-
- Fig\ 5. — Disposition d’un clément.
- mos Gramme en dérivation, type supérieur modifié, avec inducteurs en acier coulé, donnant chacune à 1100 tours par minute i3o volts et 90 ampères en marche normale.
- On a installé dans une salle contiguë à celle des machines deux batteries d’accumulateurs de 144 éléments, à 33 kilogrammes de plaques par élément et présentant une capacité de 25o ampères-heures.
- Ces accumulateurs sont du système Verdier (fig. 2). Chaque élément est composé de n plaques forme dite « cuvette », dont la figure 3 représente une coupe. La plaque, disposée horizontalement, est formée d’une cuvette en plomb divisée en un certain nombre de compartiments, par des cloisons verticales, qui contiennent la matière active, représentée sur la figure parles parties ombrées; les pastilles et le fond de la cuvette sont perforés pour permettre la circulation du liquide et le libre dégagement du gaz.
- Les plaques sont superposées et maintenues
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- par un cadre qui présente une grande élasticité l La disposition horizontale des plaques évite et leur laisse ainsi un certain jeu. | d’ailleurs la chute des pastilles.
- Il I II
- Il I I II
- qvVWWNAAAAAAWH
- Fig; 6. — Tableau de distribution de la station de Dieppe. - AA, coupleurs; BB B'B', commutateurs de charge et de décharge; RR, rhéostats d’excitation; DD D'D', bornes des voltmètres pour la charge et la décharge; V, V.V', V'..
- prises du voltage aux machines; EE commutateurs d’excitation; 1,2, i',2', dynamos.
- Une des batteries est montée sur une charpente centrale en bois goudronné, à trois éta-
- ges, dont chacun porte 48 accumulateurs. La deuxième batterie est montée d’une façon sem-
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- -12 1
- blable, mais disposée de chaque côté de la précédente charpente comme le montre la ligure 4. Chaque accumulateur est isolé avec beaucoup de soin, il repose sur une planche goudronnée qui est supportée par des isolateurs en verre contenant de l’huile; ces isolateurs reposenteux-mêmes sur des tasseaux également goudronnés fixés à la charpente. De plus la partie inférieure du vase en verre de l’élément est vaselinée environ jusqu’au tiers de la hauteur pour éviter que les liquides projetés mouillent la paroi extérieure du récipient (fig. 5).
- 3 53-----*--•
- Fig. 7. — Avertisseurs à sonnerie et grelot.
- Le sol de la salle des accumulateurs est en ciment goudronné; une légère pente facilite l’écoulement des liquides vers la partie centrale. Un espace d’environ 1 mètre permet la libre circulation autour des batteries.
- Le tableau de distribution se trouve dans la salle des machines; sa disposition générale ne présente pas de particularités bien notables.
- On voit dans la partie supérieure de la figure 6, en A, les commutateurs permettant de régler le voltage aux bornes des accumulateurs, plus bas en R se trouvent les rhéostats d’excitation avec les manettes de réglage en C. Au-dessous
- de la série ordinaire des appareils de mesure se trouvent les commutateurs de ligne et d’excitation, la disposition est telle que l’on ne peut fermer le commutateur de ligne qu’après excitation de la machine.
- Les machines 2 et 2' sont reliées au tableau de façon à pouvoir marcher en tension; la distribution est donc à trois fils, avec 260 volts entre les fils extrêmes. Les machines 1 et 1', montées aussi en tension, sont facilement mises en dérivation sur le premier groupement.
- La charge des accumulateurs peut être effectuée par le groupe 1 ou par le groupe 2, ou par lesdeuxgroupesen dérivation; unconjoncteursur lesdeuxfilsextrêmesdecharge rend tout accident
- Fig. 8. — Appareil pour la mesure du voltage des accumulateurs par groupes de six éléments.
- et tout retour dans les machines peu possibles. Le voltage aux bornes des accumulateurs peut être connu au tableau de distribution par l’intermédiaire des voltmètres qui servent aux dynamos.
- Dans le bureau voisin de la salle des accumulateurs se trouve un tableau indiquantla consommation totale de l’usine. Deux ampèremètres enregistreurs Richard de 200 ampères donnent le débit sur lesdeux fils extrêmes. Deuxvoltmètres donnent la différence de potentiel entre chacun des fils extrêmes et le fil commun. Les trop grandes variations de voltage sont accusées par deux avertisseurs à sonnerie et grelot (fig. 7).
- Dans la même galle un appareil dont le dispositif est représenté par la figure S permet de prendre le voltage aux bornes des accumula-
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- LA LUMIÈRE ELECTRIQUE
- teurs de six en six; par ce dispositif il est donc facile de connaître en un point donné l’état de la batterie.
- Nous avons vu que l'usine était située rue Cousin-Despréaux et que la distribution était à trois fils. Trois feeders partent de l’usine. Ces trois feeders devraient comporter neuf conducteurs, mais les trois fils communs dès leur sortie de l’usine sont réunis et ne forment plus qu’un seul conducteur d’une section plus considérable : 80 millimètres carrés.
- 11 peut paraître étonnant d’après l’inspection du plan de la ville (fig. 9), et vu l’emplacement de
- l’usine, de faire partir de la station sept conducteurs quand a priori trois auraient pu suffire. Puisque l’usine n’était pas centrale, un feeder unique pouvait alimenter un centre de distribution et de ce centre rayonner dans les différents quartiers. Mais la canalisation étant aérienne, la portée souvent trop considérable ne permettait pas la pose de fils trop pesants, et le mauvais vouloir de quelques habitants réfractaires à l’éclairage électrique, soit par intérêt, soit par routine, aurait encore rendu dans ces conditions le travail beaucoup plus difficile.
- Les trois feeders sortant de l’usine vont re-
- Fig. 9. — Plan de Dieppe et de son réseau de distribution d’énergie électrique.
- joindre le quai Henri IV, en face la gare maritime; après avoir traversé la rue de la Rade ils longent ce quai jusqu’à l’angle du quai Duquesne et de la Grande Rue. En ce point est le premier centre de distribution, alimenté par le feeder de 40 millimètres carrés. Les abonnés des quais Duquesne et Henri IV, de la Grande Rue et des rues avoisinantes sont desservis par des sous-feeders partant de ce centre.
- Le second centre de distribution, alimenté par un feeder de 55 millimètres carrés, est situé dans lav Grande Rue, un peu plus loin que la place Nationale.
- Le troisième centre, alimenté par un feeder de 75 millimètres carrés, se trouve à l’extrémité de la Grande Rue, près l'hôtel de la Paix.
- La canalisation n’étant faite que sur un côté de la rue, quand il s’agira de traverser, aucune dérivation ne sera prise sur le réseau principal pour un nombre d’abonnés inférieur à trois.
- Les premiers essais de fonctionnement ont eu lieu au Grand-Hôtel et ont donné les meilleurs résultats.
- En ce moment l’usine est susceptible d’alimenter 1200 à i3oo lampes de 10 bougies, mais d’après les renseignements pris, comme le nombre probable sera de e5oo, avant peu la station aura doublé sa puissance et pourra répondre facilement à toutes les exigences du service.
- Le prix de l’hectowatt-heure est de 1,20 fr.
- A. G.
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
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- L’ELEGTRICITÉ
- A L’EXPOSITION DU PROGRÈS (')
- II
- L'exposition de M. Patin contient encore un transformateur à circuit magnétique fermé dont le noyau est constitué par des tôles de fer découpées et isolées à l’aide de papier, comme la plupart des transformateurs exposés au Palais de l’Industrie. L’ensemble forme un parallélipi-pède rectangle protégé par deux plaques de fonte fortement boulonnées. Ces plaques de fonte sont évidées au centre pour laisser passer les bobines., et les ouvertures sont garnies de tubes métalliques.
- La maison Patin utilise le courant du secteur des Champs-Elysées pour mettre en action, avec une tension de io5 volts, un moteur alternatif très simple.
- L’aimant de champ à deux pôles est en série avec la partie mobile, qui est formée de quatre électro-aimants, et le collecteur inséré dans le Circuit est disposé en inverseur.
- Lorsque nous sommes arrivés à l’exposition de l’usine de la rue Lecourbe, il y manquait un des appareils les plus curieux; c’était une dynamo bijou, pouvant servir de modèle de démonstration des dynamos du système Rech-niewski. Ce petit appareil, qui a déjà été plusieurs fois vendu, peut également produire un courant continu d’une énergie tout à fait utilisable pour les lampes à incandescence, les décompositions électro-chimiques, etc., etc. 11 a sa place principalement dans les laboratoires, mais il peut être également employé pour l’éclairage domestique à échelle réduite.
- Son débit est de 400 watts. C’est le numéro le plus bas d’une série de machines bi-polaires qui comprend i5 types différents, constamment représentés dans les magasins de l’usine de la rue Lecourbe, et allant jusqu’à 17500 watts.
- La Compagnie de Y Eclairage Electrique expose aussi des machines d’un type à anneau et à 4 ou 8 pôles. Le premier numéro de la série est de 2 5oo watts et le dernier en donne jusqu’à 200 000.
- Les types des deux séries sont couplés avec
- des courroies au moteur. Mais on a pris dans ces dernières années l’excellente habitude de coupler directement les dynamos avec des machines à grande vitesse. La Compagnie a donc créé une troisième série de machines à 4 ou 8 pôles, caractérisées par la différence du diamètre des induits, qui varie depuis c.)5 centimètres jusqu’à 1,20 m.
- Ce sont ces machines qui servent d’excitatrice, aux machines à courantsalternatifs, système Labour que construit la Société. Le système à courants alternatifs de la Société est représenté par un spécimen qui actionne un ventilateur et une pompe.
- Ces appareils ont été décrits dans ce journal (j1) avec tous les détails nécessaires pour apprécier leur rendement et la plupart de leurs effets.
- L'exposition Cadiot est fort intéressante, non seulement par le nombre mais encore par la variété des objets présentés et par leur exécution soignée.
- C’est là que nous avons trouvé les spécimens assez rares de l’application des effets calorifiques du courant. Nous y avons remarqué le fer à repasser dont la description a été déjà donnée bien des fois, le four électrique de dimension suffisante pour les opérations culinaires les plus compliquées, et une chaufferette très élégante.
- Il eût été à désirer que ces divers appareils fussent mis en action et les détails de leur construction intérieure placés sous les yeux du public.
- La maison Cadiot expose également une dynamo universelle à quatre pôles donnant à volonté des courants continus, des courants alternatifs et des courants biphasés.
- Ces effets sont obtenus à l’aide d’un distributeur unique sur lequel portent des couteaux que l’on peut faire basculer dans des positions différentes, ce qui suffit pour changer d’une façon convenable l’ordre des communications.
- D’autre part les extrémités de chaque bobine sont ramenées et rattachées à huit barres de cuivre parallèles fixées dans un petit cadre horizontal placé sur la même table que la machine; sauf les deux extrêmes, toutes les barres sont entaillées de manière à recevoir des chevilles en
- C) La Lumière Electrique du 28 octobre 1893, p. 166.
- (') La Lumière Electrique, du 21 octobre, p. 101,
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
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- cuivre, de sorte que l’on peut faire communiquer à volonté la barre 2 avec 3, 3 avec 4, et 6 avec 7.
- Nous ne pourrions en dire plus long sur la marche du courant sans le secours de figures et sans entrer dans des détails qui nous entraîneraient beaucoup trop loin.
- Nous ajouterons que cette dynamo constitue un générateur qui, malgré son petit volume, donne 5o volts et 6 ampères.
- Les moteurs de la Compagnie Brown à courants triphasés sont mis en rotation par les courants alternatifs du secteur.
- Lorsqu’ils marchent, ils actionnent des ventilateurs. Ces appareils ('), qui sont à présent très employés aux Etats-Unis, surtout en été, sont encore peu répandus en Europe. Leur usage augmentera certainement avec l’extension des stations centrales.
- Ainsi que nous l’avions prévu, le secteur des Champs-Elysées fait de bonnes affaires dans le Palais de l’Industrie. Il a établi dans la salle des machines un bureau où les commandes de courant sont reçues, et où les explications que l’on désire sur les détails du service électrique sont données avec beaucoup de courtoisie.
- D'après l’enquête à laquelle nous nous sommes livrés, à la date du dimanche 5 novembre, la compagnie avait déjà procédé à une cinquantaine d’installations, dont une dizaine pour la force motrice et le reste pour l’éclairage. La consommation était d’environ 400 kilowatts arrivant de l’usine de Levallois-Perret, avec une tension de 3ooo volts réduite par la transformation à 110. Il ne serait pas sans intérêt de placer sous les yeux du public les éléments de cette métamorphose, et de faire comprendre comment elle s’opère. Puisque l’électricité a la prétention de pénétrer de plus en plus dans notre intimité, il est très désirable que les électriciens s’attachent à montrer comment elle devient de plus en plus exempte de tous les dangers qui rendent l’emploi du gaz et du pétrole redoutable.
- Tout semble les encourager à continuer leur œuvre de propagande. En effet, la Compagnie du gaz finit par se trouver touchée d’une façon sérieuse.
- > Pour la première fois, depuis que l’électricité (*)
- (*) La Lumière Électrique du 18 novembre, p. 314.
- est entrée en campagne ses recettes ont fléchi. Le compte rendu des recettes de la Compagnie parisienne confesse pour les dix premiers mois de l’année i8q3unediminution de 800000 francs soit8ocoo francs par période mensuelle. On a constaté simultanément que la quantité de gaz livrée à la consommation a subi une diminution notable.
- Nous avons examiné avec intérêt la marche du nouveau moteur à gaz ou à vapeur de pétrole le Robuste, présenté par M. Le Vasseur, d’Evreux. Cet appareil est horizontal, et l’inflammation est donnée à l’aide d’un tube de porcelaine chauffé à blanc par un bec de gaz.
- Comme toutes les autres machines à gaz, le Robuste doit être mis en train en poussant le volant, mais l’opération est tellement facile qu’on peut l’effectuer sans la moindre peine.
- Pour nous assurer si la marche de la machine était régulière, nous avons prié de ne pas mettre la courroie qui la rattache à la dynamo qu’elle est chargée de mener. Ces variations de charge n’ont pas donné lieu à des écarts considérables de la vitesse de rotation.
- La régularité aurait pu être constatée avec le dromographe de MM. de la Boule et Dumas, qui fonctionne non loin. C’est un disque en porcelaine mis en rotation par un mouvement d’horlogerie, et sur lequel un crayon laisse sa Lace.
- Le crayon est écarté du centre par un mouvement commandé par la rotation de la machine, de sorte que la vitesse à chaque instant est accusée par l’inclinaison du tracé répondant aux heures.
- Quand le crayon arrive à la périphérie, il est saisi par un encliquetage qui le renvoie près du centre, et il recommence son ascension dans les conditions précédentes.
- Le dromographe est utile et même indispensable pour toutes les applications qui demandent de la précision, de sorte que son emploi est spécialement indiqué pour les moteurs employés dans les applications électriques.
- Parmi les spécialités que nous croyons nouvelles, nous signalerons celle de M. Dubois, qui a établi une fabrique de moulures destinées à faciliter le passage et la pose des fils.
- Je ne crois pas que l'électricité ait encore été employée à l’éclairage de la section orientale, mais on peut dire que la section orientale est
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- JOURNAL UNIVERSEL D‘ÉLECTRICITÉ
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- descendue jusque dans la salle des machines. En effet, nous y avons vu une très belle collection de courroies faites avec du poil de chameau. Cette substance est dure, tenace, inaltérable. Elle a sa place indiquée dans cette importante application.
- La société des fils bi-métalliques Martin, qui exploite une importante usine dans les environs de Joinville-le-Pont, a envoyé une très remarquable série de ses divers produits. Nous avons déjà eu occasion de signaler l’existence de cette industrie en parlant des conducteurs bi-métalli-ques employés par la maison Mildé pour l’établissement des prises de terre et des descentes des paratonnerres du système Grenet.
- Mais cette application est bien loin d’être la seule à laquelle donne lieu le bi-métal Martin. L’Etat, les grandes compagnies de chemins de fer emploient de grandes quantités de fils, et plusieurs lignes télégraphiques importantes construites d’après ce système fonctionnent depuis trois ans.
- Si on les compare aux lignes en cuivre, aux lignes en fer et aux lignes en bronze, on voit qu’il y a avantage à les employer, à tous les points de vue, tant à celui de la solidité, qu’à celui de la conductibilité des lignes. Un tableau fort ingénieux présentant les résultats obtenus avec le fer, le cuivre et le bronze silicieux met en lumière ces divers avantages par des résultats numériques.
- En effet, le fil bi-métallique possède les propriétés caractéristiques des deux métaux dont il est constitué. On lui reconnaît à la fois la conductibilité, la résistance et la légèreté. L’art de l’ingénieur électricien est donc de combiner ces deux propriétés, et l’on a un champ en quelque sorte indéfini, puisque les deux métaux se superposent sur l’épaisseur qu’on veut. On arrive ainsi à obtenir des fils dont la résistance varie de 60 à i5o kilog. par millimètre carré, et dont la conductibilité est une fraction très notable de celle du cuivre rouge de même poids au mètre courant.
- Nous avons vu exposés pour les sonnettes des fils bi-métalliques en bobines très souples et dont la résistance est aussi satisfaisante que le prix. L’application du cuivre ayant toujours lieu en couche épaisse, le fer est admirablement protégé contre l'oxydation. Il en résulte que l’usine de Joinville-le-Pont fabrique un grand
- nombre de produits non électriques, tels que grillages, toiles métalliques, suspensions, rivets, crochets et agrafes dont nous n’avons point à nous occuper ici, mais nous devons signaler, comme une des applications les plus récentes, la fabrication de bornes pour les appareils électriques. On peut ainsi les faire plus grosses, et par conséquent plus maniables, sans en augmenter le prix.
- W. DE F O N VIELLE.
- A l'ROl>OS
- DE LA THÉORIE DES MOTEURS
- A FLUX TOURNANT
- Au sujet du dernier article de M. Farman (J) M. Leblanc nous envoie la note suivante :
- M. Farman commet une grosse erreur en posant :
- alors que l’on doit poser :
- d'r _ V i i d M
- dt ~ dt '
- En effet, considérons deux circuits ayant un coefficient d’induction mutuelle M et parcourus par des courants d’intensités I et J.
- La portion du flux engendré' par le second circuit qui coupe le premier est égale, par définition du coefficient M, à M J.
- La force électromotrice développée dans le premier circuit par la réaction du second est égale à
- d
- dt
- (MJ; =
- M
- aj_
- dt
- Le premier terme du deuxième membre de cette équation représente la réaction qu’exercerait le second circuit s’il était fixe, réaction identique à celle du circuit secondaire d'un transformateur sur un circuit primaire.
- Le second terme de ce deuxième membre
- (’) La Lumière Electrique, du 18 novembre 1893, p. 317
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- 42Ô
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- représente la réaction exercée par le second circuit supposé parcouru par un courant d’intensité constante, mais déplacé par rapport au premier circuit de telle manière que leur coefficient d'induction mutuelle subisse une variation d M.
- Ces deux effets se superposent, mais seul le second terme correspond à la production d’un travail, car seul il dépend d’un déplacement relatif des deux circuits. On sait généralement d’ailleurs que les forces développées entre deux circuits dépendent des intensités des courants qui les traversent et non de leurs dérivées.
- M. Farman nous reproche d’autre part d’avoir supposé constants les coefficients de self-induction des circuits des machines à champ tournant. A cela nous répondrons :
- r Qu’il en est ainsi dans toute bonne machine ;
- 2° Que nous publierons incessamment une théorie de ces machines où nous supposerons ces coefficients variables et que l’on verra que cela ne change rien à nos premières conclusions.
- M. Farman donne comme réponse à cette note l’explication suivante :
- Dans ce qui suit, nous ferons usage des notations de MM. Mutin et Leblanc (x) et nous supposerons que dans la figure i A représente une des bobines du second enroulement fixe et B une des bobines du premier enroulement mobile.
- Nous allons essayer de démontrer que nous avons raison de poser :
- dT dJTMJ) d M d J dV
- dt ~ dt J dt + dt + J dt K 1
- Pour cela, nous allons prouver que l’expression de la puissance
- d T . d M
- "dt J ' dt'
- (a)
- employée par MM. HutinetLeblanc, estinexacte.
- Si, à un instant quelconque /, nous pouvions maintenir I' et J constants dans les bobines A
- (h La Lumière Électrique du 23 mai 1891
- et B, la puissance développée en l’unité de temps serait
- d T _ d N ___ , d M
- TÏÏ — J lü ~J ~dï '
- MM. Mutin et Leblanc appliquent également cette expression dans le cas où I' et J varient.
- Pour que l’on puisse agir ainsi, il faut évidemment que I' et J varient de telle sorte que leur produit soit constant pendant une seconde.
- On doit donc avoir :
- l'J ~J U) = K-
- Et la dérivée par rapport à t doit être nulle :
- (')
- Si nous remplaçons les valeurs de T et J par leur expression en fonction du temps
- I' = A cos 2 k ~ J = J„ sin 2 ir d —nQj t — f J, l’expression (1) devient :
- A COS 2 : ~ J „ COS 2 71 |”Q, — idÈj l — Q, — Il 0^2 7t
- = J„ sin 271 —n ~ Asinajt ~
- Ceci revient donc à l’expression :
- sin »v sin y cosxcosy
- = constante = LbüT.
- Cette expression ne pourra être constante que dans un cas, quand x et y seront complémentaires, et ce cas limite correspond à
- 1 = 1 — n ii T, n ÛT = o,
- c’est-à-dire qu’il faut que M soit nul pour que la condition (1) soit remplie et qu’on puisse appliquer l’expression (a). Il est à remarquer que l’équation (b) sera toujours valable, même dans ce cas limite, puisque les deux derniers membres contenant les dérivées de I'et J s’annulent et que par conséquent l’équation (b) se réduit à l’équation (a).
- Ces quelques considérations, suffiront, je crois, pour montrer clairement que l’on doit tenir compte des variations de I'et J en l’unité de temps (c’est-à-dire de leur dérivée), pour obtenir une valeur exacte de la puissance à un instant t.
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 427
- Voici finalement la réponse de MM. Leblanc à la note de M. Farman :
- CHRONIQUE ET REVUE
- Dans la note qui précède, M. Farman confond deux notions distinctes :
- i° La dérivée du travail prise par rapport au
- , dT temps w.
- 20 Le travail moyen fourni par seconde et dont l'expression est :
- notions qui ne peuvent être confondues que
- si la dérivée TT est constante. cil
- Quand nous posons dT = IJciM, nous donnons l’expression du travail élémentaire fourni pendant un temps infiniment petit, et pendant lequel les intensités I et J doivent être considérées comme constantes, leurs variations pendant ce temps ne pouvant introduire dans l’expression du travail élémentaire d T que des infiniments petits d’ordre supérieur au premier, dont il n’y a pas à tenir compte.
- Quant au travail moyen fourni par seconde, son expression devient :
- formule dans laquelle il convient, avant d’effectuer l’intégration, de remplacer les termes d M
- I, J et —jj- par leurs expressions en fonction du
- temps et que l’on devra déterminer, au préalable, dans chaque cas particulier.
- En d’autres termes, supposons qu’entre deux points m et m' situés à une distance S, soit développée une force F dirigée suivant la ligne qui les joint et que cette force soit une fonction du temps.
- Si nous déplaçons le point m' suivant la droite mm’ de manière à augmenter la distance S d’une quantité ds, le travail élémentaire que l’on devra dépenser pour cela sera F d s et non d (F S) — F ds -\- S d F, comme le veut M. Far-
- man.
- DE LA PRESSE INDUSTRIELLE
- La station centrale de Fiïrstenfeld-Bruck. par O. von Miller.
- La commune de Fürstenfeld-Bruck avait acquis à Schœngeising une installation hydraulique qu’elle voulait utiliser pour la production de l’énergie électrique nécessaire à son éclairage, et. chargé M. O. von Miller de l’exécution de la partie électrique de cette installation.
- La figure 1 indique la disposition adoptée par l’auteur pour la transmission et la distribution de l’énergie- électrique engendrée par la force motrice hydraulique.
- Le système choisi comporte l’emploi du courant alternatif, qui permet de réaliser la transmission à grande distance avec le moins de dépense. L’inconvénient inhérent à ce système de ne pas permettre l’accumulation de l’énergie n’entre pas ici en ligne de compte, car la force motrice hydraulique est plus que suffisante pour assurer en toute saison un service régulier.
- Les alternateurs W, et W2 produisent des courants sous une tension de 2600 volts; ils sont couplés en parallèle et reliés par une ligne de transmission de 7 kilomètres de longueur avec la ville de Bruck. Là le circuit se dédouble et décrit une boucle fermée qui distribue le voltage très uniformément.
- Des transformateurs branchés sur cette boucle du circuit à haute tension abaissent la tension à 100 volts, et envoient le courant secondaire dans un réseau à basse tension qui le distribue dans la ville. Du centre de ce réseau partent deux fils qui servent à mesurer à la station centrale le voltage de distribution et dont l’un sert en même temps de ligne téléphonique.
- Les turbines utilisent un bras canalisé de la rivière Amper; elles ont été installées, au nombre de trois (fig. 2), par la maison Schelsan et Iss-mayer, de Munich. Leur rendement varie peu avec le débit; le réglage s,’effectue à la main ou automatiquement à l’aide d’un frein qui charge la turbine lorsque les dynamos débitent peu, et qui maintient ainsi une vitesse uniforme.
- Les alternateurs actionnés par ces turbines,
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- IOO \? ol ta
- 20OO'f,»lti
- 100 y
- Fig-, i. — Ligne de transmission et réseau de distribution de l'énergie électrique à Fürstenfeld-Bruck.
- Fig. 2. — Station de Fürstenfeld-Bruck. Turbines.
- Fig*. 4 et 5. — Transformateur Brown.
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- 4 -9
- de même que les transformateurs et les moteurs, sont fournis par MM. Brown, Boveri et C°.
- La ligne, de 7 kilomètres de longueur, est formée de fil de 6 mm. de diamètre fixé sur des isolateurs ordinaires. La ligne téléphonique est parallèle à la ligne à haute tension, et fixée sur les mêmes poteaux; et quoiqu’elle n’ait pas de circuit de retour métallique, la communication téléphonique est excellente.
- A l’intérieur de la ville la ligne à haute tension passe sur des poteaux très élevés au-dessus des ma-isons.Les transformateurs sont au nombre de 10; plusieurs d’entre eux sont abrités dans des colonnettes disposées comme le montre la figure 3. Avant d’aboutir aux transformateurs, les conducteurs passent dans une boîte contenant plombs de sûreté et parafoudre.
- Le transformateur, du type Brown, est représenté par les figures 4 et 5, suffisamment explicites. L’appareil est entièrement plongé dans une caisse en fer remplie d’huile.
- Le circuit de distribution passe devant les façades des maisons ; les deux fils sont fixés suides supports de formes variées, dont les figures 6 et 7 donnent des exemples. On voit qu’ils ne nuisent en aucune façon à l’aspect coquet des rues, et les consoles qui supportent les lampes à arc et les lampes à incandescence ont des formes très élégantes.
- En général, dans les petites villes les lignes aériennes n’ont aucun inconvénient au point de vue esthétique; d’autre part, un branchement d’abonné ne revient qu’à c5 francs avec un fil aérien, tandis qu’il coûte dix fois plus quand la distribution se fait par câbles souterrains.
- Les lampes à arc se trouvant très éloignées les unes des autres, on n’a pu les grouper par deux en tension, mais chacune d’elles est alimentée par un transformateur spécial. On trouve aussi en usage à Fürstenfeld-Bru'ck des appareils de chauffage électriques, tels que fers à repasser, ustensiles de cuisine.
- L’alternomoteur Brown employé dans cette installation est représenté par les figures 8, q et 10. Il est formé d’un inducteur à quatre pôles tournant à l’intérieur d’un induit fixe à courant alternatif. Le démarrage des moteurs ne se fait pas brusquement; pour éviter de trop grandes variations de courant, on se sert d’un transformateur qui permet d’augmenter la tension graduellement. Le courant d’excitation n’est pas
- emprunté au courant principal; il est fourni par une des bobines induites, dont le voltage alternatif très peu élevé est redressé à l'aide d’un commutateur. On évite ainsi la nécessité de décaler les balais quand la charge varie. Ce moteur peut être surchargé dans la proportion de
- Fig-, 3. — Abri pour transformateurs.
- 200 0/0 sans s’arrêter. L’entretien se réduit au renouvellement de l’huile toutes les semaines. Jusqu’à la puissance de to chevaux l’espace occupé ne dépasse pas un mètre cube.
- Chaque turbine développe 68 chevaux, ce qui, en tenant compte du rendement, donne pour les i deux turbines actuellement existantes une puis-
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- q3o
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- sance disponible de 120 chevaux qui sera portée à 180 chevaux après la mise en place d’une troisième turbine.
- La ligne, de 8 kilomètres de longueur, donne lieu à une perte de 17,5 0/0 aux bornes des transformateurs; on peut donc alimenter actuel-
- l'igr- G. — Éclairage public. Lampes à arc.
- les consommateurs, sont de 74000 francs pour l’installation provisoire (deux turbines) et de 100000 francs pour l’installation complète (trois turbines), soit de 46 et de 41 francs respectivement par lampe de 16 bougies.
- Les frais d’exploitation comprennent l’intérêt,
- Pige 7. — Éclairage public. Lampes à incandescence.
- lement i3oo lampes. Le total de celles prévues sera de 25 0/0 supérieur à ce chiffre.
- Le coût de l’installation hydraulique, dépendant entièrement; des conditions locales, ne se prête pas à une comparaison.
- Les dépenses faites pour l’installation électrique, non compris les candélabres, qui font partie des installations privées et sont payés par
- l’amortissement de ces sommes, le graissage et l’entretien des machines, et les salaires de trois employés; ils ne s’élèvent, pour le cas de 1200 lampes allumées simultanément, qu’à 25 francs par lampe de 16 bougies et par an, et se réduiront à 16 francs lorsque la consommation aura atteint la puissance totale de l’usine.
- Partant de la considération qu’une commune
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- propriétaire d’une station centrale d’éclairage électrique de ce genre ne doit pas chercher à obtenir dans les premières années d’exploitation de gros bénéfices, et qu’il est plutôt de son rôle de permettre l’usage de l’éclairage électrique au plus grand nombre possible de ses habitants, M. O. von Miller a proposé de taxer la lampe de 16 bougies à raison de 25 francs par an, en per-
- Fig. s et 9. — Al
- par l’abonné; les compteurs deviennent dans ce cas inutiles.
- Dans ces conditions, les moteurs coûtent par cheval et par an 450 francs, soit environ 1 ,a5 fr.
- Fig\ 10. — Alternomoteur Brown.
- par jour, ce qui est évidemment un prix très modéré.
- Grâce à ces avantages l’éclairage électrique a pénétré à Bruclc dans les plus petites habitations, où les lampes à incandescence ont rem-
- mettant au consommateur de se servir du courant à un moment quelconque de la journée pour l’éclairage, le chauffage ou pour la production de force motrice.
- Ce mode de taxation permet d’employer comme moyen de contrôle un simple ampèremètre à maxima, ou même un coupe-circuit rendant impossible de dépasser l’intensité payée
- rnomoteur Brown.
- placé les lampes à pétrole. Au total on compte maintenant environ 70 maisons éclairées par i5oo lampes à incandescence et 7 lampes à arc. On trouve une douzaine de moteurs électriques de toutes les puissances, depuis quelques hecto-watts jusqu’à 5 ou 6 chevaux.
- Pour une bourgade de 3ooo habitants, c’est un très beau résultat, et il serait à souhaiter que l’exemple de Bruck donnât lieu à de nombreuses imitations.
- Compteur Dejardin (1892).
- Ce compteur se compose de quatre parties principales :
- i° Un ùlcclradynamomélre formé (fig. 1) de deux bobines cc', à gros fil, enroulées en sens contraire, parcourues par le courant à mesurer, et comprenant entre elles une bobine à fil fin/, dérivée sur ce courant, et suspendue, par sa tige g, au fléau h, monté sur le couteau i (fig. 3 et 4);
- 2" Une balance constituée par ce fléau h, qui porte à l’une de ses extrémités une chaîne k, à point d’attache Z, réglable dans la coulisse Z', et enroulable, par le pignon m, sur le tambour m. et, à l’autre extrémité, un contrepoids o équilibrant la bobine/, le pignon n et la chaîne quand elle est entièrement enroulée sur son tambour ;
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- 3° Un mécanisme d'horlogerie dont l’axe q porte, enfilés sur une même douille : le tambour m et la roue s. Le tambour, est entraîné, à chaque tour de q, par la butée du doigt r" sur le
- taquet m{ du tambour jusqu’à ce que le plan incliné r'" de r", repoussé en passant devant le taquet fixe /, fasse lâcher à z" le taquet du tambour. Ce tambour est alors rappelé par le res-
- Fig\ t à 4. — Compteur Dejardin. Élévation, plan, détail du peseur et du fléau.
- sort m, attaché au fil de soie uu passé sur une pe-te poulie solidaire m, et enroule ainsi sa chaîne jusqu’àTarrêt de son taquet m, par la butée v\ 4° Le totaliseur z, dont la première roue z' est actionnée par le pignon n du fléau, fou sur son axe, dès que le mouvement de ce fléau l’amène en prise à la fois avec s et z'.
- Quand le courant passe, la bobine h, dont la course est limitée par ht butée 7, maintient le fléau horizontal, et le pignon n en prise sur s et slt avec une force proportionnelle à E I ; le mécanisme d’horlogerie déroule alors la chaîne k, à une vitesse uniforme, jusqu'à ce que le balourd de cette chaîne l’emportant, après un
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- temps/, sur l’attraction de/, fasse basculer le fléau et sépare n de zt, qui s’arrête après avoir fait marquer au compteur le nombre de watts correspondants; puis la chaîne s’enroule de nouveau sur le tambour m, et le fléau recommence périodiquement son mouvement d’intégration.
- Rhéostat Siemens et Nebel (1892).
- La résistance H est plongée dans du sable à l’intérieur d'un tube de fer T émaillé, en L, et
- Fig. 1. — Rhéostat Siemens et Nebel.
- fermé par des tampons d’ardoise P, serrés à vis C, ou à baïonnette C B, de manière à constituer un ensemble robuste et facile à manier.
- Voltmètre et ampèremètre électrothermiques Hunter (1893) — Compagnie Thomson-Houston.
- Le fonctionnement du voltmètre est le suivant : quand le courant à mesurer passe de l en
- Fig. 1. — Voltmètre Hunter.
- i au travers du (il J et du ressort H, le fil J se dilate, et le ressort H, tirant sur' le fil E, non
- traversé par le courant, fait basculer, par F, l’aiguille B sur son couteau D, malgré le ressort compensateur G, moins fort que I L Les fils E et J, de même métal et de même longueur, se comportent de même aux variations de la température ambiante, de sorte que les indications de l’appareil sont indépendantes de ces variations.
- Dans l’ampèremètre, le fil j est remplacé (fig. 2) par une barre plate tendue par un ressort à boudin H, et le ressort G par un poids G'; le fil E est suffisamment éloigné de la barre J pour ne pas être affecté par ses variations de température.
- En fig. 3, les fils E et J sont conjugués par un
- Fig. 2 et 3. — Ampèremètre Hunter.
- balancier h', taré par le ressort H', et la compensation des températures ambiantes s’opère en faisant J égal à la moitié de E, puisqu’il est attaché au milieu de h. G. R.
- Électrolyseur Outhenin-Chalandre (1893).
- Le compartiment des anodes se compose es-sentiellement, dans cet appareil, de deux parois épaisses A et B, percées de trous o' o', entaillées de rainures r r', pour recevoir les deuJt autres parois C et Dj et le fond F, assemblés par des boulons fi, extérieurs à la caisse ainsi formée, et par des boulons intérieurs fi", convenablement isolés par des tubes d’ébonite T:
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- Tous les joints, y compris ceux des tubes T, sont rendus étanches par des garnitures en caoutchouc. La caisse est fermée par un couvercle de verre G, serré par des crochets à écrous tendus sur les boulons b.
- Les trous o o' sont disposés pour recevoir des rangées de tubes inclinés P, en porcelaine poreuse, avec garnitures étanches, en rondelles de caoutchouc R R'(fig. 4). Ces tubes renferment les cathodes, constituées par des plaques de fer J
- saisies entre des écrous sur la vis h, clavetées en j, et serrées en s' par le tirant s, dont l’étrier appuie sur le joint R.
- Les anodes sont formées de plaques de carbone scellées dans des barreaux U, en plomb verni à la gomme laque, appuyés sur le fond des rainures n n de A et de B, et reliées au circuit par un bletage /, à manchon e, recevant dans unè coupe à mercure le téton g du collecteur.
- Fig. 1 à 5. — Electrolyseur Outhenin-Chalandre.
- L’électrolyte aspiré par le tube de droite du couvercle G arrive, par le tuyau 1 (fig. 1 à 5), dans le compartiment a d’un bac séparé, où il se resature de sel et d’où il repasse à l’électro-lyseur par 2 et le tuyau de gauche de G. Les gaz dégagés de l’électrolyse aux anodes s’échappent par H.
- Pour électrolyser, par exemple, du chlorure de sodium, on remplit le compartiment des anodes d’une dissolution concentrée jusqu’au niveau indiqué en figures 1 et 2, puis l’auge extérieure K d’eau additionnée d’un peu de 80udef pour en augmenter la conductibilité. A
- mesure que la dissolution se sature de soude aux cathodes, on la soutire par le tuyau v, en la remplaçant par de l’eau en Q. L’inclinaison des tubes facilite le dégagement de l’hydrogène, qui se recueille presque entièrement dans la cloche A V (fig. 2). L’oxygène et le chlore des anodes s’évacuent en H.
- Cet appareil, solide et facilement accessible, est en même temps compact et très énergique; les éléments électrolysés y sont presque complètement séparés.
- G. R.
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- Ampèremètre Hochausen (1893).
- Cet ampèremètre indique à la fois l’intensité et le sens du courant qui traverse sa bobine B Ce courant magnétise avec la même polarité les barres de fer doux H3 et H, de sorte que H3, qui est fixe, repousse H2, attachée au pivot E de l’aiguille E, dont le quadrant est gradué en ampères. Quant au sens du courant, il est indiqué par un aimant permanent M, que le courant de
- Fig. ! et 2. — Ampèremètre Hochausen.
- P oriente de manière qu’il présente en avant de l’appareil sa face o ou sa face o', suivant le sens du courant. G. R.
- Téléphone Clamond (1893).
- La caractéristique de ce téléphone à résistance variable est l’emploi, comme corps variable, d’une substance semi-fluide, composée d’un mélange de glycérine ou de vaseline et d’une poudre métallique aussi légère que possible : de la limaille d’aluminium, par exemple. Lorsque (fig. i) les électrodes 2 et 3 vibrent sous l’impulsion des ondes sonores, le corps se déforme comme on l’a représenté d’une façon très exagérée en figure 2 et 3, de manière que sa section, et, par suite, sa résistance, varient en fonction des ondes sonores, mais sans variations brusques aux surfaces mêmes de son contact avec les électrodes, ainsi que cela se produit avec les corps granuleux ou pulvérulents secs, dont quelques grains quittent, puis rejoignent les surfaces vibrantes.
- La figure 4 représente l’application de ce système à un microphone avec bobine d’induction i5 : le corps 1 est enveloppé (fig. 5) d’une gaine très flexible 11, constituée par une couche de caoutchouc appliquée au pinceau.
- On peut aussi donner (fig. 6) au corps 1 la forme d’une capsule de surface très étendue, maintenue par une couche de caoutchouc 11.
- Fig. 1 à 7. — Téléphone Clamond
- Dans ce cas, les électrodes 2 et 3 sont (fig. 7) reliées au circuit, et suspendues par deux ressorts 19 et 20 à butée élastique réglable 21.
- G. R.
- Construction des alternomoteurs, par Emil Kolben (*).
- IL — Calcul de l'induit.
- Nous considérons le problème du démarrage séparément. Pour le moment, nous admettons que le moteur donne sa puissance normale de Wj watts efficaces en tournant avec une différence de vitesse de par rapport au synchro-
- Si le moteur tournait à la vitesse théorique, il1 ne pourrait se créer une force électromotrice par-induction dans les conducteurs de l’induit, car il n’y aurait pas de différence entre cette vitesse et celle du flux. Mais par suite du retard, les conducteurs de l’induit deviennent le siège de forces électromotrices et, par suite, de courants-dont l’intensité dépend des valeurs du retard et!
- (*) La Lumière Electrique du a5 novembre 1893, p. 385.
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- delà résistance de l’induit Rj. Le travail mécanique qu’accomplira le moteur sera déterminé par ces courants, qui produisent dans l’induit une certaine perte wt, qui donne la mesure du travail utile produit.
- Supposons l’induit enroulé de u sections de;» conducteurs, ces derniers reliés en série. Chacune des sections est fermée en court circuit sur elle-même et est indépendante des autres. Soit rx la résistance d’un conducteur (avec ses connexions) et Rx = mrt la résistance totale d’une section. Pour une induction Bx .produite
- par le champ avec un retard de (voir équation 6), et pour une vitesse tangentielle
- u* = âD-
- \ SJ
- la force électromotrice induite dans m conduc-
- Fig. 1
- teurs reliés en série, chacun de la longueur in duite l (fig. i), sera
- La perte dans les u sections de l’induit est donc
- E *
- n\ = u (ïo)
- Comme le moteur tourne avec un retard de -
- s
- par rapport au synchronisme, la puissance totale développée par le moteur doit être s fois la perte dans l’induit, soit
- et comme W — Wa + wt, nous trouvons que la puissance mécanique utile à la poulie du moteur est :
- (ii)
- En substituant dans cette équation la valeur de E, tirée de (9) et en considérant que m« = N„ nombre total de conducteurs sur l’induit, nous troùvons pour la puissance utile :
- d’où la résistance d’une section de l’induit
- n,* r- iv u,* s — 1
- R.
- ïo*6 u W,
- t13)
- L’intensité efficace du courant dans l’induit est alors
- ou encore
- E, _ io, R( s , (m)
- ïo8 W, 5 11 — ü,n,;b, s — i (15)
- Les formules (12), (i3) et (14) montrent nette-1 ment les facteurs qui sont principalement déterminants de la puissance d’un moteur à courant alternatif.
- Ces équations sont générales et dans le cas d’un induit fermé comme dans la disposition Dobrowolsky (fig. 2), nous avons la condition particulière u=i, et la résistance totale est la résistance réduite de tous les conducteurs de ! l’induit.
- III. — Détermination du courant d’excitation et du courant principal.
- La méthode bien connue employée pour le calcul d’excitation d’un transformateur s’applique également aux moteurs. Si (fig. 4)
- sont les longueurs moyennes des circuits magnétiques, B, B! et B, les valeurs efficaces de l’induction dans l’inducteur, dans l’entrefer et dans l’induit, II et H2 les valeurs correspondantes des forces magnétisantes, le nombre total d’ampères-tours nécessaires sur l’inducteur d’un moteur à quatre pôles, à vide, sera
- i N = — 2p (ay, B, + Hv + H.r,) ;
- 4-K
- d’où la valeur efficace du courant d’excitation :
- l,5op(2y, b, +H/+H,r,) ,lC,
- ----------. (Ib)
- Nous voyons que i pourra atteindre des va-
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- leurs élevées si l’on emploie de hautes fréquences, car il faut alors pour ne pas exagérer la vitesse que le nombre de pôles corresponde au moins àp=5. Le facteur principal est naturellement la réluctance de l’entrefer; et comme l’entrefer a toujours à peu près les mêmes dimensions quelle que soit la fréquence, le courant d’excitation augmentera avec le nombre de pôles et par suite avec la fréquence.
- Le courant déwallé, ou le courant que prend le moteur lorsqu’il tourne à vide, ne diffère que très peu du courant d’excitation, parce que la puissance réelle absorbée par les frottements et
- par les résistances est très faible. Si est
- l’intensité efficace développant cette puissance, i2 = v,f2-j- *',* est très rapproché de i, comme le montre immédiatement la figure 6.
- 0 SI S» ISO 1000 1250 1500 1150
- Puissance utile en watts
- Fig. 8
- Si la valeur de t2 différait beaucoup du courant d’excitation calculé, le moteur serait défectueux, car la différence proviendrait de courants induits dans l’armature qui seraient une cause de pertes. Ces courants parasites sont inévitables dans les moteurs monophasés, dont l’intensité de champ subit des fluctuations. Dans les moteurs biphasés l’intensité de champ est presque uniforme, dans les moteurs triphasés elle l’est entièrement. Ce fait se manifeste aussi par un retard considérable du moteur même à vide.
- Le courant de pleine charge J peut être calculé de la manière suivante :
- Le courant d’excitation à pleine charge, quoique un peu plus faible qu’à vide, à cause des inductions moins élevées dans le fer, peutêtreégalé à i sans erreur appréciable. La puissance utile fournie par le moteur étant Wlt et la puissance
- perdue wu nous trouvons que le courant réel à pleine charge est
- T _ w, + w« j — E ,
- résultant de la combinaison de I avec i d’après la figure 7; sa valeur efficace est, en effet :
- J = jim'. (17)
- Avec cette valeur la section des conducteurs induits et les pertes dans le cuivre doivent se vérifier exactement.
- IV. — Rendement.
- Le rendement total peut être trouvé en calculant les pertes suivantes :
- 1. La perle par hystérésis w/, et la perle par courants de Foucault wc, d’après les inductions maxima B et B2, le volume du fer de l’inducteur et de l’induit (c et c2 centimètres cubes), et la fréquence n :
- Perle par hystérésis :
- wA =a«(cB'-6 + c. B,1-15). 10—7,
- le coefficient a ayant pour valeur a —0,003 pour du bon fer doux laminé.
- Perle par courants de Foucault :
- w, =fn* (c B* + c. B,s). 10-",
- le coefficient /étant = 0,004 pour des tôles de o,5 mm. d’épaisseur.
- Une construction défectueuse peut donner lieu à des pertes considérables par les dérivations magnétiques produisant des courants de Foucault dans les conducteurs de l’inducteur même, et dans la carcasse métallique maintenant les disques de fer.
- 2. La perte dans le cuivre de l'inducteur
- w=J* R.
- 3. La perte dans le cuivre de l'induit, par l'équation (10).
- 4. Les pertes par frottement dues aux coussinets et à la résistance de l’air.
- La figure 8 donne une idée des variations du rendement avec la puissance utile. Les deux courbes résultent d’essais faits sur un moteur monophasé de 2 chevaux du type Œrlikon,
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- établi pour une fréquence de 42 périodes par seconde. A. H.
- Distribution de l’énergie électrique par réseaux de conducteurs, par M. Carlo Coltri (*).
- 11 est aussi facile de trouver les points où l’on peut couper le réseau sans altérer sa distribution. La figure 6 représente la distribution effective des courants dans le réseau considéré. La chute maxima de potentiel à lieu à la prise de courant de 200 ampères et placée entre les nœuds V et VI. La différence de potentiel en ce point est en effet de 85.9 volts.
- Le calcul montre donc un défaut d’équilibre dans la distribution des potentiels; on y a remédié au moyen d’un feeder aboutissant au nœud VI. La simple inspection de la figure montre qu’une différence de potentiel constante maintenue en VI suffit en effet pour obtenir une répartition plus homogène des potentiels.
- Supposons donc que le nœud VI est maintenu à io5 volts et calculons la nouvelle répartition et le courant que devra fournir le feeder aboutissant à ce nœud.
- La figure 7 représente le réseau avec les charges réduites. Les équations d’équilibre ne sont plus maintenant qu’au nombre de cinq. Les cinq inconnues sont comme précédemment les potentiels Vlt V2, V3, V4, V5, aux nœuds I, II, III, IV, V.
- Les équations, que nous ne reproduirons pas, conduisent aux valeurs suivantes pour les différences de potentiels :
- v, = 104,3 V* — 105,629
- V, = 102,281 V» = 106,089
- V,= 99,863
- En déduisant de ces valeurs les courants circulant dans chacun des conducteurs, on obtient les résultats inscrits sur la figure 7.
- La répartition des courants traversant effectivement les diverses parties des conducteurs s’obtient comme dans l’exemple précédent.
- La perte de tension maxima a lieu pour le nœud III, où la différence de potentiel est de 99,868 volts. Le courant fourni par le nœud A à 110 volts est :
- 199,1 + 342,4 +262,26 + 145,587 = 1000,i5 ampères.
- (') La Lumière Électrique du 25 novembre'1893, p.-38o.-
- Celui fourni par le nœud VI au potentiel de io5 volts sera de :
- 399,9 + 154,122 — 10,892 — 6,29 = 437,83.
- La section du nouveau feeder, dont la longueur est de 180 mètres, sera donc d’environ 540 mm2.
- La somme des deux courants d’alimentation sera donc de
- 1000,15 + 437,84 = 1437,99.
- La distribution est dans ce cas considérablement améliorée.
- La méthode exposée résout donc complètement le problème de la détermination dans un
- Fig. c
- réseau de distribution électrique dont les récepteurs sont montés en parallèle, ainsi que celui de la recherche des courants dans les différents conducteurs.
- En pratique, ce qui intéresse le plus l’ingénieur, ce n’est pas tant la connaissance des éléments du réseau à un régime de charge quelconque, mais plutôt celles de leurs variations et des perturbations possibles qui peuvent se produire aux différentes charges.
- Pour étudier ces variations, nous allons tout d'abord donner quelques théorèmes sur la dépendance des tensions aux divers points du réseau en fonction des charges et de leurs varia-‘ tions.
- Considérons encore le cas général d’un réseau [, de distribution en parallèle composé de m -}- n
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- nœuds réunis entre eux deux à deux de toutes les manières possibles, c’est-à-dire à l'aide de
- conducteurs.
- 2
- Soit n le nombre de ces nœuds maintenus à des potentiels constants par une disposition quelconque; les m nœuds restant 1, 2... m, auront des différences de potentiel Vx V2... V,„ inconnues pour le moment. Appelons I, , I„...L,
- I, I2.. I»i les intensités respectives des charges
- de chaque nœud, ces intensités étant négatives ou positives selon que le nœud considéré est un point d’alimentation ou de consommation, et enfin par la lettre R, affectée des indices des nœuds, la résistance des conducteurs doubles réunissant ces nœuds.
- En appliquant l’équation fondamentale
- X
- V-V. _ yilr R ~ ^ R
- à un nœud quelconque S, nous aurons
- (0
- (v, — v.« ) î5~ +(v„-v8)-Ri- +•••+(Vx —vs ) —-1—
- Kis K ns Kxs
- + (V, - Vs ) — +.+ (V„, - V.)^- = I.
- ou
- 2. (V—V.)R|r + 2. (V.-VJjJ--!, .
- Nous pouvons écrire encore :
- V1 V‘r
- s Rus
- -v. y
- R
- Yj
- R„
- = 1.
- ou 2 gr est somme des conductibilités dans
- tous les conducteurs concourant au nœud S.
- En écrivant une pareille équation pour chaque nœud nous aurons, en général, un système (A) d’équations qu’il est inutile d’écrire et qui s’obtiendrait en remplaçant s parles indices de tous les nœuds : s = I, II,, 111... N ; 1, 2... m.
- Si l’on fait la somme de toutes ces équations, on reconnaît immédiatement que le premier membre est nul. Il doit donc en être de même du second, ce que l’on reconnaît du reste a priori la somme des courants partant des points d’alimentation étant égale à celle des courants issus des points de consommation.
- Supposant maintenant que les appareils consommateurs soient supprimés, ou autrement dit que les charges aux m nœuds soient enlevées en laissant aux autres les différences de poten-
- tiel admises. Dans ces conditions, quelques-uns de ces derniers, ceux à potentiel plus élevés, fourniront du courant aux autres, qui fonctionnent, comme points de consommation. Un tel fait ne peut avoir lieu en pratique; nous ne le considérons que pour la commodité du calcul, Appelons dans ce cas 1°, I°„....... I°K les intensités des courants aux nœuds I, II.N, les unes
- positives, les autres négatives, par rapport au réseau. Pour tous les autres nœuds nous avons
- I, = i2=... I„ = o.
- Déterminons dans cette hypothèse la différence de potentiel V0* au nœud S. Pour cela appelons A0 le déterminant des coefficients des
- inconnues dans le système (A) et As, As„..A4;
- les déterminants mineurs de V* avec leur signe, de la colonne de ce 'déterminant correspondant aux coefficients de V, dans les équations du système. Nous avons, d’après la formule connue de Cramer :
- y „ I i A‘i -f- I"nA8ir4- -Ç I*jr A4
- * ^ ou plus simplement :
- Appliquons maintenant la prise de courant \p au nœud de consommation P. La distribution des potentiels et des courants sera altérée. Appelons alors û , i,.. 4 les courants fournis respectivement par les nœuds I, I, I. N au nœud
- P. La différence de potentiel V1., qui existe pour ce régime au nœud S sera donc- par analogie avec (2) :
- y, S (I"ir + ùl) A*II + I„ A%
- * a. ’
- où A*p est le déterminant mineur de I,,.
- Faisons maintenant varier I;J en lui assignant la valeur KI/,. Chacun des autres éléments du réseau restant invariable, les courants i, iIt... 4 fournis par les points d’alimentation varieront proportionnellement à I,,. Ce fait évident par lui-même rentre dans le principe de la superposition des courants démontré par Maxwell.
- Nous aurions donc, par suite de la charge K I;j du nœud P, une différence de potentiel V2S au nœud S donnée par :
- V2 - ^ (I',. + Ki„)KI, A'„
- (4)
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- 440
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- En retranchant (3) et (4) de 1 et comparant les . résultats, on trouve :
- (V.* - Vi.) = K(V.-V'.), 5)
- que l’on interprète ainsi :
- L’abaissement de tension dans un nœud quelconque du réseau, par suite de la charge de ce réseau, est directement proportionnel à la chàrge des nœuds.
- Supposons qu’on charge un autre nœud Q d’une prise de courant en laissant toutes les autres décharges. Désignons encore par f, , ... is
- les.courants respectifs fournis par les N nœuds à la'prise Q, la différence de potentiel V34. au point S dans ces circonstances sera comme précédemment
- V5 = ^ -I- jn) A*1I + I, A\ . .
- ’ A0 ' '
- ou Aq* est le déterminant mineur de \q.
- Chargeons en même temps les nœuds P etQ parles prises de courant I/, et \q ; les courants fournis par chacun dés nœuds dans les deux cas étant respectivement i'lt i'x, i, *„...., 4,
- la différence de potentiel V* existant dans ce cas au point S sera cette fois :
- V* _ i" + i'» ) A*h + I,, A*p -I- I,, A% ^
- En retranchant (3) (6) (7) de (2) et comparant le résultat on obtient :
- (V/_V\) = (V\-V.) +(V“.—V3.): (8)
- La variation de la tension dans un nœud quelconque du réseau, par suite delà variation de la charge dans deux ou plusieurs autres nœuds, est donc égale à la somme des variations qui auraient lieu si ces variations se produisaient séparément.
- Le théorème est facile à démontrer en considérant la formule (1).
- Ces théorèmes, qui peuvent du reste se déduire du principe connu de la superposition des potentiels de Helmholtz, offrent dans l’étude qui nous occupe un moyen commode et pratique poursuivre les variations importantes du régime dans le réseau.
- On pourrait, par exemple, procéder ainsi :
- On détermine une fois pour toutes les différences de potentiel existant aux nœuds du ré-
- seau non chargé. Pour « des nœuds ces valeurs sont données ; pour les autres on les détermine en appliquant à chacun d’eux la formule fonda* mentale
- (où I0 = o lorsque tous les nœuds n’ont aucune charge).
- Si le réseau est alimenté par un ou plusieurs feeders ou autres appareils capables de maintenir la même tension en tous les points d’alimentation, la différence de potentiel aux m autres nœuds est naturellement la même partout et égale à celle des points d’alimentation, lorsque le réseau est déchargé.
- On charge donc les différents nœuds, l’un après l’autre, de quantité constante, 10, 100 am-
- Fig. 7
- pères, selon la capacité du réseau, et on détermine pour chacun de ces régimes les différences de potentiel aux divers nœuds du réseau. La recherche de ces valeurs se fait simplement par la résolution des divers systèmes (A), les valeurs des coefficients et les déterminants mineurs étant les mêmes pour tous.
- Ces valeurs permettent de construire des tables disposées convenablement, et où par chaque nœud est assignée la différence de potentiel pour divers régimes de charge unité. Les deux théorèmes établis plus haut permettent de calculer rapidement, pour un régime quelconque, les valeurs de la tension aux nœuds, ainsi que les courants dans chaque conducteur, et donnent ainsi une idée très nette de la distribution et de ses perturbations possibles.
- (A suivre.) F. G.
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- -441
- REVUE DES TRAVAUX
- RÉCENTS EN ÉLECTRICITÉ
- Four électrique continu à réverbère, par M. Moissan (*).
- L’auteur avait déjà montré que dans les fours qu’il avait précédemment employés (-) l’action calorifique était produite comme dans les fours à réverbère, et c’était là ce qui différenciait ces fours des fours de Siemens, de Cowles et d’At-cheson. Les substances à réagir ne se trouvaient pas en contact avec l’arc, c’est-à-dire dans la vapeur de carbone qui pourrait modifier les conditions des réactions.
- Le four que nous allons décrire réalise absolument un four à tube à réverbère analogue à ceux des laboratoires, chauffés au charbon.
- L’arc est produit au-dessus d’un tube en char-
- Fig. 1
- bon, placé perpendiculairement au plan vertical qui c'ontient les électrodes.
- Si l’on veut une marche continue, ce tube peut être légèrement incliné de façon à permettre l’écoulement des matières fondues au fur et à mesure de leur fusion (fig. i).
- L’enceinte du four est faite avec des briques de calcaire bien sec à grain fin : la cavité centrale qui servira de paroi rayonnante devra, pour résister assez longtemps à la haute température, être garnie de plaques alternées de magnésie (3) et de charbon (i centimètre d’épaisseur de plaque).
- Ces plaques, au nombre de quatre, seront disposées de telle sorte que la magnésie soit toujours
- CI Comptes rendus, t. CXVII, p. 679.
- (a) La Lumière Électrique, t. XLVII, p. 317 et 575.
- C) Préparée par les procédés Schlœsing. Comptes rendus, t. CI p. i3i et t. CXVII p. 682.
- en contact de la chaux vive et la plaquette de charbon à l’intérieur.
- La magnésie étant irréductible par le charbon, ne pourra donc disparaître par volatilisation, tandis que, à ces hautes températures, la chaux fondrait au contact du charbon et produirait du carbure de calcium liquide. La cavité est fermée par un couvercle de deux plaques disposées comme les plaques latérales, et recouvertes d’un bloc de pierre calcaire. Le tube de charbon traverse les parois de pierre calcaire et les plaques; son diamètre est de 1 à 2 centimètres ; il est à 1 centimètre au-dessous de l’arc et à 1 centimètre au-dessus du fond de la cavité.
- Ainsi disposé, le four peut être chauffé plusieurs heures avec des courants qui ont varié de 3oo ampères et 70 volts à 1000 ampères et 60 volts. La partie chauffée du tube se transforme entièrement en graphite. Si le tube est en carbone pur, aggloméré sous forte pression, le graphite formant un feutrage, il n'y a pas de changement dans le diamètre.
- On peut revêtir l’intérieur du tube avec de la magnésie quand on veut opérer en l’absence du charbon; il faut alors s’arranger de manière à ne pas élever la température, pour éviter la vaporisation de la magnésie.
- L’inclinaison du tube à 3o° permet la préparation continue des métaux, et en 1 heure, avec 600 ampères et 60 volts, M. Moissan a préparé un culot métallique de chrome fondu de 2 kilos. Le métal liquide coule dans une lingotière en sesquioxyde de chrome, où il se débarrasse du carbone qu’il pouvait contenir.
- Ainsi; avec cette nouvelle d.isposition, la préparation des métaux (*) est devenue plus facile, et nous avons déjà signalé qu’une usine française, à Laval, en produisait pour les besoins de l’industrie et des laboratoires, en se servant de fours analogues à ceux de M. Moissan et que nous aurons l’occasion de décrire prochainement. A. R.
- Influence de l'état de la surface d’une électrode de
- platine sur sa capacité initiale de polarisation, par
- M. J. Colin (s).
- Le but de l’auteur est de montrer que la production d’un dégagement gazeux à la surface
- (‘) Chrome, molybdène, manganèse, uranium, tungstène, vanadium et zirconium.
- (2) Comptes rendus, 2 octobre 1893.
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- 442
- LA LUMIÈRE ELECTRIQUE
- d’une lame de platine a pour effet de modifier les capacités initiales de polarisation de la lame, modification attribuée, dans le cas d’une lame ayant séjourné pendant quelques jours dans de l’eau acidulée, à la présence de gaz oblitérant plus ou moins les cavités superficielles du platine et modifiant de cette façon sa surface réelle.
- L’auteur détermine tout d’abord la capacité initiale d’une lame de platine, puis provoque un dégagement gazeux à sa surface en s’en servant comme d’électrode négative dans un voltamètre à eau acidulée. La capacité initiale de polarisation tombe alors en ce cas dans le rapport de 21 à 7.
- L’hydrogène produit en même temps une dissymétrie considérable dans le phénomène de la] dépolarisation instantanée, qui est très lente lorsqu’on cherche à dépolariser la lame en l’employant comme cathode, et au contraire presque instantanée et par suite non mesurable dans le cas contraire.
- L’oxygène agit en sens inverse et fait augmenter la capacité. Enfin, une électrode ayant atteint sa valeur minima, si l’on ajoute une faible quantité d’acide chromique à l’un des voltmètres et qu’on ferme son circuit sur lui-même jusqu’à ce que toute déviation du galvanomètre ait disparu, a sa capacité augmentée d’un tiers de sa valeur primitive.
- Ces résultats sont d’accord avec les idées émises par M. Blondlot, la présence de l’hydrogène diminuant la surface. Au contraire, lorsque la lame a servi d’anode, la surface sera augmentée par l’élimination de l’hydrogène par l’oxygène. L’acide chromique, oxydant énergique, doit jouer le même rôle.
- F. G.
- Sur le phénomène de la résonance multiple, par A. Garbasso (1).
- On sait qu’un excitateur est capable de produire des étincelles dans des résonateurs de dimensions très différentes. Ce fait, entrevu par Hertz, et étudié avec soin par MM. Sarasin et de La Riye, peut s’interpréter de deux manières. On peut admettre, avec ces derniers physiciens, qu’un excitateur donné produit toute une série
- de vibrations dont les longueurs d’onde varient d’une manière continue et que dans cette série le résonateur renforce la vibration dont la période est égale à la sienne propre. Ou bien on peut supposer, comme font M. Poincaré et H. Hertz, qu’un excitateur ne donne naissance qu’à un petit nombre de vibrations rapidement amorties et que le résonateur mis en train par l’excitateur, pourvu que les périodes de ces deux instruments ne soient pas trop différentes, continue à vibrer avec sa période propre après que l’excitateur est revenu au repos.
- D’après M. Garbasso, l’expérience peut décider entre ces deux interprétations.
- Supposons, dit-il, que l’excitateur produit une seule espèce de radiations. Ceci admis, si de quelque façon on absorbe les radiations de cette longueur d’onde, aucune autre radiation ne devrait passer outre; mais si les ondes émises par l’excitateur sont de différentes longueurs d’onde, quand on en supprime une, il doit en subsister quelque autre.
- Or, pour Sarasin et de La Rive, un résonateur ne résonne qu’à la condition que parmi les radiations émises par l’excitateur se trouve la longueur d’onde particulière convenant au résonateur; pour Hertz et Poincaré cela n’est nullement nécessaire.
- Il en résulte que pour Sarazin et de La Rive un résonateur n’absorbe que la partie de l’énergie émise par le primaire qui correspond à une certaine longueur d’onde; pour Hertz et Poincaré, un résonateur quelconque peut absorber toute l’énergie émise par l’excitateur.
- Plus clairement, supposons qu’un excitateur donné E soit capable de faire agir deux résonateurs A et B de diverses périodes.
- Sur le trajet des rayons électriques qui de E vont à A et à B, interposons plusieurs résonateurs tous égaux à A; si l’explication de Sarasin et de La Rive est exacte, ces résonateurs doivent affaiblir les étincelles de A, non celles de B; si au contraire, l’interprétation de Hertz et de Poincaré est vraie, le mouvement de l’électricité doit être atténué aussi bien dans B que dans A.
- Cette expérience a été faite par l’auteur à l’aide de deux résonateurs, l’un A formé d’un fil de cuivre de o,e5 cm. de diamètre replié de manière à former un carré de i5 centimètres de côté, l’autre B constitué par un fil rectiligne de
- (‘) Journal de Physique, juin 1893.
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 443
- 0,07 cm. de diamètre et de 16 centimètres de longueur, coupé en son milieu et muni à ses extrémités de deux petites boules de laiton de 0,8 cm. de diamètre. Le premier étant placé sur le trajet des rayons émis par l’excitateur et renforcés par un miroir parabolique, on interposait un cadre de la largeur du miroir et portant 9 résonateurs identiques à A disposés suivant trois lignes parallèles comprenant trois instruments. On constatait une diminution de l’intensité des étincelles de A. Si alors on éloigne les boules des coupures des résonateurs du cadre de manière que les étincelles ne s’y produisent plus, les étincelles de A redeviennent brillantes.
- Les mêmes expériences faites en substituant à A le résonateur B ont montré que l’intensité des étincelles de B est sensiblement la même que les résonateurs T fonctionnent ou non.
- L’expérience se prononce donc en faveur de la manière de voir de Sarasin et de la Rive.
- Ces expériences conduisirent l’auteur à penser que l’action des réseaux métalliques est due à une absorption de l’énergie des radiations semblable à celle que produit une série de résonateurs. Pour vérifier cette idée il a construit deux réseaux Rx et R2 formés tous deux de fils de 14 centimètres de longueur et de 0,14 cm. de diamètre et distants de 3 centimètres les uns des autres. Dans le premier, chacun des fils était muni à ses extrémités de deux disques de zinc de 6 centimètres de diamètre ayant leurs plans normaux à celui du réseau; dans le second les diamètres des disques étaient environ trois fois plus petits. La capacité des fils des deux réseaux était ainsi différente, et le calcul donne pour Rx une longueur d’onde de 74 centimètres et pour R2 une longueur d’onde de 43 centimètres à peine.
- Il a été trouvé que Ri supprime les étincelles de A, le côté interrompu de ce résonateur étant disposé parallèlement aux fils du résonateur, tandis que Ro ne les modifie pas du tout. Si l’on remplace A par un résonateur circulaire de 20 centimètres de diamètre, aucun des réseaux ne supprime entièrement les étincelles.
- Dans une autre série d’expériences l’auteur employait deux résonateurs rx et r2 formés, le premier d’un fil de R, que l’on avait muni d’un interrupteur avec pointe et boule, le second, d'un fil de R2 également muni d’un interrup-.
- teur. Le réseau R, supprime les étincelles de rlt mais n’influe pas sur celles de r2; de même R2 supprime les étincelles de r2 et n’influe pas sur rx. Mais si on empêche les vibrations des fils de Ri et de R2 de se produire, en coupant rapidement ces fils pendant l’expérience, on voit reparaître les étincelles des résonateurs. Remarquons que ces expériences sont semblables à celles précédemment décrites avec le résonateur A et les résonateurs identiques disposés sur le cadre.
- M. Garbasso conclut que ;
- i° Un excitateur émet des ondes de diverses longueurs;
- 20 Un résonateur absorbe les ondes de longueur égale à celles qui lui correspondent théoriquement et absorbe seulement celles-là ;
- 3° Un réseau n’est qu'une série de résonateurs toujours en action, et à ce titre il absorbe certaines ondes et n’en absorbe pas certaines autres.
- Ajoutons que depuis la publication de ce travail, M. Garbasso a fait une étude de la réflexion des ondes électriques sur les réseaux. Les résultats de cette étude ont été publiés dernièrement dans ce journal (1).
- ____________ J. B.
- Expériences sur l’interférence des ondes électriques
- dans l’air, par Ignaz Klemencic et Paul Czermak
- Les auteurs ont effectué quelques mesures relatives à la nature des ondes électriques courtes dans l’air. Gomme excitateur ils se sont servis d’un conducteur primaire disposé d’après les indications données par Hertz,'dans son étude « sur les rayons de force électrique ». L’effet en était renforcé par deux miroirs concaves de Hertz. Pour cette forme d’excitateur, Hertz avait trouvé une longueur d’onde de 66 centimètres en se servant d’un conducteur secondaire ou résonateur rectiligne. Mais les expériences bien connues de Sarasin et de la Rive montrent que la longueur d’onde observée dépend principalement de la nature du résonateur; la question se pose donc de savoir quelle est dans ce cas la longueur d’onde réelle de l’excitateur et comment la détermination en dépend de la forme ou des dimensions du résonateur.
- (’) La Lumière Electrique, t. XLIX, p. 489. (-) Wiedemann’s Annalen, t. L, p. 174, 1893.
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-
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- r4.4:4
- La longueur d’onde forme en quelque sorte une constante de l’appareil si fréquemment employé de Hertz, et il est intéressant, après la découverte de la résonance multiple^) de procéder à une nouvelle détermination de cette donnée.
- La méthode employée pour l’étude des ondulations est celle de Hertz, consistant dans la production de l’interférence de deux ondulations émanant d’un même excitateur. Mais dans ces expériences on a employé deux miroirs métalliques plans. L’ondulation électrique issue de l’excitateur est réfléchie partiellement par chacun des deux miroirs, et les deux parties interfèrent sur la ligne focale d’un miroir concave secondaire. La différence de phase des ondes interférentes est déterminée par la position relative des miroirs. Cette méthode rappelle le dispositif employé par Fresnel en optique; l’idée en a été suggérée par le professeur Boltzmann.
- Les résonateurs étaient les mêmes que ceux décrits dans les études précédentes (2); ils
- avaient 5 centimètres de large. Leur longueur était la seule dimension que l’on faisait varier dans les différentes expériences.
- L’emploi de la pile thermo-électrique a donné de bons résultats; sa sensibilité était encore suffisante lorsque les miroirs plans et concave étaient séparés par un intervalle de 7 mètres. Pour dépasser ce degré de précision, il serait nécessaire avant tout de pouvoir disposer de locaux plus vastes, pour éliminer l’influence des murs et des conducteurs qui y sont fixés; de plus, il faudrait augmenter la sensibilité de l’élément thermo-électrique, ce qui ne présenterait pas de difficulté.
- L’élément thermo-électrique employé est un couple platine-maillechort, d’une force thermoélectrique de 29 microvolts par degré.
- Les résultats des recherches sont, en résumé,
- N 1
- les suivants :
- (') Voir ce même numéro, p. 442.
- (-) La Lumière Electrique, t. XLIII, p. 434.
- 1. A toute longueur de résonateur correspond une courbe d’interférence propre ; mais ces courbes ne sont bien caractérisées qu’entre certaines limites de la longueur du résonateur. Ces limites sont go et 40 centimètres, (les deux moitiés du résonateur étant prises ensemble); les courbes d’interférence obtenues entre ces limites donnent des longueurs d’onde de 70 à 40 cm., les plus grandes longueurs d’onde correspondant aux plus grandes longueurs de résonateur.
- En déterminant l’intensité de la vibration résonante pour différentes longueurs de résonateur, on constate un maximum pour une longueur de 54 centimètres; la courbed'interférence correspondante possède une longueur d’onde de5i,2cm., qui doit être considérée comme la longueur d’onde propre aux radiations de l’excitateur. L’erreur dont peut être entachée cette détermination ne dépasse pas 5 0/0.
- 2. On a trouvé comme limite supérieure du décrément logarithmique la valeur o,3g pour une longueur d’étincelle de 3,3 mm.; diverses circonstances tendent à faire admettre que ce nombre est trop élevé, de sorte que les observations concordent, dans ce cas, avec celles de Bjerknes.
- 3. La longueur de l'étincelle primaire est sans influence sur la longueur d’onde, mais bien sur l’amortissement qui croît avec elle. Ce fait a également été déduit par Bjerknes de ses expériences.
- Dispositions expérimentales.
- La figure 1 montre la disposition générale des appareils. Deux miroirs concaves de Hertz V^et Ejj (hauteur 2 mètres, largeur de l’ouverture 1,2 m., profondeur 0,7 m.) sont juxtaposés de façon que leurs axes se coupent en un point r. Dans l’un des miroirs Ej se trouve l’excitateur P, semblable à celui employé par Hertz, et un résonateur de comparaison S, dont les extrémités sont reliées à un galvanomètre Iiartmann-Wie-demann. La bobine d’induction R est actionnée par trois accumulateurs; l’interrupteur opère 23 interruptions par seconde.
- Dans le miroir concave S2 est placé le résonateur J servant à étudier l’interférence, dont on fait varier la longueur en y soudant des bandes de clinquant de 5 centimètres de largeur. Les
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- JOURNAL UNIVERSEL D'ELECTRICITE
- bornes de l’élément thermo-électrique que contient ce x'ésonateur sont reliées à un galvanomètre Thomson-Carpentier.
- Les deux miroirs se touchent en R. Parallèlement à la ligne médiane Rr on a tracé des échelles, dont les divisions sont distantes de 2 centimètres, et dont la division 70 est en face du point r. Le long de ces échelles on peut déplacer des miroirs plans, dont on a employé deux paires, dedimensions différentes.
- 1. Petits miroirs. — Chaque miroir est constitué par une lame de verre recouverte de feuilles d’étain et montée sur un support en bois. Hauteur i,3 ; largeur 0,7 m.
- 2. Grands miroirs. — Feuille de zinc mince et plane montée sur cadre en bois. Hauteur 2; largeur 1 mètre.
- Dans les essais on a toujours laissé un des miroirs sur la division 70, et on a déplacé l’autre, en observant les déviations du galvanomètre Thomson. On trouve que ces déviations vont tantôt en augmentant, tantôt en diminuant, selon la différence de marche des rayons qui interfèrent.
- Les observations représentées graphiquement donnent une courbe comprenant plusieurs longueurs d’onde.
- Théorie des expéremces.
- Nous admettrons que la vibration issue de l’excitateur est une vibration sinusoïdale amortie de la forme
- r = Ae-«( sin al.
- Nous admettrons de plus que nous avons affaire à un faisceau parallèle sortant du miroir concave primaire et que les déplacements d’un des miroirs plans par rapport à l’autre, parallèlement à la médiane, sont petites relativement aux distances Pr et Jr. Ces deux dernières hypothèses ne sont pas entièrement exactes, circonstance qui affecte surtout le calcul du décrément logarithmique.
- Dans les conditions décrites plus haut, l’onde de l’excitateur tombe à parties égales sur les deux miroirs plans, et les deux parties interfèrent sur la ligne focale du miroir concave secondaire éL. Si le miroir mobile a été reculé des cm. par rapport au miroir fixe, et si nous appelons .v
- la différence de marche des deux rayons, v leur vitesse de propagation, >, leur longueur d’onde, et si nous observons qu’il ne s'agit de déterminer que la différence de phase relative, nous pouvons nous représenter l’effet d’interférence produit par les deux vibrations
- r /
- Y et T désignent respectivement le décrément logarithmique et la durée de vibration. Le mouvement résultant peut se représenter par l’équation
- _yl
- v = ACc " sin (?-A- + *),
- dans laquelle
- XV __x_
- ~TY ~T.y a„v
- C- = 1 + e + a e cou---
- A
- et
- .V
- A *
- — e sin
- tani^ p—. --------------
- r A
- -- V
- . A ‘ .V
- I + t? COS --
- A
- Pour notre résonateur ce mouvement résultant ne nous donne pas encore le résultat cherché. Dès que les deux miroirs plans sont déplacés l'un par rapport à l’autre, une partie de Fonde atteint le résonateur avant l’autre, et agit sur lui d’abord seule, avant la production de l’interférence. Si nous tenons aussi compte de l’elïet calorifique, qui est proportionnel au carré de j-, nous pouvons considérer la courbe d’interférence observée comme le résultat des phénomènes suivants.
- Depuis l’origine du temps jusqu’à / =^un seul ravon agit; ce mouvement vibratoire est représenté par l’équation (1 a). De / = ~ à / = 8,
- '2 TC .Y
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-
-
- 446 LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- c’est l’interférence des deux rayons, représentée par l’équation (2), qui agit. L’échauffement de l’élément thermo-électrique, et par conséquent la grandeur de la déviation du galvanomètre, est donnée par la somme des deux actions; nous pouvons donc représenter cette déviation a par l’équation suivante :
- +
- 2y l
- ~T
- sin2
- 2 n/ ~T“
- dt
- n /
- T . . /2 ni \ . . sin ( -ïjt- + ? I rf /
- Les deux membres de cette équation peuvent être égalés, puisqu’on peut attribuer à la constante A une autre valeur que dans le cas précédent.
- X
- f:
- 2y t / 2 y t
- .0 _ t- • ,27tt A2T ( F
- A2 e sin’ —- d t =-------- \ 1 — e
- 1 4 y N
- A2 ï 1
- et
- 2 y -V
- / . 4 n X y 4 n -T \ , y /
- ' ( sin —----— cos—^-)+ —
- \ À 2 71 /, / 2ï
- 2y t
- ~T
- A2 C- T 4r
- X A2 G" e T +
- + èlgJ + —(sin 2 CP - F CCS 2 ,).
- 4*
- Les seconds termes des seconds nombres peuvent être négligés devant les premiers lorsque les valeurs de y ne sont pas trop élevées, c’est ce qui a lieu dans notre cas. Nous avons donc :
- 2 y.V
- A2 T _ ..
- a - ----\ I — C + C-
- 4 T
- (4)
- Cas particuliers :
- A2 T
- a, = —-—4
- 4 Y
- __ A2 T
- a- ~~ 4 y
- A- T a -i = 4 y
- A2 T 4 Y
- n
- d’où l’on tire facilement :
- _ Y Y_
- 2 2
- a, — a»__ I 4 e _
- - ~zi 17 e
- c -}- e
- formule permettant de calculer y.
- Les courbes observées ne sont donc pas des courbes d’interférence pures; elles en diffèrent d’autant plus que l’amortissement est plus grand. On obtiendrait la courbe d’interférence vraie si l’on ne faisait agir le résonateur qu’à partir du moment où la deuxième ondulation l’atteint, ce qui ne semble pas possible avec des ondes électriques.
- La formule (4) nous apprend aussi que les maxima et les minima de la courbe ne coïnci-
- dent pas avec les différences de marche x = o,
- X
- X, etc. Cela n’a pas d’importance pour la détermination de la longueur d’onde, tous les maxima et minima paraissant déplacés de la même quantité. Mais dans la détermination dey on commet une très légère erreur en prenant les maxima et minima de la courbe d’interférence et en calculant y à l’aide de (5).
- En réalité, le faisceau sortant du miroir concave n’est pas parallèle; l’énergie diminue le long de son axe. De plus, la plus grande distance entre les lignes focales et le point d’intersection des axes n’est que de 7 mètres, tandis que le miroir mobile a été quelquefois déplacé de o,5 m. Dans ces conditions une partie du rayon réfléchi parle miroir postérieur est arrêté par l’autre miroir et n’arrive pas au miroir concave secondaire. Ces deux faits agissent dans le même sens; ils font paraître le rayon réfléchi par le miroir postérieur d’autant plus affaibli que les miroirs plans sont plus écartés.
- En outre, il faut considérerqu’un déplacement parallèle au miroir n’est admissible que pour un faisceau de rayons parallèles; dans fous les autres cas le miroir serait à orienter différemment suivant la position occupée. On pourrait évaluer approximativement par le calcul l’effet de ces divers facteurs, s’il n’en existait pas encore une autre, la flexion, qui se produit sûrement avec des ondulations de cette grandeur.
- {A suivre).
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- FAITS DIVERS
- D’après un récent brevet dont la Revue de chimie industrielle donne un extrait, M. Despeissis emploie pour la fabrication des alcalis par l’électrolyse le procédé suivant :
- L’appareil d‘électrolyse se compose d’une cuve en matière isolante, divisée en deux compartiments au moyen d’une cloison qui ne va pas juspu’au fond de la cuve, de manière à laisser la communication libre entre les deux compartiments.
- Dans le fond de la cuve se trouve une certaine quantité de mercure, qui se répartit également dans les deux compartiments. Afin de ménager le mercure, le fond de la cuvette n’est qu’un renfoncement au-dessous de la cloison médiane.
- Dans l’un des compartiments, on place une électrode composée d’une substance conductrice non attaquable ou peu attaquée par l’acide du sel à traiter.
- Pour l’électrolyse du chlorure de sodium, cette électrode peut être constituée par une toile métallique en fils de platine, par exemple, ou par une plaque de charbon percée de trous pour l’échappement des gaz libères pendant l’électrolyse.
- Dans l’autre compartiment on dispose une plaque de fer. Cette plaque est noyée dans le mercure ou flotte à sa surface.
- Si dans le premier compartiment on verse une solution saturée de chlorure de sodium, et, dans l’autre, de l’eau pure, et que l’on relie l’électrode en toile métallique avec le pôle positif d’une source d’électricité, l’électrode de fer avec le pôle négatif, du chlore sera mis en liberté par le courant, tandis que du sodium ira vers la couche de mercure, avec lequel il s’amalgamera.
- Le sodium, grâce au mercure qui lui servira de véhicule, gagnera progressivement le compartiment qui se trouve entre la cloison médiane et le fond de la cuve. En contact avec l’eau, il décomposera cette dernière pour former de la soude caustique et de l’hydrogène.
- Nous avons annoncé en son temps la création à l’Ecole nationale des Ponts et Chaussées d’une chaire d’électricité appliquée.
- Nous sommes heureux d’apprendre à nos lecteurs, que c’est notre collaborateur M. Blondel, ingénieur ordinaire des Ponts et Chaussées et ancien professeur suppléant â l’Ecole nationale des Mines, qui vient d’être nommé titulaire de cette chaire.
- Nous adressons â M. Blondel nos plus sincères félicitations.
- Un accident mortel s’est produit, il y a quelques jours, à la station de la rue Saint-Augustin. Un ouvrier tenant à la main une cruche d’acide sulfurique et se trouvant placé entre une batterie d’accumulaleurs en décharge et la batterie en charge, tomba si malheureusement que sa tête porta sur la cruche et que ses pieds s’engagèrent entre les éléments de la batterie en charge.
- On accourut à ses cris, mais lorsqu’on le releva on constata qu’il était mort. Son talon était carbonisé.
- D’après une version qui circule, l’accident serait dû à ce que le pied aurait touché un clou traversant une boîte d’accumulateurs. Nous ne savons jusqu’à quel point cette explication doit être acceptée.
- La maison Farcot, qui vient d’acquérir, comme nous l’avons annoncé dans notre avant-dernier numéro, une licence d’exploitation des brevets Hutin et Leblanc, va commencer incessamment la construction d’un transformateur de courant alternatif en courant continu (pancha-huteur) de 750 kilowatts.
- D’autre part, on annonce que dans quelques jours l’installation d’Épinay va entrer dans la période d’essais. Il s’agit, dans cette expérience, de charger, au moyen de courants alternatifs produits à La Chapelle, une batterie d’accumulateurs placée à Épinay.
- On a donné des théories variées quant à la cause du dépôt de charbon qui se forme sur la paroi interne des lampes à incandescence. Récemment, un auteur proposait d’admettre que l’oxygène résiduel attaque le charbon et forme de l’oxyde de carbone qui, au contact de la paroi en verre relativement froide, se dissocie, dépose du charbon et rend libre l’oxygène qui peut recommencer le même cycle.
- M. Stuart Smith fait remarquer avec raison, dans VElectrical World, que le refroidissement ne peut pas produire la dissociation, et que l’explication ci-dessus ne peut donc être correcte. Cet auteur fait remarquer ceci: on sait que toutes les substances, solides ou liquides, émettent des vapeurs. Dans une enceinte fermée, la densité de vapeur est bien définie pour chaque substance et chaque température. A froid, la densité de vapeur du charbon est très faible; mais à l’incandescence l’évaporation doit être relativement rapide. Comme les vapeurs très chaudes viennent en contact avec la paroi froide du verre, elles se condensent, ce qui diminue la densité de vapeur et donne lieu à l’évaporation d’une nouvelle quantité de charbon. A l’extinction de la lampe, la presque totalité de la vapeur de charbon doit se déposer sur toutes les parois.
- La plus grande rapidité du dépôt que l’on observe avec les lampes neuves peut être due en partie à ce que le verre propre exerce une action condensante plus éner-
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- gique et à ce que quelques parties du filament sont plus volatilisables que d’autres.
- En un mot, la théorie de M. Stuart Smith consiste à dire qu’il s’opère à l’intérieur des lampes à incandescence une véritable distillation du charbon.
- C’est depuis le rr novembre que les chemins de fer italiens marchent non plus d’après l’heure de Rome, mais d’après celle de l’Europe centrale. Si cette mesure, annoncée à l’avance (voir nos précédents numéros), s’est fait quelque peu attendre, elle se réalise par contre avec plus de solennité, à savoir par un décret royal, en date du 10 août dernier, et non par un simple arrêté ministériel.
- Ce décret, dit M. W. de Nordling dans la Revue scientifique, ne parle que des chemins de fer; mais comme les municipalités italiennes ont depuis longtemps adopté l’heure des chemins de fer, on peut être sûr que du même coup la nouvelle heure pénétrera dans la vie civile, et cela en Sardaigne et en Sicile aussi bien que sur la terre ferme.
- Le décret en question consacre un second progrès: l’introduction en Italie de la notation des heures du jour civil, non plus en deux fois 12 heures, mais en une fois 24 heures, afin de faire disparaître la nécessité incommode de distinguer sans cesse entre les heures du matin et les heures du soir, distinction qui complique tant nos horaires de chemins de fer et autres. Au lieu de une heure du soir on dira i3 heures; au lieu de 6 heures du soir, 18 heures, etc. C’est insolite au premier abord, mais on s’y habitue facilement.
- On sait qu’une notation analogue était fort répandue vers la fin du moyen âge, et qu’elle s’est longtemps maintenue en Italie. Les Américains, avides de progrès, y sont revenus les premiers et sont fort satisfaits de leur expérience. Il faut savoir gré au gouvernement italien d’avoir eu le courage de suivre l’exemple des Américains, car il n’y a pas de doute, le 24 hours System a l’avenir pour lui, et ne manquera pas de faire un jour la conquête de l’Europe entière.
- En Suisse, la cause de l’unification des heures est restée en suspens. A la suite des débats dans les deux chambres, le gouvernement fédéral resta chargé de régler la question. Comme la Suisse romande s’est montrée très hostile à l’heure de l’Europe centrale, on comprend que le gouvenement helvétique ne se soit pas pressé d’en décréter l’adoption; mais maintenant que des quatre états limitrophes de la Suisse trois ont adopté l’heure en question, que celle-ci règne à la fois au nord, à l’est et au sud, la situation ne pourra pas durer, et la minorité elle-même ne voudra pas prolonger sa résistance.
- ' La minorité romande voudrait la môme heure que la France. Mais qu’est-ce que notre heure française? Est-ce l’heure légale, l’heure de Paris ? ou bien est-ce l’heure de
- nos chemins de fer, en réalité l’heure de Rouen, mais que, par un euphémisme inattendu et hardi, le Livret-Chaix, guide officiel, appelle Vheure légale de la France retardée de cinq minutes 7
- Le rapport annuel de la Compagnie continentale Edison vient d’être publié. Cette Compagnie possède, comme on sait, trois stations centrales, dont deux ont donné un excédent et la troisième, celle du Palais-Royal, un déficit en 1892. Pour rendre cette dernière station plus florissante, la Compagnie cherche à en utiliser la force motrice par un éclairage plus considérable du jardin des Tuileries.
- En décembre 1888, la Compagnie alimentait 3863 lampes; en décembre 1889, 11493 lampes; en décembre 1890, 23og3; en mars 1891, 29782; et en mars 1892, 58278 lampes.
- En 1890, la Compagnie a été chargée de l’éclairage de l’exposition française de Moscou. En 1S92, elle a construit la station centrale d’Odessa.
- Le bilan de 1892 portait pour installations et canalisations les sommes suivantes: secteur de Paris, 5 889 459 francs; usine du Palais-Royal, 1 16023o francs; usine de Lille, 114 178 francs; usine d’Odessa, 32763 francs; èt différents théâtres, 1 117 473 francs.
- Les bénéfices nets pour 1892, 401 462 francs, ont été un peu inférieurs à ceux de l’année précédente. Ils ont permis de distribuer un dividende de 20 francs par action.
- D’après un tableau que vient de dresser Sciences et Commerce, il existe en ce moment en France, en mettant â part les stations de Paris, 3i7 stations d’énergie électriques, et 47 autres sont projetées ou en construction.
- La puissance que mettent en œuvre ces stations est d’environ 35 000 chevaux, dont les deux tiers produits par des machines à vapeur; des forces motrices hydrauliques fournissent la plus grande partie de l’autre tiers, et un. miliers de chevaux sont produits par des moteurs à gaz.
- 40 stations seulement emploient du courant alternatif, 7 autres du courant continu avec du courant alternatif; toutes les autres se servent de courant continu.
- On connaît les cartes de visite en aluminium. Voici une autre application du même genre. M. Wheeler, directeur de la Société des tramways de Ivalamazov, dans le Michigan, vient de mettre en service des tickets de tramways en aluminium. Chacun de ces jetons donne droit à un voyage ; les uns, ronds, de la dimension d’une pièce de 2 francs, servent aux grandes personnes; les autres, de forme octogonale, aux enfants, qui bénéficient d’une réduction du prix des places. Ces tickets en aluminium ne sont pas mis à la disposition des employés; la Compagnie les vend elle-même par paquets.
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- Cette innovation supprime en partie les difficultés du maniement d’argent pour les receveurs. Dès que ceux-ci les ont reçus des voyageurs, ils sont tenus de les mettre dans une boîte fermée à clef où les chefs les reprennent pour les remettre de nouveau en service.
- Ce nouveau genre de ticket a un grand succès à Ivalamazov; les négociants en achètent et en vendent, les utilisant même comme monnaie d’appoint. La légèreté et la teinte de ces pièces empêchent de les confondre avec les autres monnaies.
- Le gouvernement du Chili a sanctionné, en date du 2 septembre dernier, un projet de loi voté par les chambres, organisant à Santiago, dans le courant de 1894, une exposition de mines et de métallurgie.
- Cette exposition comprendra huit différents groupes sous les dénominations suivantes :
- Machines motrices; électricité; extraction des minerais; préparation mécanique des minerais; métallurgie; industries chimiques; statique, plans et devis; produits de Pexploitation des mines et de la métallurgie.
- De grandes facilités sont données aux exposants : le transport terrestre et maritime, tant à l’aller qu’au retour, des objets à exposer, ainsi que celui des ouvriers chargés du montage et de la surveillance des machines et appareils, seront payés par l’État chilien.
- Les demandes d’admission pour la France, la Belgique, la Suisse, la Hollande et l’Espagne, doivent être adressées à la légation du Chili, à Paris, 25, rue Mar-beuf, où un comité d’encouragement s'est constitué sous la présidence de M. A. Matte, envoyé extraordinaire et ministre plénipotentiaire du Chili, ou aux divers consulats chiliens.
- Les tubes Geissler ne font plus seulement partie de la catégorie des appareils de laboratoire. On leur a trouvé des applications industrielles.
- La plus récente a été réalisée à Londres. On y emploie des tubes Geissler pouvant affecter toutes les formes possibles et constituer des lettres et des mots, pour créer des enseignes lumineuses qui, paraît-il, ont un grand caractère d’originalité.
- Dans sa séance du i5 novembre dernier le Conseil général de la Seine a adopté, entre autres propositions relatives au service du chemin de fer sur la ligne de ceinture, l’application du block-système et l’éclairage électrique de tous les tunnels.
- Ces propositions sont motivées par l’accroissement de la circulation qui a été la conséquence de la création d’un service de Paris-Nord à Paris-Nord par les voies de la ceinture.
- La Société d’électricité de Gelnhausen applique actuellement dans la fabrication des accumulateurs Khotinsky un procédé permettant d’obtenir mécaniquement de la poudre de plomb. Cette poussière métallique convient très bien comme masse active pour les électrodes négatives; mais pour les électrodes positives elle présente un inconvénient. Pendant l’oxydation sous l’infiuence du courant, la masse se gonfle avec une telle force qu’elle déforme les parois en plomb et met les plaques hors d’état de servir.
- On a réussi à vaincre cette difficulté en mélangeant à la poussière de plomb une poussière inerte formant une masse poreuse qui permet une certaine dilatation de la partie active de la masse.
- La formation de ces nouveaux éléments est très rapide, et leur capacité spécifique est considérable.
- Le Bureau des Poids et Mesures de Washington a décidé récemment, avec l’autorisation du Trésor, de considérer désormais les prototypes internationaux, le mètre et le kilogramme, comme des étalons fondamentaux et de traiter, à partir du 5 avril 1893, les unités en usage aux Etats-Unis, à savoir yard et 1 tpound, comme des dérivés de ces étalons. Cette décision équivaut donc à une adoption formelle du système métrique des poids et mesures par le gouvernement des États-Unis.
- On parle de l’établissement d’un chemin de fer électrique entre Baden et Zurich. Un syndicat dont fait partie M. Pfister, fondateur des ateliers d’électricité de Baden, en aurait demandé la concession.
- Éclairage électrique.
- La commission des travaux publics du Conseil communal de Liège a adopté la soumission présentée par la Compagnie internationale d’électricité, pour l’éclairage de cette ville.
- Le prix du kilowatt-heure y est fixé à 0,595 fr. pour une production de 100000 kilowatts-heures et moins, et s’abaisse progressivement jusqu’à 0,49 fr. pour une production de plus de 3ooooo kilowatts-heures.
- L’usine électrique sera installée pour l’alimentation immédiate de 5ooo lampes à incandescence et de 65 lampes à arc nécessaires à l’éclairage public. La force motrice sera produite par cinq moteurs à vapeur d’une puissance totale de 525 chevaux, actionnant 5 dynamos pouvant être accouplées directement aux moteurs.
- L’usine comprendra’, en outre, une batterie d’accumulateurs servant de réserve en cas d’accident,
- La canalisation sera souterraine et à 3 fils.
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- On a dit que l’éclairage des tunnels ne permettrait pas au mécanicien de distinguer les signaux placés sur la voie en dehors du tunnel. Mats pourquoi ne pas employer les lampes elles-mêmes pour l’émission des signaux >
- • Une application de cette idée vient d’être faite dans le tunnel de Weekawlten sur le West-Shore Railroad, aux États-Unis. Ce tunnel a 1260 mètres de longueur. Il contient une ligne de lampes à incandescence écartées les unes des autres de 100 métrés environ, placées sur le Côté et â la hauteur de l’œil du mécanicien. Si toutes les lampes sont allumées, c’est que la voie est libre. Le train en passant agit sur un circuit placé le long de la voie et éteint derrière lui les lampes sur une distance de 35o mètres environ, après quoi elles se rallument d’elles-mêmes. De plus, les lampes sont sous le contrôle des agents placés aux têtes du tunnel, qui peuvent s’en servir pour faire les signaux nécessaires.
- Ce système permet au mécanicien d’un train d’être averti de la position d’un autre train qui se trouve devant lui et d’en apprécier la distance par le nombre de lampes éteintes. On arrive ainsi à augmenter notablement le trafic qui peut passer par un tunnel de grande longueur par rapport à ce que permettent les systèmes actuels de signaux.
- MM. Desruelles et Chauvin ont fait breveter une lampe à arc à point lumineux fixe fonctionnant avec des intensités relativement faibles, depuis i,5 ampère.
- Il est question d’installer la lumière électrique dans les stations thermales de la Bourboule et du Mont-Dore (Puy-de-Dôme).
- La force motrice serait empruntée, pour la station de la Bourboule, aux chutes de la Dordogne. Pour le Mont-Dore, il est question de créer une chute de i5 à 25 mètres en détournant la Dordogne, et on aurait ainsi une puissance suffisante pour éclairer le casino, la ville et les bâtiments municipaux. Si ce projet ne pouvait être exécuté, on prendrait la force motrice nécessaire pour l’éclairage de l’établissement thermal aux chaudières qui y sont déjà intallées.
- En tous cas, on compte que ces stations thermales seront éclairées électriquement an début de la saison de 1894.
- Télégraphie et Téléphonie.
- On signale dans le service télégraphique de graves perturbations dues aux tempêtes qui viennent de sévir.
- A Calaià, le service n’a pu fonctionner pendant une matinée; les communications avec Paris ont été interrompues, plusieurs poteaux télégraphiques ayant été brisés aux environs de Calais, et les fils rompus.
- Au Havre, la tempête a causé des dégâts matériels im-
- portants dans la ville. 140 poteaux télégraphiques ont été arrachés entre Alvimare et le Havre.
- Une convention vient d’être signée entre l’Eastern Extension Company et le gouvernement britannique pour la construction d’un nouveau câble entre Hong-Kong et Singapour.
- Le Times fait remarquer à ce propos que le câble déjà existant, qui passe par le territoire français, à Saigon, serait, en cas de guerre, rendu pour les Anglais tout aussi inutile qu’un câble qui, dans le Pacifique, passerait par la Nouvelle-Calédonie. Le nouveau câble, au lieu de toucher la côte en différents points intermédiaires, ira directement à Labouan, et de là à Singapour, où il rejoindra la ligne australienne.
- La construction, qui comportera 2000 milles de câble, pourra, d’après ce journal, être commencée prochainement
- On travaille activement à l’établissement de la ligne téléphonique de Besançon à Paris; on espère que les travaux seront terminés dans quelques semaines.
- Le ministre du commerce a autorisé la chambre de commerce de Dreux a prendre part â la création des réseaux téléphoniques Évreux-Louviers, Évreux-Paris via Dreux.
- D’après le Journal télégraphique, le gouvernement allemand fait établir actuellement, sur le territoire de Togo, une ligne télégraphique qui reliera Petit-Popo, par Lomé, à la ligne terrestre d’Accra à Quittah (Côte d’Or anglaise). Des bureaux seront ouverts à Petit-Popo et à Lomé.
- Le télégraphe phonophore, qui fonctionne déjà depuis quelques années sur les lignes principales des chemins de fer anglais, et sur quelques-unes à l’étranger, avec le résultat que les appareils télégraphiques ordinaires et les appareils phonophoriques installés sur le même fil fonctionnent indépendamment les uns des autres, comme s’ils étaient installés sur des fils différents, a dernièrement manifesté un autre avantage.
- Une rupture des fils sur quatre lignes différentes avait interrompu le travail du télégraphe ordinaire, néanmoins les courants phonophoriques ont sauté la brèche, et les dépêches furent transmises par le phonophore comme à l’ordinaire.
- Imprimeur-Gérant : Y. Nory.
- Imprimerie de la Lumière Électrique. — Paris. 3t, boulevard des Italiens.
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- La Lumière Electrique
- JL
- Journal universel d!Electricité
- 31, Boulevard des Italiens. Paris
- Directeur : Dr CORNÉLIUS HERZ
- XV' ANNÉE (TOME L) SAMEDI 9 DÉCEMBRE 1893 N" 49
- SOMMAIRE. — La méthode de M. Steinmetz pour le calcul des courants alternatifs; F. Guilbert. — Applications mécaniques de l’électricité; Gustave Richard. — Oscillations électriques dans les conducteurs électriques; J Blondin. — Notes sur la théorie élémentaire des appareils à champ tournant; André Blondel. — Chronique et revue de la presse industrielle : Téléphone portatif Flanders. — Distribution de l’énergie électrique par réseaux de conducteurs, par M. Carlo Coltri. — Revue des travaux récents en électricité : Transformateur « Hérisson » et condensateurs, par MM. F. Bedell, K.-B. Miller et G.-F. Wagner. — Expériences sur l’interférence des ondes électriques dans l’air, par Ignaz Ivlemencic et Paul Czermak. — Observations sur la communication de MM. Bir-keland et Sarasin, par M. Poincaré. — Variétés : La transmission électrique de la puissance des chutes du Niagara, par M. George Forbes. — Faits divers.
- LA MÉTHODE DE M. STEINMETZ
- POUR LE CALCUL
- DES COURANTS ALTERNATIFS
- PRÉLIMINAIRES
- Parmi les nombreux mémoires présentés an Congrès de Chicago, un des plus intéressants au point de vue théorique est celui de M. Proteus Steinmetz, sur « l’introduction des grandeurs complexes en électrotechnique ».
- Notre intention est d’exposer la nouvelle méthode de calcul par une analyse aussi succincte que possible du mémoire de M. Steinmetz, tout en présentant certaines parties d’une façon un peu différente de celle employée par l’auteur et cadrant mieux avêc les idées scientifiques françaises.
- L’idée de M. Steinmetz est des plus simples, et il est peu probable qu’elle ne soit pas venue déjà à l'esprit des savants familiarisés avec le calcul des imaginaires. Sinon, il ne faudrait pas trop s’en étonner; les idées les plus simples ne sont-elles pas toujours celles qui se présentent le plus difficilement à l’esprit?
- Elle consiste à représenter le sinusoïde forme du courant alternatif par une grandeur complexe, ce qui permet analytiquement d'éliminer une variable indépendante: le temps.
- On conçoit donc déjà l’importance capitale de cette simplification dans les problèmes des courants alternatifs. Là où nous avons des fonctions d’une variable indépendante, nous n’aurons plus que des grandeurs, et la solution du problème s’obtiendra uniquement par les combinaisons connues de ces grandeurs : addition, soustraction, etc. De même, les problèmes les plus compliqués des courants alternatifs, comme par exemple celui de la capacité distribuée le long d’un conducteur, seront également simplifiés dans une large mesure. Ce problème, qui conduit à une équation aux .dérivées partielles du second ordre de deux variables indépendantes, temps et longueur, donnera simplement lieu maintenant à une équation différentielle à une seule variable, dont l’intégration est facile, et qui permettra de trouver rapidement la solution générale.
- On peut aller plus loin, car il n’est pas nécessaire de limiter la méthode aux ondes sinusoïdales; on peut en effet introduire facilement la forme générale des fonctions périodiques par ses sinusoïdes composantes; mais, dit avec raison M. Steinmetz, cela est presque inutile, car ce n’est que dans des cas très rares que l’on a à tenir compte des harmoniques supérieures de la série de Fourier.
- Le point de départ de la nouvelle méthode de
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- calcul est la représentation la plus simple de la sinusoïde, celle en coordonnées polaires, qui d’après M. Steinmetz aurait été la moins appliquée dans les nombreuses méthodes géométriques employées pour faciliter la résolution des problèmes sur les ondes alternatives, bien qu’elle ait déjà rendu de grands services dans plusieurs branches des sciences: le diagramme de Zeuner dans l’étude de la distribution dans les machines à vapeur en est un exemple.
- M. Steinmetz a raison de critiquer la conception fâcheuse que beaucoup d’électriciens se font, surtout à l’extérieur, des diagrammes polaires employés actuellement dans l’étude des courants alternatifs et qui consiste à représenter les valeurs instantanées par la projection sur un axe fixe d’un vecteur de longueur constante, tournant autour de son origine avec la vitesse
- Fig. 1
- d’un tour par période. Mais en France, ceux qui emploient le procédé graphique s’abstiennent de projeter et de faire tourner les vecteurs aussi bien que l’axe des temps, et même de tracer les cercles polaires des sinusoïdes. La méthode de la représentation des sinusoïdes par des vecteurs fixes, imaginée par Fresnel, suffit amplement à leur besoin, et si l’on s’était toujours contenté de la suivre, les critiques de M. Steinmetz seraient aujourd’hui sans objet.
- On sait qu’en coordonnées polaires, en prenant comme angle le temps compté à partir d’un certain vecteur fixe O A (fig. i), et comme rayon vecteur les valeursMe la fonction à chaque instant, la sinusoïde est représentée par un cercle, et plus strictement par deux cercles confondu^ lorsque l’angle polaire to varie de o à 2tt. Le diamètre OC est l’amplitude de la sinusoïde, et l’angle polaire du diamètre, sa phase.
- La courbe est donc ainsi complètement définie, et caractérisée par son amplitude et sa
- phase; du reste, ce qui intéresse le plus,- ce n’est pas la phase, mais la différence de phase entre plusieurs sinusoïdes.
- La méthode graphique de Fresnel consiste à conserver seulement le diamètre Ô C pour représenter la sinusoïde en amplitude et position, et on peut voir en OC non pas l’amplitude de la variable périodique représentée par la sinusoïde, mais la valeur efficace de cette grandeur,
- qui n’en diffère que parle facteur . C’est ce
- V/2
- que nous avons réclamé avec quelques autres depuis longtemps, et nous sommes heureux de constater que M. Steinmetz est de notre avis.
- La composition des vecteurs représentant diverses sinusoïdes se fera, bien entendu, comme celle des grandeurs géométriques ordinaires : par la règle du parallélogramme.
- Fig. 2
- Dans les calculs, le sinusoïde sera représentée par ses deux constantes OC et <p, ou, si l’on veut, en coordonnées rectangulaires, par les deux coordonnées a et b du point C et reliées aux précédentes par
- fl-OC cos f,
- b — OC sin
- Ceci posé, une simple inspection de la figure 2 montre que le vecteur OC représente précisément, d’après la méthode imaginée par Wallis (i(>i6-iCo3) la quantité imaginaire
- a + b yj— i.
- La sinusoïde peut donc être représentée par cette expression. Telle est au fond l’idée très simple, comme on le voit, qui a conduit M. Steinmetz à sa nouvelle méthode de calcul.
- L’amplitude de la sinusoïde a pour valeur, au
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- facteur près, le module de la quantité imagi-v 2
- naire
- \la2 + bS
- et la phase est définie par l'argument, ou :
- a
- tan g- 9 = - .
- Si l’on remplace a et b par les expressions trigonométriques, on obtient pour l’expression de la quantité imaginaire a -{- b f— 1 l’expression
- O G (cos cp + \J — 1 sin *).
- Multiplions-la, sous cette forme, par la quantité
- cos a
- -j- \J— 1 sin a,
- nous obtenons pour le produit, en appliquant une règle bien connue
- O C [cos (op + a) + V— 1 sin (9 + a)]-
- Ce produit est représenté par un vecteur égal faisant avec le premier O C un angle a. La multiplication par cos a -j- v;— 1 sin 00 a donc eu pour but de faire tourner le vecteur OC d’un angle 7. dans le sens du mouvement. Autrement dit, pour revenir aux sinusoïdes, ce produit représente une sinusoïde égale à la première et décalée en avant par rapporta celle-ci d’un angle a.
- Appliquons ceci à quelques cas particuliers :
- i° Faisons d’abord a = it, le facteur est — 1, et on voit que la multiplication par — 1 de l’imaginaire représentant la sinusoïde revient à faire tourner celle-ci de 1800; autrement dit, le produit représente une sinusoïde en opposition de phase avec la première ;
- 2° Soit maintenant a = —— • Le facteur est cette fois — \/— 1, qui a pour but de faire tourner la sinusoïde d’un angle ^ dans le sens contraire du mouvement. Le pioduit îepiesente cette fois une seconde sinusoïde égale à la première et en retard sur elle d un quait de période.
- 3° La multiplication par le facteur y/— 1 ( « = - j correspondrait à une rotation d’un angle ” dans
- le sens du mouvement:
- 11 est enfin à peine utile de dire que la composition des sinusoïdes se fera par addition et soustraction desimaginairesqui les représentent.
- Avec ces préliminaires, l’exposition de la méthode de M. Steinmetz est des plus aisées.
- Nous allons tout d’abord appliquer les idées précédentes à la représentation par un vecteur ou une quantité imaginaire de la résistance apparente d’un circuit ayant de la self-induction et de la capacité en série.
- Résistance. — Considérons un courant alternatif sinusoïdal
- I = î + i' y— 1
- traversant une résistance r. La différence de potentiel E aux bornes de cette résistance sera I r ou
- E = I ; = r i + r i' \I— 1.
- Self-induction. — Soit L le coefficient de self-induction d‘un circuit inductif dont la résistance est r. Appelons s l’inductance ou la résis-
- o 7c
- tance apparente^ L qu’oppose la self-induction au passage du courant. La tension nécessaire pour faire passer un courant dans cette résistancë s, ou pour vaincre la force contre-électromotrice de self-induction,est en grandeur si, mais cette force contre-électromotrice étant en retard d’un quart de période sur le courant, la différence de potentiel qui l’annule est d’un quart de période en avance, et par suite est représentée en grandeur et en phase par s I y/*— î •
- La force contre-électromotrice de self-induction lui étant opposée est:
- — ,v I = — is VCT7 + s i'.
- La différence de potentiel totale E est la somme géométrique des deux tensions nécessaires pour vaincre la résistance et la self-induction, c'est-à-dire :
- E = r I + s I V— 1 = I (r + s V— i)-
- La quantité
- r s f — 1 “ r.
- estTla résistance apparente du circuit inductif (l). Comme nous aurons besoin dans la suite
- (') Le même raisonnement conduit M. Steinmetz à l’expression :
- R = r — s \f—~i
- pour la résistance apparente. Cette différence tient uni-
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-
-
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- J 54
- de connaître une quelconque des quantités E, I, R en fonction des deux autres, nous allons les écrire immédiatement.
- On a d’abord pour E :
- E = RI (r + s i) (i 4- ï \j— 1),
- — {ri — s ï) + (r i' 4- .9 i)
- Puis pourl, en posant
- E = e 4- e' v — 1 >
- j __E _ e 4- e' \! — 1
- ^ r + s \i— 1
- ou, par une transformation connue:
- T _(c + e' \l~~i) (r — s \/~)
- 1 ------------rr+ s* ’
- _ r e + s e' rc' — se -------
- - + A-* + r» T V- * •
- Et enfin pour R :
- E _ e -1- e' J— 1 1 i + i' V— 1
- ou
- ' + e'
- Capacité. —- Soit C la capacité d’un condensateur placé dans un circuit à courant alternatif sans résistance. Appelons c la résistance appa-T
- rente----ou l’inductance de capacité introduite
- 2-KC
- dans le circuit. La tension nécessaire pour faire passer un courant I dans cette résistance [ou pour vaincre la force contre-électromotrice de capacité est en grandeur et en phase c I (—\J—1"), et par suite la force contre-électromotrice de capacité est I c \l— 1.
- quement à ce qu’un calcul différent du nôtre le conduit à dire que la multiplication par \J— 1 correspond à une rotation en arrière du vecteur. Cette erreur, qu’il serait tout à fait de mauvaise grâce de reprocher à M. Stein-metz (les personnes qui ne calculent pas étant les seules qui n’aient jamais fait de fautes de calcul) modifie évidemment très peu les résultats, qui naturellement ne différeront des nôtres que par le changement de \J— 1
- en — V— 1 •
- Néanmoins, cette erreur est des plus visibles dans les applications numériques, car elle conduit à des résultats différents de ceux bien connus dans la position relative des vecteurs représentant les tensions et les courants qui en résultent dans les circuits ayant de l’induction ou de la capacité,
- Si donc nous supposons maintenant que le circuit a une résistance r et une inductance s, la tension totale E sera évidemment égale à la somme des tensions nécessaire pour vaincre ces éléments, c’est-à-dire à :
- E = r I f s I >/— 1 — I c 1 = I [r 4- {s — c) vP-1],
- et la quantité
- R = r 4- (s —c) \f~ 1
- représentera la résistance apparente du circuit.
- La loi d’Ohm se trouve ainsi généralisée, et les quantités qui y entrent y sont non seulement représentées en grandeur, mais aussi en phase.
- Cette loi, sous sa forme complexe, permet de résoudre un grand nombre des problèmes sur
- r B
- Fig. 3
- les courants alternatifs par de simples opérations élémentaires sur les quantités imaginaires.
- SELF-INDUCTION ET CAPACITÉ EN DÉRIVATION.
- Nous allons appliquer ces éléments à la résolution d’un problème bien connu, celui d’une différence de potentiel alternative agissant sur un circuit contenant une résistance inductive et une capacité en dérivation (fig. 3) et montrer que ce calcul, comme celui plus compliqué d’un réseau, se fait avec la même facilité que s’il s’agissait de courants continus.
- Soient : r0 la résistance, L0 ou s0 =~L0 l’inductance, et par suite R0 =r0-{-sov/'— 1 la résistance apparente du circuit d’utilisation B C D, rt la résistance du circuit du condensateur, G
- T
- la capacité de ce dernier, c =------l’inductance
- 2 7tC
- de capacité, et par suite R] =rx — c yj— 1 la résistance apparente du circuit B E D ; L le coeffi-
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 455
- cient de self-induction ou s l’inductance du circuit B A D de la machine.
- Enfin, désignons par E la force électromotrice induite de la machine, par E' la différence de potentiel entre les point B et D et par E" la perte de voltage dans la ligne.
- On a dans ces deux branches, en appliquant la loi d’Ohm sous sa forme complexe, pour la branche inductive :
- et pour la branche B E D :
- Le courant total I est évidemment :
- i=i.+i, = E'(j- + i.).
- La perte de tension dans le circuit de la machine, c’est-à-dire dans la canalisation jusqu’aux points B et D est :
- E" = IR = E'r(V+ 0
- La force électromotrice induite de la machine est donc
- d’où l'on tire pour la différence de potentiel entre les points B et D :
- •pv_ _____E R„ R,_____
- ~ R R„ + R„ R, +R,R'
- et enfin pour le courant total :
- 1 = 1. + 1. =
- E(R, + R,) ER R,
- Les résultats sont donc identiques à ceux qu'on obtiendrait avec des courants continus, ou encore avec des courants quelconques agissant sur des résistances sans induction et sans capacité.
- Pour obtenir les valeurs efficaces des quantités précédentes, il faut développer les calculs. Si l'on remplace les résistances apparentes par leurs valeurs et si l’on pose
- SRR,= a + b\J— 1,
- ce qui conduit à :
- a = r r„ +1\ r, + r, r — ss, + s.c + cs, b = rs, — r, c -f r, s -f sr„ + 5„ 1\ —cr,
- on obtient pour les expressions des courants et de la différence de potentiel entre les extrémités B et D de la canalisation :
- l« — a• + b“- [f.r* a — Cb) — (r,b + ca) V— 1]
- 11 = iï^Tbï hr» a+s«b) ~ (r. b — s0 a) v —Tj
- I = jù'» + r*) a+ (*. ~ c) b
- — [(»'. + r,) b — (s„ — c)a\ s/'~i ^ E' = j[(r„ r, + .v. c)a+ (rs. - cr.) b]
- — [(r„ r, +s„c) b — {rs„ — ci\)a\ \/^T|,
- ou,en posant
- RR, -f R, R|+R,R = SRR,,
- E R, R,
- E R R. '
- On en déduit pour la perte de tension dans la canalisation
- E"R(R„ +R.)
- L_L~n_ •
- Ce qu’il importe de connaître, ce sont les intensités dans chacune des branches; leur détermination est maintenant facile. Nous avons d’abord pour le circuit inductif :
- T _ V _ ER,
- “ — R„ ” ER R/
- Puis pour le circuit du condensateur:
- _E' _ ER.
- Rj E RR„
- E"=^^î[{[r(r|+rü)-.?(.?°-c)]a+[A(r1+ro)+r(.?„—
- r{r, Y r0)-s{s0—c)J b — |~.s'(r, + r„) + 7-(.v„—c)j a j V/IT7 j
- où les valeurs efficaces sont faciles à mettre en évidence.
- Appliquons ces résultats à un exemple numérique. Dans ce but, pour mettre en évidence le module de chaque imaginaire, et par suite les valeurs efficaces, nous supposerons naturellement que E est remplacé par sa valeur efficace. Soient donc :
- E = 100 volts,
- r — 1 ohm, s = 10 ohms,
- r„ = 2 ohms, s. — 10 ohms,
- r 1 =0, c = 20 ohms ;
- On en déduit :
- /
- I.
- a =r 302,
- b=-$o.
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-
- 4&ô
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- En portant ces-nombres dans les expressions de I0 1, I FJ' et E", on trouve donc, tous calculs faits (’) :
- I„ = 33 (°>!° — °>99 I, = 3,4(0,17 + 0,98^—1)1 I = 3,4(0,36 — 0,94 >/—i)i E' = 68 (0,98 — 0,17 V—ï)i E"=r. 35,1(0,94 + 0,34 V— >)•
- On voit donc que des 100 volts de la machine 35,i sont perdus dans la canalisation, et que 68 peuvent être utilisés entre les bornes B et D.
- Le courant circulant dans la canalisation est seulement de 3,4 ampères, et se partage en un courant de 33 ampères dans le circuit inductif d’utilisation, et un de 3,4 dans le circuit du condensateur.
- Donnons, maintenant, à l’inductance de capacité une valeur plus faible, par exemple c — 10 ohms; nous aurons cette fois
- a = 102, b — o,
- et par suite, toutes réductions faites :
- In =9)8 s/— 1),
- I, = 10 (0,20 + 0,98 I = 1,98,
- E' = 100 (0,98 — 0,20 <J — 1),
- E" = I9..9 (0,10 + 0,99 V—0-
- Des 100 volts de la machine, 19,9 sont perdus; la canalisation et le voltage aux bornes des deux circuits dérivés est le même que celui de la machine.
- Le courant dans la canalisation est seulement de 1,98, tandis que les courants dans le circuit d’utilisation et dans celui du condensateur sont respectivement de 9,8 et 10 ampères.
- Si l’on double encore une fois la capacité, c’est-à-dire si l’on fait c — 5 ohms, on a :
- (3=2, b = j5,
- C) L’erreur dont nous avons parlé plus haut est ici évidente. Les expressions obtenues par M. Steinmetz différant de celles qui vont suivre par le simple changement de en — \/— 1, si l’on fait ici ce changement et si
- l’on construit les vecteurs représentant les imaginaires, on s’aperçoit que dans le circuit inductif B l’intensité est décalée en avant de la tension qui le produit, et que dans le circuit du condensateur elle est au contraire décalée en arriére.
- d’où pour les expressions des courants et de tensions :
- lo = 33 (0,99 — o, i3 \/ — 1),
- I, = 63,0 (0.999 — 0,03^— 1)1 I — 96,3 (0,998 — 0,06 v/— 0,
- E' = 337 (0,32 + 0,59
- E" = 31S (— o,o3 + 0,999 V — 0-
- On voit que bien que la machine ne fournisse que 100 volts, il y en a 3i8 de perdus dans la canalisation, et il en reste encore 337aux bornes des circuits dérivés; il y a donc un accroissement de 287 volts par le seul fait de la présence du condensateur. Dans ce cas particulier, l’intensité efficace du courant de ligne est seulement égale à la somme des deux autres.
- Sans condensateur le courant aurait été de :
- =,.+,,+%+s=L,5 - °-*>
- La présence du condensateur a donc fait passer le courant dans la canalisation de 4,95 à 97,3 ampères.
- Enfin si le ligne était mise en court circuit, entre les points B et D, le courant la traversant serait :
- I =----= 10 (o, 10 + 0,99 V — 1).
- 1 + 10 v' — 1 V /
- Si donc, dans le cas étudié plus haut, l’on mettait le condensateur en court circuit, cette opération ferait tomber l’intensité environ au dixième de sa valeur primitive.
- Pour appliquer les formules données plus haut à un cas intéressant, proposons-nous de trouver quelle est la plus grande puissance qui peut être utilisée à l’extrémité d’une ligne inductive par un appareil récepteur quelconque, mais sans induction, et dans quelle mesure cette puissance peut être augmentée, en shuntant l’appareil récepteur par un condensateur de capacité convenable.
- Soient, comme précédemment, r, s, et R la résistance, l’inductance et la résistance apparente de la ligne. Désignons aussi par r0 et c la résistance de l’organe récepteur et l’inductance de capacité du condensateur. Le problème revient à déterminer r0 et c par la condition que la puissance fournie soit maxima.
- S’il s’agit de courant continu, on sait que la puissance fournie maxima correspond au cas où
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 457
- les deux résistances r et r0 sont égales. La différence de potentiel E' aux bornes de la résistance rn est alors en fonction de la force électromotrice induite E de la machine :
- E':
- L’intensité du courant est :
- 1= *
- La condition du maximum de cette expression est :
- 9 Pofr. _
- 9 r„ - »
- ou à un facteur non nul près :
- (r + r0)2 + s2 — 2 r„ (r + r„) — o ; d’où l’on tire :
- u - >17^+7'.
- et la puissance utilisée P :
- Le rendement est de 5o 0/0.
- Si par exemple l’on a :
- E=ioo volts, r = r,= i ohm,
- la puissance utilisée est25oo watts.
- Dans le cas des courants alternatifs ordinaires, sans capacité, la puissance maxima utilisée est beaucoup plus faible.
- Calculons-la.
- La résistance apparente du circuit total est:
- R — r + t<s + s y — i l’intensité du courant est donc :
- E E
- I=n=<Frrïï+7'[r+r°+s'',-I]i
- d’où l’on déduit pour la puissance utilisée :
- P = r“ P + r“)S-2 + 2 ('• - r.) W~î],
- ou encore
- p_ E* r f Ù'+ra)- -.?2 2 {r + r0) s y' — 1 ~|
- (r + r0)2 + st L(r + /•„)* + .v2't' p-+ r0)2 + .s-2 J'
- La valeur maxima de la puissance efficace utilisée est donc, toutes réductions faites :
- _______E*,ff.
- Peff' 2 [r + \h'2 + •?*] ’
- et le rendement correspondant
- r. _ <Jr‘ + s*
- r + r. a+ s*
- Ces formules montrent bien le résultat connu que la puissance utilisée est plus petite que dans le cas des courants continus, mais que le rendement est augmenté.
- Supposons par exemple que l’on ait :
- E= 100 volts, r=iohm, s = 10ohms;
- la puissance efficace utilisée est de 453 watts et le rendement est de 91 0/0.
- Shuntons maintenant l’appareil récepteur par un condensateur d’inductance c.
- Supposons tout d’abord avec M. Steinmetz que l’on ait, dans les expressions trouvées précédemment :
- s0 = o ou R0 = r0 dans le circuit d’utilisation , et
- r, = o ou R, = c\/—1
- Si nous remarquons que les valeurs efficaces des deux membres, les seules qui nous intéressent ici, sont au facteur près -É les modules de
- V 2
- ces membres (le module d’un produit étant, comme on le sait, égal au produit des modules des facteurs), nous aurons pour la valeur efficace de la puissance utilisée, en remarquant que le quantité entre crochets est égale à l’unité, l’expression :
- (r + r„f + s"-'
- dans celui du condensateur.
- On a alors dans ce cas particulier :
- a = rr0 + ic, b = s r0 — c (r + r„).
- La valeur de l’intensité du courant dans le circuit d’utilisation est alors :
- [~cb-c a
- ou
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- 458
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- La puissance utilisée est donc : E2 c2
- p = EI = R P =
- (a2 + b2)
- 2 — a2 + 2 ab \l— i J
- ou
- E2 c2 r0 a2 +è2
- [~£>2 — o2 2 a b v— 11 lat + b* + a* + b- \ ’
- ce qui donne comme précédemment, en prenant les modules des deux membres :
- Pelf.
- E2eff. c2 r0
- a'1 + b'1 ’
- ou, en remplaçant a et b par leur valeur :
- P _ — ____________E2cff. C- 1 a______
- (rr„ + sc)2 + [sr0 — c(r + r0)]2'
- Les conditions pour que cette fonction de deux variables indépendantes soit maxima sont:
- 3 Puff. __
- 9 r0 ~ °>
- 3 PolF. _ de ~~ °’
- qui à des facteurs près différant de zéro sont : c2 (r2 + s2) = r02 [r2 + (s — c)2] c s = r2 + s2;
- d’où l’on tire
- r2 4- s2
- r — ______
- et
- r2 + s2
- La puissance correspondante est :
- E2
- •Pofl.= —.
- 4 r
- On retrouve donc les résultats bien connus de la neutralisation des effets de la self-induction par la capacité.
- F. Guilbert.
- (.A suivre.)
- APPLICATIONS MÉCANIQUES
- DE L’ÉLECTRICITÉ (*)
- On a parfois, mais dans des cas assez rares, intérêt à actionner par l’électricité les pompes d’un ascenseur hydraulique, c’est la donnée que
- (*) La Lumière Électrique, du 16 novembre iSgS, p. 25o.
- M. Màrschall s’est proposé de réaliser par la combinaison représentée en figure i (1).
- La pompe i est commandée par une dynamo A, et refoule son eau dans un réservoir à matelas d'air 6, d’où elle passe, par le tuyau 8, au distributeur 9 du mouffle hydraulique 7. Le distributeur 9est commandé, de la cabine de l’ascenseur, par une corde de manœuvre 10, et, à la descente de la cabine, l’eau est renvoyée du mouffle 7, par le tuyau 20, au réservoir d’aspiration i5 de la pompe.
- La même eau circule ainsi indéfiniment de la pompe au mouffle 7.
- Le réservoir d’air de la pompe est mis en communication,, par un tuyau b, avec une membrane B, dont le levier b' b2 commande comme il suit la commutation du moteur A.
- Quand l’aiguille D3 de ce rhéostat occupe la position indiquée en figure 2, ainsi que le levier b', le barreau isolé C' ferme en cd le circuit fff2 f3f's, qui comprend l’inducteur de la dynamo régulatrice A', et aboutit, par la partie inférieure du levier c,/4/5, l’armature de A et le fil /'5 au contact fa, pour retourner par le bas du levier c au fil de sortie/y, de sorte qu’il suffit d’amener l’aiguille D0 dans la position pointillée pour fermer par F le circuit D' D3 moteur de A.
- En outre, le circuit du contact G, sur lequel pose actuellement l’aiguille Ds, est aussi rompu en g'.
- La figure 3 suppose que l’on a ouvert le distributeur 9 de manière à admettre de l’eau dans l’ascenseur, ce qui a eu pour effet de faire baisser la pression de l’eau sous la membrane B assez pour faire passer le commutateur C' de la position figure 2 à celle figure 3, rompant en c4 le circuit de F, et fermant en c3 celui de G. Il en résulte que l’aiguille D3, en contact avec G, comme en figure 1, envoie par gg'c3fzf3 un, courant dans les inducteurs de la dynamo auxi-
- 0 Ascenseurs ‘décrits dans mes précédents articles Bassett, 14 janvier 1893, p. 62; Baxter, 17 décembre 1892, p. 56o; Clarke, 3 septembre 1892, p. 455; Coyle, 4 juin
- 1892, p. 456; Eickemeyer, 6 juin 1892, p. 462; Electric Ele-vator C”, 17 janvier 1891, p, 121 ; Herdman, g avril, 29 octobre 1892, p. 57, 209, 29 avril i8g3, p. i5g; Hiss, 29 avril
- 1893, p. 1G0; Hollock, 12 janvier 1S89, p. 54; Leonard, 9 avril 1892, p. 5g; Judson, i3 août 1892, p. 309; Moore, 27 juillet 1893, p. 119; Neuburger, 9 avril 1892, p. 60; Otis, 17 janvier, 6 juin 1891, p. 123, 469, 6 février, 9 avril 1892, p. 60; Pratt, 4 janvier 1892, 454; See et Tyler 14 janvier
- 1894, p. 62; Wright, 3 septembre 1892, p. 454.
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ 459
- Maire ou commulatrice A', puis, par /'3, le bas du levier c, /’G,/'5, l’armature de A'/5/,c' et le fil de sortie /ÿ. Là dynamo A' fait alors tourner l’aiguille D3 de droite à gauche, l’amenant d’abord en e', sur F, de manière à fermer le circuit de A en supprimant successivement les résistances du rhéostat e, jusqu’à ce que cette aiguille atteigne la position de pleine marche de A, indiquée en figure 4, où elle reste — ayant rompu en G le circuit de A' — le temps que la pression de l’eau revienne à son intensité normale.
- En ce point, la membrane B ramène le commutateur dans sa position primitive. Le courant passe alors par F ff C4/2/3, l’inducteur de A',/'3
- c/,/5, puis l’armature de A', en sens contraire de précédemment, pour revenir, par/'5/«c'/7 au fil de sortie, de sorte que A' ramène l’aiguille D3 en arrière, en lui faisant rompre le circuit du moteur de la pompe A. On remarquera que le circuit de G est rompu en c3, de sorte que le passage de D3 sur G ne peut occasionner aucune confusion des circuits.
- Le monte-charge électrique de Perret représenté par les figures 5 et 6 fonctionne comme il suit. Le commutateur F étant ouvert, comme sur la figure 5, supposons que, de la cabine, on le manœuvre de manière à le fermer en o, c’est-à-
- Fig-, 1. — Ascenseur hydro-électrique Marschall.
- dire (fig. 6) comme l’indiquent les pointillés, sur les contacts (8, 7, r5), (2, 3, 10) : le courant de L passe par r, 2, 3, 4, l’armature du moteur M, 5, le rhéostat H, 6, 7, 8 et le tilde sortie9. Le circuit des inducteurs de M se divise en 3 vers 10, 11, 12, l’inducteur 13, 14, 15, d’où il rejoint en 7 le circuit de l’armature. Le solénoïde B, dérivé par 16 sur le circuit 46 de l’armature et du rhéostat H, attire le levier N, et desserre le frein G du treuil R, de sorte que l’armature de M se met à tourner. A mesure que sa vitesse augmente, sa force contre-électromotrice s’accroît, ainsi que l’intensité du courant dérivé en 17 sur le solénoïde A dont l’armature supprime progressivement le rhéostat H, de manière que la puissance du moteur augmente peu à peu jusqu’au maximum atteint en pleine vitesse.
- Si la charge de l’ascenseur èst trop grande, la dynamo ne démarre pas, et il ne passe en A qu’un courant insuffisant pour lui faire attirer son armature et supprimer des résistances.
- Pour arrêter l’ascenseur, on tourne le commutateur de manière à rompre le circuit en FO, jusqu’à ce qu’il vienne se fixer dans sa position neutre ou médiane, par la prise de cliquet /dans l’encoche de E, qui s’y maintient de manière que l’on ne puisse pas renverser la marche de la dynamo avant que le solénoïde A n’ait laissé son armature déclencher i de E, en réintroduisant dans le circuit de la dynamo les résistances du rhéostat II. En même temps, le solénoïde B immobilise le treuil en serrant son frein.
- Pour descendre, il suffit de fermer le commutateur F sur P, ce qui desserre le frein comme
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- 460
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- précédemment, et renverse le circuit de la dynamo de manière à la faire tourner en sens contraire.
- Fig. 2,x3 et 4. — Marschall (1893). Schéma des circuits.
- L’emploi de l’électricité semble tout naturel pour actionner, même dans les ascensions ordinaires, les mécanismes qui indiquent à chaque
- étage la position et le sens de la marche de la cabine, bien que l’on puisse arriver aussi à ce résultat par des moyens purement cinématiques et fort simples.
- Avec l’appareil de M. Peirce, représenté par les figures 7 à 10, quand la cabine monte, le commutateur 11 (fig. 8 et 9) tourne dans le sens de la flèche en traits pleins, et ferme le circuit de la pile 3o par 31, 40 et 41. Le courant du fil 41 excite, à chacun des étages, les électros D2et
- Z
- Monte-charge Perret (1893).
- D3 des indicateurs (fig. io) qui déclenchent du rochet 21 les cliquets 24 et 26, tandis que le courant du fil 40 excite l’électro D', dont le cliquet 22 fait tourner le rochet 21 et son aiguille dans le sens de la flèche en traits pleins, qui indique la montée de la cabine.
- Quand la cabine descend,''le commutateur 11 ferme le circuit 3o-3i sur la dérivation 5o-5i, qui excite les électros E2 E3 de manière à retirer leurs cliquets 22 2.5, et l’électro E', qui fait, par son cliquet 24, tourner le rochet 20 et son aiguille dans le sens de la flèche pointillée (fig. 7) indiquant la descente de la cabine.
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- JO URNAL UNIVERSEL D’ÉLEC T RI CITÉ
- 461
- En outre, pendant la descente, à chaque passage devant un des contacts 6 disposés dans la
- Fig-. 7. — Peirce. Indicateur d’ascenseur (1893). Schéma des circuits.
- cage de l’ascenseur, ou, pendant la montée, à chaque passage devant les contacts 7, le galet 8
- Fig-. 8, 9 et 10. — Peirce. Detail du commutateur tt et d’un indicateur 20.
- de la cabine ferme, puis rouvre,le circuit général de la pile 3o de manière à faire avancer, comme
- précédemment, d'un cran dans un sens ou. dans l’autre l’aiguille des indicateurs, qui marquent
- Fig4. 11. — Balance apériodique Gibboney.
- ainsi, à chaque instant, la position précise et le sens de la marche de la cabine.
- Fig-. !2à 14. — Rhéostat Fislie (Compagnie Thomson-Houston) (1891-1893).
- Nous avons décrit ce mécanisme fort ingénieux à titre d’exemple seulement, car nous devons faire remarquer que le problème de l’indica-
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- 462
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- tion pourrait se résoudre mécaniquement, sans le concours de l’électricité, par l’emploi, par exemple, d’une corde sans fin enroulée sur deux poulies, l’une folle, au bas de l’ascenseur, et l’autre à la partie supérieure, à la place du commutateur 11, et commandée, du mécanisme de
- Fig-, i5. — Rhéostat Fiske à quadrant.
- levage, par un réducteur de vitesse desmodro-mique. Il est évident que tous les points decette corde réduiront exactement la marche de la cabine, de sorte qu’il suffira de la munir, aux étages, d’indices convenablement disposés, pour
- Fig. 16 — Rhéostat Fiske à quadrant. Détail d’un contact.
- leur faire indiquer très simplement la position et le sens du mouvement de la cabine.
- Les applications de l’électricité à la pesée des corps sont, comme le savent nos lecteurs, déjà excessivement nombreuses et des plus variées^) ; le dispositif de M. Gibboney représenté par la figure 11 a pour but de rendre les pe-
- (') Balances électriques décrites dans nos précédents articles : Avery et Snelgrove, 10 janvier, 28 septembre, 5 décembre 1891, p. 92, 454, 604; Driver, 9 septembre 1893, p. 463 Gorringe, 5 août 1893, p. 219; Page et Spear, 22 juillet 1893, p. 121.
- sées des balances de laboratoire plus rapides, sans nuire aucunement à leur sensibilité ni à leur précision. Il consiste à charger l’aiguille R d’une plaque de cuivre D, équilibrée en W autour du couteau P, et passant dans le champ d’un électro-aimant M, dont la viscosité amortit
- Fig. 17 et 18. — Remise à l’heure Prentiss.
- rapidement, à chaque pesée, les oscillations du fléau. A mesure que les oscillations du fléau s’épuisent, il en est de même de l’influence retar
- Fig. 19. — Sonnerie Zeitschel (1893).
- datrice de D, qui s’annule à la fin de la pesée, de sorte qu’elle n’exerce aucune influence perturbatrice ni sur la sensibilité ni sur la précision des pesées.
- Il suffit, pour vérifier la sensibilité naturelle ou propre de la balance, de supprimer le courant
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- aG3
- qui excite ordinairement l’électro M. Cette suppression est aussi nécessaire toutes les fois que l’on pèse des corps magnétiques; et il faut, bien entendu, pour ne pas fausser les pesées, que la balance ne renferme aucune substance magnétique mobile susceptible d’ôtre influencée par l’aimant M, condition qui ne paraît pas facile à réaliser avec suffisamment d’exactitude dans les appareils d’une très grande sensibilité.
- Le rhéostat Fiske représenté par les figures 12 à 14 est remarquable par la simplicité et la solidité de sa construction.
- Ses résistances 1, 2, 3, 4, 5 et 6 (lig. 14) sont reliées en série par des bornes e c (lig. 12) à des
- touches évidées S, isolées en I, et solidement emboîtées par les vis de calage S1 dans les flasques E E. A mesure que l’on fait passer, par H, entre ces touches les balais de charbon CC, pressés par un ressort W, isolé en I., pour en empêcher réchauffement, on ajoute ou l’on retranche du circuit les résistances 1, 2, 3 : on les retranche, par exemple, quand C C se déplace dans le sens de la flèche (fig. 14).
- Dans la variante figure 15, les touches S sont disposées en cercle autour d’un pivot dont le bras entraîne les charbons C C, appuyés par un ressort W sur les touches S. Ces touches sont (fig. 16) isolées au mica en I, serrées dans leurs
- Haskins (1893).
- emboîtements par les vis s2 à tête de pression D, et reliées à leurs résistances par les bornes e; on peut, comme dans la disposition précédente, les remplacer très vite avec la plus grande facilité.
- La remise à l'heure électrique des horloges Prentiss (1) représentée par les figures 17 et 18 est excessivement simple. A chaque heure des horloges secondaires G, un peu en avance sur l’heure vraie, leur came I, montée sur l’arbre des minutes, laisse le levier/ tomber de la position figure 18 à celle figure 17, de manière qu’il soulève le cliquet h, qui lâche ainsi le levier a. Le ressort g ramène alors aussitôt ce levier autour de son articulation e, de la position figure 18 à celle figure 17, de manière qu’à l’oscillation sui-
- vante, le pendule p vienne s’arrêter par la prise de son téton dans l’encoche / du ressort c, comme en figure 17, jusqu’à ce que, à l’heure vraie, marquée par l’horloge principale , cette horloge, fermant le circuit des électros A, ramène les leviers a des horloges secondaires de leur position d’arrêt (fig. 17) à leur position normale (fig. 18), de manière que ces horloges repartent toutes à l’heure vraie. En même temps, le levier/, revenu à sa position primitive par son rebondissement sur le ressort/', laisse le cliquet h renclencher le levier a, et le maintenir dans sa position normale jusqu’à la prochaine remise à l’heure G).
- (') La Lumière Electrique, 19 septembre 1893, p. 71.
- (') Horloges électriques décrites dans nos précédents articles : Alteneck, 17 juillet 1891, p. 122 ; Aron, 5 août 1893.
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- La sonnerie de M. Zeitschelse distingue (fig. 19) par la forme ondulée de sa cloche, qui, paraît-il, renforce considérablement les sons, ainsi que par la simplicité de sa contruction, qui rend les deux électro-aimants 1 et k, ainsi que le ressort de contact d, parfaitement accessibles.
- Le lèlèthermomètre de Haskins est (fig. 20) fondé sur le principe du pont de Wheatstone.
- L’aiguille X du thermomètre transmetteur, reliéepareau circuit de la pileE età l’aiguille Xx du récepteur à distance, porte un galet x, qui se promène sur un arc A B, en fil d’argent très résistant. L’aiguille X, porte un galet x', roulant sur un arc c d, semblable à A B. Les arcs A B et
- cd sont reliés par des fils C et D. On voit, d’après les connexions indiquées, que les segments ax et bx, découpés par le galet a sur l’arc AB, constituent le premier et le second bras d’un pont, Cc.v et Ddx' les deux autres, de sorte qu’il faut, pour que l’aiguille du galvanomètre reste au zéro, que l’on ait à chaque instant
- ax _ C c x' bx ~~ b d x' '
- Il suffit donc de tourner à la main l’aiguille x'Xt jusqu’à ce que le galvanomètre G revienne au zéro pour être certain qu’elle est alors parallèle à l’aiguille X, et marque, par conséquent,
- Fig-, 22. — Avertisseur d’incendies Bernhardt (iSr>3). Schéma des circuits.
- sur son quadrant, la même température que le thermomètre T.
- L’indicateur ou servo-moteur à distance du même inventeur, représenté schématiquement par la figure 21, est aussi fondé sur l’emploi d’un pont. Dans ce cas, le mouvement à reproduire agit, par le pignon p sur une crémaillère 2,
- p. 222; Berry, 17 décembre 1892; Dyson, 29 avril 189.3, p. i63; Ellis, 29 obtobre 1892, p. 210; Fairgreaves, 16 avril 1891, p. 115 ; Guncher, 10 janvier 1891, p. 71 ; Ilammer, 6 juin 1891, p. 4.^6 ; Laney, 6 février, 1892, p 290; May, 8 octobre 1892, p. 63 ; Ploeg, 6 février 1892, p. 268; Pope, 17 juillethSgi 1871 ; Prockoroff,.6 juin 1891, p. 486; Reclus 10 janvier 1891, p. 67; Schmidt, n novembre 1893, p. 2&0 Schvveitzer, 19 septembre 1891, p. 570 ; Scholler et Jahr, 5 décembre 189:, p. 463, Schubert 19 septembre 1891, p. 569'; Weston, 29 octobre 1892, p. 211 ; Wiseman, 11 novembre 1893, p. 260 ; Wuebeler 22 juillet 1893, p. 123.
- dont le galet x se déplace sur le fil A B en suivant ce mouvement, et l’aiguille du galvanomètre G oscille entre les contacts y et z de deux fils reliés aux balais y' z' d’une dynamo M, qui se met à tourner, sous l’action de la pile E', dans un sens ou dans l’autre, suivant que le galvanomètre .ferme z ou y et reste au repos tant que cette aiguille ne ferme aucun contact. Gomme cette dynamo commande, par la vis s, le contact /, correspondant au galet x' de l’appareil précédent, on voit que ce contact suivra exactement sur cd, et d’une façon automatique, les mouvements de x sur A B G).
- C) Voir les appareils de : Ayrton, 5 août 1893, p. 221 ; Coper et Wigzell, 2 novembre 18S9, p. 217 ; Cox, 3 janvier 1891, p. 26 ; Edmunds, 14 octobre 1893, p, p. 70; Dibble 28 juillet 1892, p. 157; Gray, 9 septembre 1898, p. 459;
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- Le fonctionnement de Y avertisseur d’incendie de Bernhardl est (fig. 22) des plus simples. Des que le circuit B! B2 de la pile A est rompu par l’un des commutateurs S ou l'un des thermostats T, placés dans les chambres à protéger, l’élec-tro-aimant M lâche son [armature m (fig. 23) aussitôt rappelée par son ressort, ce qui produit deux effets ;
- r L’armature ferme en P P le circuit de la seconde pile A', qui faitpartir la sonnerie d’alarme C.
- 20 L’armature déclenche le |rochet R, (fig. 23)
- Fig-. 23 et 24. — Bernhardt. Détail du commutateur D et d’un thermostat.
- ce qui permet à l’aiguille indicatrice du cadran D de se mettre à tourner sous l’action de son mécanisme d’horlogerie dans le sens de la flèche (fig. 22) de manière qu’elle passe successivement sur les boutons 1, 2, 3, 4, reliés aux divers circuits Bt B2 par les fils Fj Fs. Si c’est en B que le thermostat a rompu son circuit, le passage de l’aiguille E sur le bouton 1 refermera, par F F' B2 B3 B.4 B3 B, le circuit de la pile A sur l’électro M, qui, attirant son armature, renclen-
- 8 août 1893, p. i5; Ilaight, 9 juillet i8g3, p, 64 ; Mac Gre-gor, 3 janvier 1891, p. aG ; Mordey, 24 mai 1890, p. 364; Richard, 25 février 1893, p. 368 ; Siemens 12 janvier 1889, p. 27 ; 29 octobre 1892, p. 24 ; Walker, 8 octobre 1892, p. 62.
- chera R et arrêtera l’aiguille, indiquant ainsi sur le cadran le lieu du danger... et de même pour les autres thermostats.
- En outre, dès que l’aiguille se déplace, elle ferme par P, P2 (fig. 22) le circuit de la pile de sonnerie A' d’une façon permanente, de sorte que cette sonnerie marche tant qu’on n’a pas ramené l’aiguille à sa position normale indiquée en figure 23, après avoir forcément t ris connaissance de son indication. On est ainsi assuré que la sonnerie partira toujours, même si l’un des contacts seulement, P ou P2, ne fonctionnait pas ; il faudrait, pour qu’elle ne partît pas,
- 4--' S â>
- Fig. 25. — Appel d’incendie Sachs (1893).
- Détail d’une porte.
- la concordance improbable d’un dérangement simultané de P et de l’indicateur D.
- Quant aux thermostats, ils sont constitués simplement par des boîtes à fond flexible T (fig. 24) pleines d’essence de térébenthine, dont la dilatation rompt le contact de ce fond avec la pointe T' (Q.
- M.'J. Sachs a récemment proposé d’actionner les leviers déclencheurs I (fig. 25) des appels d’incendie II par un mécanisme auxiliaire composé d’un électro-aimant Q, dont l’armature r déclenche, lorsqu’elle est attirée, un mouvement
- C) Avertisseurs d’incendie décrits dans mes précédents articles.
- Compania Elettricisla, Ileat Alarm C°, 5 décembre 1891, P-457; Egan, 27 juillet 1893, p. 120; Firman, 23 juillet 1892, p. j56.
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- LA LUMIERE ÉLECTRIQUE
- d’horlogerie P. Ce mouvement déclenche à son tour, en O, le crochet N d’un ressort M, de manière que ce ressort abaisse d’abord, par n, le levier I de l’appel, puis, que son crochet, en frappant sur la butée q, se sépare du ressort M. et laisse le contrepoids y rappeler le levier I. 11 faut ensuite ouvrir la porte de l’appel pour remettre les choses dans l’état normal indiqué en ligure 25.
- Le courant est fourni aux électro-aimants Q
- Fig. 26 à 28. — Sachs. Détail d’un relais et schéma des circuits.
- par une pile M B (fig. 28) quand son circuit est fermé par l’électro-aimant différentiel F, dont l’un des enroulements est intercalé dans le circuit local passant par les appels particuliers W, et l’autre dans le circuit local des électros Q et de la pile B2, trop faible pour leur faire attirer à elle seule leurs armatures r. Les appels W sont installés en nombre quelconque dans les locaux que l’on veut mettre en communication automatique avec l’appel principal H. Chacun de ces appels W est pourvu d’un commutateur S, avec sonnerie T. Dès que l’équilibre des enroulements différentiels de F est rompu par l’un des
- commutateurs S, la rupture ou la mise à terre de l’un des fils du circuit W, l’électro F attire son armature E (fig. 26), ce qui déclenche le cliquet 12, et ferme en 10 le circuit de l’électro
- A, qui déclenche en 20 le mouvement du rochet
- B, commandant la sonnerie locale T, indiquant que le signal a été bien envoyé. Le commutateur S, continuant son mouvement, referme le circuit en t5, de manière à démagnétiser F, dont l’armature, rappelée par le ressort 17, ferme en 11 le circuit de la pile principale MB par
- Fig. 29. — Ouvre-porte-Drake (1893).
- (11, Ë, 3, K, B2, 4, 6, 5) et A, de manière que l’électro de K, fasse partir l’appel d’incendie H.
- En outre, le déclenchement du cliquet 12 a fait partir le mécanisme d’horlogerie D, qui envoie par 19 un signal convenu au poste voisin de H, et cet appel sert surtout à distinguer les interruptions accidentelles du circuit W de celles produites par les commutateurs S, et qui, seules, font partir l’appel H, car, en cas d’une rupture accidentelle, le circuit des W n’étant pas rétabli comme par la fermeture du contact i5 par S, l’armature E reste appliquée sur 10, et ne ferme pas par 11 le circuit de MB sur K.
- On sait avec quelle rapidité s’effectue aux
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- États-Unis l’attelage des pompes à incendie dans les postes de pompiers. Au signal d’appel, les portes des boxes s’ouvrent automatiquement, et les chevaux viennent d’eux-mêmes se ranger sous les harnais suspendus qui leur tombent sur le corps, de manière qu’on n’ait qu’à les
- Fig-, 3o à 33. — Mire électrique de Giovanni (1892).
- boucler. Il faut ainsi moins d’une minute pour atteler une pompe. La figure 29 représente l’un de ces mécanismes d’ouverture de portes, très simple, sûr et robuste, dû à M. C. Drake.
- Dès que le courant, rompu par un signal d’alarme, cesse de passer dans l’électro M, il
- Fig. 34. — Allumeur Gorldt (1893;
- lâche l’armature L qui, faisant basculer, par le choc de sa corde C, le levier A dans la position pointillée, déclenche de P le levier E S, lequel lâche à son tour le gros poids S, dont la chute ouvre par R le loquet l> de la porte.
- La mire électrique de M. de Giovanni consiste (fig. 3o à 33) en une petite lampe électrique encastrée dans une monture à baïonnette fixée au
- bout du canon du fusil C, et qui reçoit, lorsqu’on presse le bouton D, le courant d'un accumulateur A, et éclaire la mire /. L’accumulateur a ses plaques enfermées dans une poche élastique et est fermé par un bouchon d’ébonite à rondelle de caoutchouc/, percée d’un petit trou qui laisse évacuer les gaz.
- L’allumeur de Gorldt représenté par les figures 34 et 35 commande à la fois l’allumage et le robinet du bec dé gaz O.
- Quand on amène l’aiguille n du commutateur sur le contact m, le courant de la pile S passe
- Fig. 35 — Allumeur Gorldt. Schéma des circuits.
- par n, 11J, 3, h à l’électro D, pour revenir à la pile par i et 5, de sorte que l’armature c, attirée par D, abaisse la cloche F dans le mercure de G, ouvrant ainsi la soupape du gaz E, qui reste ouverte parce que c demeure abaissé par son enclenchement en b. Ceci fait, on allume le gaz en amenant la manette n sur le contact II, qui ferme par 11, II, 2 le circuit primaire de la bobine d’induction N, dont le secondaire (4,k, L, m, l, K, i) fait jailir l’étincelle en l m.
- Pour fermer le gaz, on amène 11 sur le contact I, de façon à fermer le circuit », I, g-, C, /, 5 sur l’électro-aimant G, qui attire son armature b et déclenche e, de manière que le ressort d referme la soupape E.
- Gustave Richard.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- OSCILLATIONS ÉLECTRIQUES
- DANS LES CONDUCTEURS CYLINDRIQUES (*)
- III. — Self'-inductionet impédance des conducteurs.
- Dans un grand nombre de problèmes il est indispensable de connaître la résistance apparente ou impédance du conducteur parcouru par des oscillations électriques. Nous avons déjà fait remarquer que lorsque les oscillations sont très rapides (II, § 9), la concentration du courant à la partie périphérique du conducteur avait pour effet d’augmenter dans une notable proportion la résistance apparente. Nous allons maintenant chercher l’expression générale de l’impédance, et nous l’appliquerons successivement aux cas des courants de fréquences petites, moyennes et grandes.
- Lorsqu’un courant d'intensité I circule dans un conducteur de self-induction L et de résistance R par unité de longueur, la force électromotrice induite rapportée également à l’unité de longueur a pour valeur à l’instant l,
- E1 = L^ + RL
- Par conséquent, la recherche de l’impédance revient à mettre l’expression de la force électromotrice d’induction sous la forme A ^-|-j-BI, et
- du même coup la self-induction se trouve déterminée.
- Mais pour cela il nous faut décomposer la force électromotrice totale E, considérée jusqu’ici, en deux parties : celle qui est due aux causes extérieures au système formé du conducteur cylindrique, du diélectrique et de l’enveloppe conductrice, et celle qui résulte de l’induction des courants alternatifs circulant dans les conducteurs et le diélectrique.
- Nous supposerons la première partie de la force électromotrice due à un potentiel électrostatique o satisfaisant à l’équation i® = o, et et nous admettrons, comme nous l’avons fait jusqu’ici, que toutes les quantités contiennent en facteur e1'<"'= + '">•
- Par suite de cette dernière hypothèse, l’équation io = o équivaut à
- Les solutions de ces équations sont : dans le fil
- 9 z= L J„ (imr) e‘ '), (1)
- dans le diélectrique,
- 9 = | M J„ (imr) + N K, (imr) j e > (>»=+/’', (a)
- dans le conducteur extérieur,
- 9 = S K, ( imr) e ‘ (">=+i'0. (3)
- La valeur du potentiel étant continue, quand on passe d’un milieu à un autre, nous avons les conditions, en appelant p et p' les rayons des cylindres qui limitent le diélectrique,
- LJ. ( i m p ) = M J „ (imp) + N lv„ (lmp) S K. (imp’) — M J„ (imp) + N K, (imp’).
- La force électromotrice dirigée normalement à l’axe du système et due au champ électrostatique a pour expression Par suite, sa valeur
- dans le diélectrique est donnée par la dérivée par rapport à r du second membre de (2), changée de signe, et sa valeur dans le conducteur cylindrique central par la dérivée changée de signe du second membre de (1). Quand on passe de ce conducteur au diélectrique, la composante normale de la force électromotrice électrostatique varie donc de
- — im | LJ1, ( i m p ) — [M J', (imp) + N K'„ (imp) J j e
- ou, en remplaçant L-M par sa valeur déduite de la première des conditions (4),
- N ( i
- — im j j J a (imp) K. (im p) —J. (im p) K'. (imp) I e‘ (»= +i">.
- Mais la différence entre parenthèse est égale à — quand m p est petit. En effet, posons
- l 111 O
- U — J'. (.V) K. (.v) — J. (x) K', (x);
- on a
- rSi- = J''° K« t1') - L (-v) K", (-r).
- Or, d’après les propriétés des fonctions J„ et Kin on a aussi
- J". (-v) + (-v)-j.(.v) = o.
- K". (-Y) + j K'. (.v) - K. (X) = o.
- , du bi, dans —, d x
- nous remplaçons J"„ (x) et K"0 (x)
- (*) La Lumière Electrique du a décembre 1893, p. 408.
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
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- par leurs valeurs déduites de ces dernières relations, il vient :
- <-v)K. (-r)-J„(.r)K'„(.r)j ou
- d U U
- d.v .v’
- On en déduit
- du
- .r -T-- -f u = u.
- d.v '
- Le premier membre étant la dérivée du produit ux par rapport à x, on en conclut
- u x = c.
- C étant une constante qui, dans le cas particulier où m p est très petit se réduit à 1, comme il est aisé de le voir en remplaçant dans ux les fonctions J et K et leurs dérivées par leurs valeurs approchées (I, § 1).
- Nous avons donc pour la variation de la composante normale de la force électromotrice due aux causes extérieures quand on traverse la surface du conducteur central,
- N
- J „ p (im p)
- e‘ (m: +1’1!.
- (5)
- Nous trouverions de la même manière pour la variation de cette composante quand on passe du diélectrique au conducteur extérieur,
- _____M ____ .
- + ' K„ p'(M«p') e
- i ").
- (C)
- Cette discontinuité delà composante normale de la force électromotrice externe doit se retrouver en grandeur et en signe dans la composante normale de la force électromotrice extérieure, puisque la force électromotrice développée par l’induction des courants est continue.
- Or, nous avons par la valeur de cette dernière composante dans le conducteur central (I, § 3) :
- /f1 + (.y- A ~ Jo ( i n r) c* + i“,
- = A ..J' un c> 'm- + 1"),
- n ° x ‘ '
- et pour sa valeur dans le diélectrique (I, § 2) : \'l>2 + Q- = — jj. |C J„ (ikr) + D IC, [i/tri le11»15 + /"),
- = ll\ iCi'" + DK'„ (iAr) jc>‘0»=+w>.
- Par suite, la variation de cette composante,
- quand on passe du conducteur central au diélectrique est :
- | A- J'„ (iup) — 1,J [G J'„ (i/i p)-(- D K'„ (i/ip) ||
- Mais en exprimant que la force magnétique parallèle à la surface de séparation est continue nous avons (I ,§ 4)
- VJTAJ'*(/“P) = - Wk jcJ'.(^p)+D/f'.(iftp) J.
- La discontinuité de la force électromotrice peut donc s’écrire
- $ 4 ni V2j
- C ~p~J~)
- C
- D’ailleurs des relations
- „ , 4 nttip : m- + ———— ,
- on déduit
- P°-
- V-
- 4 n i_ n- — m-
- p a — ppi ’
- et par suite
- 4 n i V2
- ~~PJ~
- P
- If- — ffl-p (m3 — A2) ‘
- (6)
- La variation de la composante normale de la force électromotrice peut donc s’écrire
- A
- m
- n
- J'Ai"?,
- 1 +
- ;?2 — m* , p. (ot2 — kd
- c
- l (w : + Il I)
- ;
- et en l’égalant à l’expression (5) on trouve
- . m T ..
- A j% J\{Mo)
- ^ n- — m- i
- U (k* — m*)
- N
- P J» [im p)'
- Mais puisque
- 112 — mz , ,. ,
- —7jn----57 n est autre chose que
- [j. {U—m1) n
- ———> cette quantité est très grande, à moins
- que les vibrations ne soient aussi rapides que celles delà lumière. En effet a est de l’ordre io11 pour les métaux et Y2 est. égal à gx io20; il faudrait donc que/? fût de l’ordre io1G, c’est-à-dire que la fréquence fût aussi grande que celles des perturbations lumineuses pour que la quantité considérée fûtcomparableà l’unité. Gomme nous nous bornons à considérer des vibrations dont la fréquence est de quelques millions, nous pouvons négliger 1, par rapport au rapport
- n1 — «P ... . ,
- ——------..., et il vient
- [j. (k-—m1)
- m n2
- A 11 Uk1
- m2
- (w2)
- }'Ainp) =
- ____X
- P S„{imp)
- (7)
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- 4?o
- LA LUMIÈRE ELECTRIQUE
- Nous arriverions de la même manière à la relation
- „ m w-— vv-
- E-----rm-----r, E „ (m'o') :
- ' ' -tJ = \ • " ' • '
- n (j/ {k2 — ni2)
- __ Jt_______
- p' K „ (i m p') ‘
- (S)
- 3. Ces relations nous donnant les valeurs de M et N en fonction de A et de E nous permettent d’exprimer à l’aide de ces dernières constantes la composante E( parallèle à l’axe du système de la force électromotrice due au champ électrostatique. Cette composante a pour valeur
- d cp
- d %
- sa valeur sur la surface du conducteur
- est donc, d’après (2) :
- i (im p) + N Ka (i ni p)l e
- p)j'
- l(lMS + j)<)
- ou, d’après (7) et (8) :
- I {>ï*-m-)p’Kll{imç,’)K0’{iii’p'))
- 11’ [J! ( i'.mz + p t
- An2-i,i2)?u svr >
- La valeur de A en fonction de l’intensité du courant 10 a été calculée dans le cas des oscillations très lentes (II § 3) et dans celui des oscillations très rapides (II 8). Dans le premier nous avons trouvé
- A
- a I„
- 7v p* 9
- et dans le second,
- 47T du courant total dans le fil ; la seconde, au produit par 471 du courant dans le fil augmenté du courant dans le diélectrique. Or, à moins que f/ ne soit énormément plus grand que p et que par suite, la couche diélectrique ne soit excessivement épaisse, le courant dans le fil est infini, comparé au courant dans le diélectrique. En
- effet, la densité du courant dans le fil est —,
- a
- dans le diélectrique elle est ou, d’après
- n Ai: dl r
- la forme de R, , ou encore R est du
- 47T 4 Tt V2
- même ordre de grandeur dans le diélectrique et le fil; a est de l'ordre de io4; V2 est égal à 9 X io2ü. Par conséquent, même si p est égal à quelques millions, la densité du courant de déplacement est très faible par rapport à celle du courant de conduction et on pourra négliger le courant de déplacement si l’aire de la section du diélectrique n’est pas excessivement grande.
- En adoptant cette hypothèse, les dernières expressions écrites ont la même valeur, et en les égalant on obtient
- P J'. (i»?) = E
- n'
- 1 — ni'2 11' p/
- p'E'
- (m1 p').
- Par conséquent, l’expression de Ei écrite précédemment devient
- in 11 I„
- 2itp J„'(i«p)’
- (9)
- Mais cette dernière égalité renferme la première, car lorsque les oscillations sont très lentes, « 0 est très petit et J0' {inp) peut être remplacé
- par sa valeur approchée—\ in p; on retombe
- alors sur la première valeur de A. Nous pouvons donc regarder la valeur (9) comme générale.
- Reste à trouver la valeur de E. Remarquons que d’après les équations (10) et (ta) des Equations générales, les expressions
- II1—lll2 . ,,
- •211 p------A J „ (iHp)e ,
- r \>.pn ' r' 7
- n’2 — ni2 „ , ,, +
- 2ko --------. E K' (1 n’ a ) e
- r p! p 11' „ r
- sont respectivement les intégrales curvilignes de la force magnétique le long des sections droites de la surface extérieure du conducteur central et de la surface interne du conducteur enveloppe. La première est égale au produit par
- , 1lz — 1112 (
- E, = t»n"-Ap nv {lirr_m^ J.(»»p)J'.*»p)
- „ ,. .) Hmi + pl)
- — Kaiini p)j e
- ou, en y remplaçant A par sa valeur (9),
- El ~ ï^'îîïJ’—mï) J“ (*"P) |K.(L»tp2)
- J Hrnz+,,1)
- — K„ (îMïpn e
- Mais m étant inversement proportionnel à la longueur d’onde des perturbations transmises, m est très petit pour les vibrations dont la fréquence ne dépasse guère un million. On peut alors remplacer les fonctions de i?»p et de im p' par leurs valeurs approchées
- L(î«p) = i,
- K, (i m p) = log- -rLL k {i ni p)' = log -zM-
- ' * 1111 p7 ° ' lmp”
- et on a
- E, = ni21
- -JülIZAÈU Ion- P
- 2Kti.(k2 — Iid) 0 p'
- i (111 z+pl
- e
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-
- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 471
- Si nous remplaçons n2 par sa valeur w2-j- —
- <7
- et kz par sa valeur trouvée (I§ 6)
- ,,,___ip2 \ JA_ J, {j n p) _ g.' K.(i __1___
- V* n'p'
- ?
- il vient, toutes réductions faites :
- E
- 1 = 2 ip
- (
- (
- log ^---—
- P 4*P
- «£ J„ (t ap)
- - P
- 7?'o-' K„ (z 11' p')~l?
- p K'„(î«'p')J)
- i (m s + p / )
- e
- (10)
- 4. Considérons le cas des perturbations suffisamment lentes pour que np soit très petit.
- Le second terme de la parenthèse de l’expression précédente a alors pour valeur approchée :
- _ n a J. (in p)__ g
- 47ipo J'a(inp) 2nip p2'
- Si ri p' est aussi très petit, le troisième terme a pour valeur approchée :
- n' a' K„ (m'p’) n'2 i <y' . 2 y
- 4 Tzp p' \i.'a(in' p') 4 7t p in' çJ'
- Le rapport de ce dernier terme au précédent est donc :
- Or, si np et n1 p1 sont tous deux très petits, n' p l’est également. Par conséquent, le rapport ci-dessus est très petit et l’on peut négliger le troisième terme de Et par rapport au second.
- Si au contraire n' p' est très grand, la valeur approchée du troisième terme est :
- 11' <j' IC„ (in' p')_ ri a'
- 4 it p p' K' „ (in' p') 4 m i p p' ‘
- Par suite, le rapport de ce terme au second est
- n’2 p2 <r' ,
- 2 n' p' <7 ’
- et puisque 11' 0' est très grand, ce rapport est encore petit et le troisième terme de Et est négligeable devant le second.
- Ainsi, quand «p est très petit, la force électromotrice d’induction parallèle à l’axe du conducteur se réduit à
- Ei = 2 i p log -, I e1 ~ I e‘{mz + p,).
- p (7 ”
- Mais ip I0e' ("12 + est la dérivée par rapport à / de l’intensité totale I = I(Je'
- On peut donc écrire
- E, = 2 log
- rfl
- dt
- — I;
- 7T p*
- et la self-induction du système est
- L, = 2 log ,
- tandis que sa résistance apparente ou impé dance est
- l.=
- <7
- TT p a
- On voit qu’au degré d’approximation de nos calculs la self-induction ou l’impédance ne dépendent pas de la fréquence et que la résistance apparente se confond avec la résistance pour un courant • ontinu.
- 5. Prenons le cas où les oscillations, de fréquences moyennes, sont telles que n p ne soit ni très grand ni très petit.
- Nous pouvons encore négliger le troisième terme de l’expression (10) par rapport au second, mais dans celui-ci nous ne pouvons plus
- Jo
- prendre pour le rapport sa valeur approchée
- J O
- 2
- — j—, Remplaçons-la par la valeur que nous
- avons donnée (II § 4) et qui se calcule à l’aide des développements en série de J0 et J'„. Nous avons alors :
- E.-jp^log- + ...(I
- .__t 1 ± M-8 p* _ _l__ -K'p'y.' fi" )
- •k p2 ( T 12 a'1 180 a1 i
- Par suite,
- T , p' , 1 I |i ' p2 r.2 p* 13 (ai,p*iî4u"
- 1 ° p ^2^ 48 a2 ^8640 „4
- et
- , _ \ , j_ (V P°n! p*____L Vp'*' p8 )
- 1 m ps t I2\ as 180 o-4 ’’ j
- Ces expressions montrent que quand la rapidité des vibrations augmentent, la self-induction diminue tandis que l’impédance s’accroît. Ces deux conséquences s’expliquent aisémen par les résultats trouvés dans la seconde part e Nous avons vu en effet que lorsque la fréquence augmente, le courant se concentre de plus en plus dans la couche superficielle du conducteur. Par suite, la section utilisée pour le passage du courant diminue et la résistance apparente augmente. D’un autre côté, cette con-
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- 472
- LA LUMIERE ÉLECTRIQUE
- centration du courant augmente la distance moyenne des courants élémentaires dont la réunion forme le courant total; par conséquent, la self-induction doit diminuer.
- . On voit de plus que le rayon p' du conducteur externe n’entre pas dans l’expression de I,. L’impédance ne dépend donc pas du conducteur enveloppe lorsque la fréquence des oscillations n’est pas très grande.
- Enfin, nous constatons que la self-induction et l’impédance augmentent en même temps que la perméabilité magnétique p.. En général, cette quantité est petite, mais pour le fer doux elle peut atteindre 2000 unités. La self-induction et l’impédance des conducteurs de fer doux seront donc beaucoup plus grandes que celles des autres conducteurs métalliques.
- 6. Passons au cas où np est très grand, tandis que 11' p' est très petit, ce qui peut arriver quand la résistance spécifique du conducteur extérieur est beaucoup plus grande que celle du conducteur central.
- Le second terme de la parenthèse de l’expression (xo) de E, est alors
- lia J Ain 9)_ lia
- ~~ 4 Lp~p y .(in P) — 4 nip P ’
- et le troisième,
- »' a K„ (in' p') ia' . 2 y
- 4 n pp‘ K'.(in'p') ~~ 4itp * in' p’’
- Le rapport de ce dernier au précédent est
- ou, en l'emplaçant n~ g et m’V par leurs valeurs approchées 4 -n \j.ip et 4^ \j! ip,
- L
- P-
- ’f p log
- a Y
- in' p'’
- D’après les hypothèses faites sur n p et n' p', ce rapport est très grand. Par suite, on peut négliger le second terme de E! par rapport au second, et on a
- E, = iip ] log 1
- in'- a' ,
- ------ log . ,
- 4 il P Ht' p
- J'LL I
- in' p' )
- ou, en remplaçant ri par sa valeur approchée
- yWir,
- E, = 2? p \ log V- + p/ lof < P
- =r 1 — 3 • f I.
- P 4 .
- 11 en résulte pour la valeur de la self-induction
- L, = 2 log — + 2 / lop
- p
- et pour l’impédance,
- - " P g' •
- Ainsi, la self-induction et l’impédance ne dépendent pas de la insistance du conducteur central. Ceci n’a rien de surprenant, car, lorsque les vibi-ations sont très rapides, le courant est pi'esque entièrement concentré sur les couches superficielles et la insistance spécifique du conducteur ne peut avoir d’influence sensible. Remarquons que puisque la fréquence est
- grande, l’impédance ^ K p ;/ est en général beaucoup plus grande que la résistance —-5 par
- TT p~
- unité de longueur du conducteur pour un courant permanent.
- 7. Considérons enfin le cas où la fréquence des vibrations est si grande que n p et n'p' sont tous deux très grands.
- On a alors
- J'. (inp)--—i J„ (i np),
- K' (in' p') = iK, (i n' p'),
- et l’expression (10) de la composante E! de la force électromotrice d’induction devient
- „ . (, p' , 1 r-ni a , 11' ia'l ) T
- E< = 21 p log r- + — ---------------(- —— ( I,
- ' p 4 n P L. p P J i
- ou, en remplaçant n et n' par leurs valeurs approchées,
- E„ =
- upjiogL.
- LV 4npp- V An P v'aj^
- Par conséquent il vient pour la self-induction par unité de longueur :
- si°fir-+\/— p V 4n rp-
- V
- __g p-
- 4Tip p'
- et pour l’impédance :
- >=\/z±À-
- V 2 TCP'
- v/
- g V p
- 2 TC p1'"
- Ces deux quantités dépendent de la résistance du conducteur central et du conducteur
- enveloppe. Mais dans les câbles immergés É- est
- f '
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-
- JOURNAL UNI VE RS U L D’ELECTRICITE
- 4?3
- très grand par rapport à-", de sorte que prati-
- P'
- quement, la self-induction et l’impédance d’un câble ne dépendent guère de la résistance spécifique du câble et beaucoup de celle du conducteur extérieur.
- Quand la fréquence croît indéfiniment, la self-induction tend vers 2 log - qui est la valeur correspondante aux fréquences très petites.
- L’impédance croît indéfiniment en même temps que la fréquence des alternations.
- J. Blondin.
- {A suivre).
- NOTES SUR LA THÉORIE ÉLÉMENTAIRE
- DES
- APPAREILS A CHAMP TOURNANT
- Enroulements employés pratiquement.
- idéal défini plus haut que le nombre des bobines déphasées est plus grand.
- Pour nous en rendre compte dans une mesure suffisante, nous étudierons comment varie la force magnétomotrice produite le long de la fibre moyenne de l’anneau.
- A proprement parler, il faudrait calculer directement la valeur de l’induction B suivant la méthode indiquée en note au bas de la page (1).
- Mais cette étude compliquée ne serait pas justifiée dans une question où l’on néglige tant de phénomènes accessoires. Et d’ailleurs quand l’inducteur se trouve en présence d’un induit à circuit fermé, la loi de variation de l’induction ne présente plus de variations brusques, car celles-ci sont empêchées par la réaction des courants induits, qui atténue les pulsations du champ.
- La considération de la force magnétomotrice est bien donc suffisante en pratique.
- C) L’équation (1) (p. 36o) donne l’expression de B en fonction de II. Plaçons-nous dans l’hypothèse
- cil, — kt do. dl, — h* dx
- L’avantage qu’on obtiendrait à l’aide des enroulements sinusoïdaux (fig. 1), en réalisant j ainsi un champ parfait, serait considérable. Mais les singularités qu’on rencontrerait au point de vue des phénomènes d’induction mu-
- et différentions deux fois. Il vient, en remarquant que la force magnétomotrice est pour chaque bobine une fonction linéaire de «,
- o ~ — d- B +
- B rd a,
- c’est-à-dire, en posant
- d’où l’intégrale connue
- d- B
- cfâ*
- ha- B=o,
- Fig. 1. — Coupe schématique d’un enroulement sinusoïdal diphasé.
- tuelle, comme on le dira plus loin, ne me semblent pas pouvoir en permettre l’adoption.
- Jusqu’ici les inventeurs des appareils à champ tournant, qui ne semblent pas avoir connu d ailleurs ce mode d’enroulement, ont eu recours exclusivement à des bobines présentant une épaisseur de fil de cuivre uniforme sur toute la surface de l’inducteur; ils ont employé ces bobines soit isolées, soit superposées. Les champs ainsi réalisés se rapprochent d’autant plus de la forme sinusoïdale fournie par l’enroulement
- B = Ae/,a + De !la ^
- A et D se détermineront par les conditions initiales. Par exemple, si l’enroulement consiste en un seul circuit formant deux bobines couvrant tout l’anneau, on aura:
- ^ pour a — o 1
- ' ( D=Bo
- | et pour a — tc J
- IVoù
- A + D = B„.
- 7Z II — TC 11
- Ae +Dc =B„;
- En allant de proche en proche, on pourrait donc tou" jours faire le calcul complet du champ.
- B„ se calcule dans chaque cas à l’aide des équations 1 Ti p. 3Go et (2) cl-dessus.
- C) La Lumière Electrique, du 25 novembre, p. 35.1.
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- 474
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- Pour chaque bobine parcourue par un courant I, la force magnétomotrice croît suivant une loi linéaire H = m I (a — a0), m étant une constante et an l’angle qui correspond au commencement de la bobine.
- Si l’on porte sur une épure les forces magnéto-motrices en ordonnées et les angles en abscisses, on obtiendra de cette façon, une courbe repré-
- sentant les variations de H en fonction de a. Celle-ci devrait être une sinusoïde dans le cas d’un enroulement idéal analogue à ceux que
- Fig. 4
- nous avons décrits; elle sera au contraire une ligne brisée dans le cas des bobines à épaisseur constante employées actuellement.
- Les figures 2 et 3 représentent les lignes ob-
- tenues pour les courants diphasés avec les en-
- 7t
- roulements à 4 et 8 bobines, aux phases o et —.
- Les figures 4, 5 et 6 représentent les résultats analogues pour les courants triphasés avec lesen-
- roulements à 3, 6 et 12 bobines
- phases o,
- Tt 27t
- 3’"3
- Fig. 5
- Enfin, la figure 7 représente aussi les résultats obtenus avec des enroulements uniformes superposés tels que ceux employés par MM. Hutin et Leblanc et Ilaselwander, dans le cas des courants diphasés. On a jugé inutile de
- refaire le même travail pour les courants triphasés où ce mode d’enroulement n’est pas adopté.
- On remarquera que l’enroulement Mutin et Leblanc est équivalent à un enroulement à 4 bobines. On le voit d’ailleurs a priori en remarquant que les forces magnétomotrices des deux
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 47^
- enroulements superposés sont, pour les 4 quadrants de l’anneau (fig. 8). proportionnelle à :
- ± sin l ± cos Tfr ; = ± y 2 sin 1 ± - )
- 1 i V i 4/
- La force magnétomotrice et le flux sont loin d’être sinusoïdaux, si l’on s’en rapporte à la figure 7 0.
- Ces simples graphiques qu’il serait facile de détailler davantage donnent une idée comparative complète des résultats qu’on peut espérer
- Fig. 1
- de chacun des modes d’enroulement appliqués
- On voit qu’ils sont mauvais tant qu’on n’em ploie qu’un petit nombre de bobines et qu’il ne s’améliorent que grâce à l’accroissement de ce nombre. Quand celui-ci est plus grand que 8, on retombe pratiquement sur le champ sinusoïdal de l’enroulement idéal.
- A 12 bobines on a une excitation sinusoïdale presque parfaite.
- La valeur totale du flux varie en même temps que sa distribution lorsqu’on passe d’un nombre de bobines à un autre.
- (') Gela n’a pas empêché cependant le moteur Hutin-Leblanc de fournir de très bons résultats expérimentaux, que j’ai eu occasion de constater par moi-même.
- Si donc, on appelle q le nombre de bobines, n le nombre de fils extérieurs de chacune, I0 l’amplitude des courants excitateurs, yi la résistance magnétique applicable à chacune des deux branches d’un flux sinusoïdal 0. - 2 R„, de la page 361, où R„, désignait la
- Fig. 8 et 9. — Equivalence de l’enroulement Hutin et Leblanc à l’enroulement à 4 bobines.
- résistance appliquable à un quart de l’induit), on devra écrire pour l’expression générale du flux.
- Iv étantuncoefficientempirique, fonction de'1.7, et
- A, o T \ «A 6j 1
- Fig. 10 et 11.
- qui tend asymptotiquement vers 1, quand q augmente.
- Il semble que théoriquement cette valeur de K peut être évaluée d’après l’aire moyenne des courbes des figures 2 à 6 mesurées par rapport à une ligne médiane.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- On trouve ainsi, en prenant l’aire de la sinusoïde pour unité :
- «7=3 & II O 00
- C7 =6 K = 0,92
- <7 = 12 K = 0,97
- Mais c’est l’expérience seule qui pourrait donner les vraies valeurs empiriques de K.
- Du Bois-Reymond a indiqué pour les intensités du champ les valeurs relatives de 117, 127, i36 lorsque le nombre des bobines est respectivement 3, 6 et 12.
- Mais comme je l’ai dit cette mesure ne donne aucun renseignement sûr au point de vue du flux. Celui-ci ne peut être mis en évidence expérimentalement que par les procédés suivants.
- Méthodes expérimentales pour l'étude des flux tournants. — i° On peut étudier le flux par une méthode statique, analogue à celle de Du Bois Reymond, en divisant l’inducteur d’un moteur asynchrone en un certain nombre de bobines qu’on alimente par un même nombre de courants continus, réglés par des rhéostats de façon à obtenir respectivement des intensités proportionnelles à
- sin a, sin ^ <x + • 1 sin 2 1t)
- a pouvant recevoir une série de valeurs succes-
- sives.
- On remplacera l’induit à spires fermées du moteur par une carcasse semblable portant une seule bobine, composée d’une ou quelques spires, et aboutissant à 2 bagues calées sur l’arbre, et on fera tourner ce nouvel induit à la vitesse de régime choisie.
- Pour chaque valeur de a on déterminera par l’une des méthodes connues, par exemple la méthode stroboscopique ou l’oscillographe, la courbe périodique de la force électromotrice in-
- duite e =
- d<I>
- dt
- , qui, par une intégration gra-
- phique, donnera la loi de variation du flux.
- Si l’on emploie mon procédé d’inscription photographique, cette méthode permettra de réunir directement sur une même photographie toute la série de courbes obtenues pour les di-
- verses valeurs de a.
- Si, dàns les mêmes conditions, on relie la spire d’exploration à un voltmètre à courants alternatifs, les lectures de celui-ci seront proportionnelles aux valeurs du champ total utili-
- sable et permettront la détermination du coet-ticient K.
- Enfin en laissant la spire immobile et en alimentant les inducteurs avec un courant polyphasé, produisant un champ tournant, on pourra faire une série de déterminations analogues. Celle des courbes périodiques exigera simplement l’emploi d’un petit moteur synchrone alimenté par les mêmes courants polyphasés et qui portera le contact instantané.
- En mettant la spire induite sur l’induit même d’un moteur à champ tournant, on pourra étudier le flux total pendant la marche, en tenant compte de la réaction de l’induit.
- 20 On peut encore étudier le flux dans l’entrefer, sans recourir aux courbes périodiques, en adaptant à ce cas les mêmes méthodes que pour les champs des dynamos à courants continus.
- Dans ce but, il suffira de remplacer l’induit d’un moteur à flux tournant par une carcasse semblable, couverte d’un bobinage d’induit à courants continus et munie d’un collecteur.
- On produira le champ statique, comme plus haut, par le procédé de Du Bois-Reymond, et on explorera le flux à l’aide d’un voltmètre à courants continus relié à l’un des balais et à un balai mobile, suivant la méthode Mordey.
- Là encore on pourrait produire un champ tournant par des courants polyphasés et faire tourner les balais synchroniquement à l’aide d’un petit moteur. Dans ce cas on emploiera non pas un, mais plusieurs balais d’exploration, décalés à l’avance et reliés à des bagues de prise de courant permettant d’opérer les mesures relatives à chacun d’eux pendant la marche.
- Ce système permettra d’étudier le champ même dans un moteur en fonctionnement : il suffira de superposer le bobinage pour courants continus au bobinage ordinaire de l’induit.
- Toutes ces méthodes sont d’une application facile, et il suffit par conséquent de les indiquer ici sommairement.
- Conclusion. — L’étude des systèmes polyphasés et des flux magnétiques montre que, bien que les champs tournants pratiques ne ressemblent pas à leur prototype théorique, on réalise néanmoins, moyennant des précautions faciles, des flirx variables présentant des propriétés équivalentes, au point de vue des résultats, à celles d’un champ tournant théorique. Ce n’est donc pas, comme on l’a prétendu, une
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÊLEC TRICITÊ
- utopie que de vouloir leur appliquer les mêmes raisonnements.
- Le but principal de ces préliminaires a été de donner aux calculs une base sérieuse et suffisamment solide.
- Dans tout ce qui va suivre, je supposerai qu’on a affaire aux types d’appareils qui réalisent les conditions d’un bon flux tournant par enroulements de 8 ou 12 bobines non superposées.
- Cependant, grâce à l’introduction du coefficient K, et d’un autre k analogue pour la force électromotrice induite, toutes les formules seront assez générales pour s’appliquer aux cas de 3, 4 et 6 bobines, en négligeant seulement les pulsations des flux, qui, comme on vient de le voir, sont forcément très réduites dans les machines en mouvement; on pourra même lesemployer à titre d’approximation, pour les machines à pôles, à la condition de déterminer les constantes K et k.
- III. — Nouvelle méthode de calcul.
- Limitation de l’étude théorique au type bipolaire.
- Le type bipolaire peut être défini : celui qui ne comprend qu’un seul champ tournant inducteur et un seul champ tournant induit.
- Un appareil 2«-polaire, c’est-à-dire comprenant n champs tournants, peut toujours être considéré comme équivalent à « appareils bipolaires, montés en série ou en parallèle suivant le mode de couplage des divers champs. Chacun de ces appareils bipolaires sera censé avoir des constantes équivalentes à celles de la
- —partie de la machine totale, et tourner avec
- Cliente r 7
- une vitesse n fois plus grande.
- J’appellerai vitesse périodique la vitesse angulaire il du champ tournant de ces appareils
- 2 7T
- bipolaires; elle est égale à T étant la période des courants alternatifs employés. Il est entendu que dans l’appareil 2 n polaire, la vitesse de rotation du même champ sera seulement Q' = —.
- n
- Grâce à cette convention, je ramènerai désormais l’étude des appareils exclusivement à celle du type bipolaire qui suffit à donner à la théorie
- toute la généralité nécessaire. L’application des résultats aux types multipolaires se fera conformément aux remarques précédentes et sans la moindre difficulté.
- Objet de la méthode.
- La remarque très simple dont procède cette méthode est la suivante. Ce qui caractérise un système de courants polyphasés, c’est le champ tournant qu’il peut produire dans une machine, et qui en induit à son tour d’autres, tournant avec la même vitesse. Or ce champ est à chaque instant défini par sa direction dans l’espace et par son intensité, et celle-ci est liée directement, comme on l’a vu plus haut à celle des courants, polyphasés égaux qui le produisent. On peut donc représenter inversement les courants polyphasés dans leur ensemble par une seule quantité dirigée, ou vecteur, ayant même phase que le champ, et appliquer ensuite le même mode de représentation aux tensions, force électromotrice, etc. — à la seule condition de définir convenablement les constantes globales à appliquer au circuit fictif pour que les variables soient liées entre elles par les lois habituelles ou par d’autres lois arbitraires mais bien définies (’).
- Je vais choisir mes définitions de façon à conserver :
- i° La loi d’Ohm dans les circuits sans induction ;
- 2° La loi de Joubert dans les circuits inductifs;
- 3° La même valeur du décalage que pour les courants alternatifs composants;
- 40 La même expression de la puissance que pour les courants alternatifs ordinaires;
- 5° La même expression du flux produit par un inducteur complexe que s’il était excité par un courant continu.
- Lntin, pour bien mettre en évidence les propriétés des machines, je ne ferai en général entrer dans les formules que les nombres de spires
- (l) On peut, dans, cct ordre d’idées, construire de toutes pièces non pas un, mais plusieurs systèmes de définitions, chacun cohérent et pratique. Celui que j’ai choisi et que je vais exposer est celui qui m’a semblé s’adapter le mieux aux lois fondamentales des courants continus ou alternatifs et présenter par conséquent les plus grandes facilités d’application pratique.
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- LA LUMIÈRE ELECTRIQUE
- 478
- totaux, sans laisser apparaître le mode de sectionnement des enroulements.
- Dans les définitions qui vont suivre, j’adopterai le qualificatif de polyphasé pour les intensités., forces électromotrices et tensions applicables à chaque courant ou circuit individuel, supposé ramené au montage en étoile.
- Les intensités, forces électromotrices et tensions polyphasées I,JOi., EPOi., U„oi., seront, par définition, des valeurs moyennes efficaces, de sorte que les amplitudes correspondantes sont I,10i. 1/2, E„oi. 'J2 et Upoi. \j2. Les tensions et forces électromotrices seront comptées entre les conducteurs principaux et le retour commun, ou point neutre.
- Les variables et constantes applicables au courant fictif recevront le qualificatif de vectorielles ou veclrices; les symboles Ivt.c., Evoc., Uveo représenteront encore des valeurs efficaces.
- Définition des variables vectorielles.
- i° Intensité. — On a vu plus haut (p. 475) que le flux tournant total produit dans un induit par un inducteur sans pôles portant un enroulement à q bobines ayant chacune n fils extérieurs a pour valeur
- <I> =K
- 4 * O n)
- cdl
- 4yfçin)
- Ml h’»1- V2
- (1)
- expression dans laquelle oH représente la réluctance globale d'une moitié du circuit magnétique et (qn) le nombre total de fils comptés sur la périphérie de l’induit. Cette expression du flux est, au coefficient K près, la même que s’il s’agissait d’un inducteur de même forme mais muni d’un seul enroulement, parcouru (fig. 10) par un courant continu égal à v;2. (') C’est cette valeur que j’adopterai pour Yintensité vec-trice du courant
- ivoc. — ipoi. y 2 (2)
- et elle sera supposée en coïncidence de phase avec la direction du champ,
- 20 Tension. — Celle-ci sera définie de façon que la puissance du système polyphasé, lorsqu’il s’agit d’un circuit non inductif, se réduise à la forme simple
- P — Uvuc:. Ivcc.. (3)
- 0 Si l’induit était muni d’un collecteur, le courant total aux balais serait 2 I,,0|. <J2 (fig. 11).
- Or, on verra plus loin que l’expression de P en fonction des variables polyphasées est dans la même hypothèse, lorsqu’il y a q courants polyphasés
- P — <7 U„.|. Ipol.. (4)
- Je poserai donc, pour satisfaire les trois relations (2), (3) et (4),
- Uvcc. — Upol. ^2* (5)
- On verra plus loin quel décalage il faut introduire entre la tension et l’intensité de courant correspondante.
- 3° Force éleclromolrice. — Par analogie on écrira immédiatement
- Evec.— “ Epoi. yd (6)
- Expression de la force éleclromolrice induite.
- Il est nécessaire en outre de déterminer les relations de grandeur et de phase qui existent
- entre un flux inducteur et la force électromotrice vectorielle induite par lui, en supposant encore le flux sinusoïdal. Si l’induit porte un enroulement idéal, c’est-à-dire une infinité de spires donnant naissance à autant de courants polyphasés, les forces électromotrices induites dans chaque spire forment une série également sinusoïdale ; les courants produits donnent naissance à un nouveau champ magnétique homogène, qui, si les circuits ne sont pas inductifs, est perpendiculaire au champ inducteur comme dans l’induit d’une machine à courants continus, avec les balais à la ligne neutre. On peut admettre qu’il en est encore de même sensiblement quand l’enroulement comporte un nombre fini de bobines.
- En vertu des conventions déjà faites, la force électromotrice vectorielle induite se représen-
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLEC TR ICI TÉ
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- tera donc toujours par un vecteur décalé de-en
- arrière de celui du flux inducteur.
- En second lieu, la force électromotrice de chacune des bobines B de l’armature (fig. 12) a une valeur qui dépend de l’angle oq — a0 qu’elle embrasse. Soit N le nombre total de spires d’un anneau. Dans un angle élémentaire d a, le nombre de spires est
- 2 7T
- et le flux
- <!> .
- — sin a 2
- Par suite la force électromotrice induite instantanée est :
- , 'ï> d (sin a) d a
- de =----------- —
- N »P
- ------N ~ - cos ado.
- dt 2 n T 2
- en remarquant que
- I. R
- — -WWW
- I2. R
- —----VWVWV-
- d a =
- 9
- aitdt ~~T~"
- _ L
- MF
- r, ,,c
- i3 R
- —-—vwww-
- L
- Fig-, i3, 14 et i5.
- La force électromotrice instantanée dans l’ensemble de la bobine B est donc à chaque instant
- N *I> rtx, N <i> r . .T
- NT J «„cos “ da = “ Tr Lsin " sin “»J
- = ” TF [sin Sin“”]
- = -î¥sin (i)cos (“M7)
- et la valeur efficace
- k désignant un facteur qui croît avec le nombre des bobines en tendant vers l’unité et qui pourra être déterminé empiriquement. Sa valeur théorique est
- Sous la forme donnée en dernier lieu, on voit que Ev0„ diffère seulement parce facteur ( — '] de
- la valeur de la force électromotrice E0,mt. = N ‘f>i,
- que donnerait le même anneau muni d'un collecteur Gramme frottant sur deux balais à la ligne neutre. Cette remarque rend les comparaisons très faciles (1).
- Les définitions fondamentales que je viens de donner supposent que les circuits ont la forme étoilée. Pour qu’elles s’appliquent également bien aux autres cas, il suffit de définir, ainsi qu'on va le faire, les constantes des circuits de façon à leur substituer toujours un circuit étoilé fictif équivalent.
- Définitions des constantes vectorielles : résistance, induction simple et capacité.
- i° Circuits étoilés. — La définition de la résistance a pour point de départ la loi d’Ohm. On sait que, s’il n’y a pas de self-induction, on a
- Upol. ~ R IpoL
- R étant la résistance de chaque circuit affecté
- (*/ Proposons-nous par exemple de comparer, comme l’a déjà fait M. Gœrg-es, les puissances que peut fournir un même anneau avec les courants polyphasés (en supposant le circuit non inductif) ou avec des courants continus. Le courant continu total que peut fournir l’induit avec la même densité de courant est le double du courant efficace admissible pour chaque courant polyphasé, c’est-à-dire
- Icout. — 2 I pol. == I vec. ^2
- Les puissances sont donc respectivement :
- P. polyphasé = EVcc Ivec P. continu = Ecü„t. Lee
- et leur rapport
- _ P PO'- __ Evc<’- __ ].
- Pcont. Econl. V2 2 'J2
- En calculant un certain nombre de valeurs de k, on obtient le tableau comparatif suivant, dans lequel les puissances sont rapportées à celles du courant continu pris comme unité :
- 2 — r, = 0,766
- 3 — — 0,918
- 4 — — I,000
- 6 — — 1,059
- 8 — — i,o83
- 12 — — 1,098
- Go — — i,iit
- En réalité ces chiffres peuvent être passablement modifiés par la self-induction.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- à un courant polyphasé (fig. i3). Pour conserver la même relation entre quantités vectrices
- Uvec ==s Rvoc Ivec (lO)
- •il suffit de poser
- R vo= = — R. (iO
- 2
- La résistance vectrice d’un induit est donc égale à la résistance totale de la moitié de l’armature.
- On obtiendra, d’une manière analogue, pour la self-induction (fig. 14) et la capacité (fig. i5).
- C «O = - G C]2'i
- q ' '
- La définition de la self-induction est applica-
- ble exclusivement au cas où les bobines de self-induction traversées par les courants sont indépendantes.
- J'appelle cette self-induction simple pour la distinguer de celle qui se produit lorsque les bobines ont en même temps de l’induction mutuelle, cas qui est étudié plus loin sous le nom d’induction cyclique.
- 20 Circuit en dérivation polygonale. — Soit (fig. i5)une dérivation polygonale dont chaque branche est une simple résistance morte parcourue par un courant d’intensité efficace i, et soit u la différence de potentiel efficace mesurée entre les extrémités de chaque branche.
- On a évidemment :
- u = r i,
- tandissque l’intensité efficace correspondante I, mesurée dans chaque conducteur principal, a pour valeur, d’après ce qu’on a vu :
- Ipoi — i ^2 sin Èj = ib,
- en posant pour simplifier
- , . 1T
- b — 2 sin ,
- q
- et que la tension mesurée entre chaque point A, B, G et le point neutre N (ou le conducteur de retour) a pour valeur maxima (voir p. 356)
- i • r Ipoi
- 1 T~ b*
- ('4)
- et par suite, d’après les définitions antérieures,
- 1;
- _ q >' r
- — 2 lyi L'CC-
- (15)
- La dérivation polygonale est donc équivalente à une dérivation fictive étoilée ayant pour ré-. Cl V
- sistance vectorielle Rvcc = A-g. On trouverait de
- 2 b~
- même pour la sell-induction vectorielle et la capacité vectorielle (fig. 18, 19), les expressions
- r q l . r. 2 è2 ....
- Lv«= - et Cvec = — c. (16) et (17)
- Fig-, 17, 18 et 19.
- 3" Circuits mixtes. — Le circuit mixte le plus simple comprend, comme on le sait, une dérivation polygonale au centre d’une dérivation étoilée. La dérivation polygonale peut être remplacée, au point de vue du courant et de l’intensité vectorielles, par une dérivation étoilée équivalente, et l’on arrive ainsi , par une démonstration identique à la précédente, aux énoncés suivants :
- Tout circuit ou enroulement mixte est équivalent à une dérivation étoilée simple, ayant pour constantes les sommes des constantes de la partie étoilée et de la partie polygonale, c’est-à-dire :
- Résistance :
- R«" = 2 (R + 7,2) ; (i8
- Self-induction simple :
- Capacité :
- Cvec
- j(C + b*c).
- (20
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- Puissance électrique d’un système de courants polyphasés.
- J’ai donné récemmentC1) la démonstration intuitive des diverses formules générales représentant la puissance; je ne reviendrai donc pas ici sur cette question, et je partirai simplement de l’énoncé suivant, qui est évident :
- La puissance moyenne est égale à la somme des puissances moyennes partielles mesurées successivement entre chaque conducteur et le retour commun (ou le point neutre qui en tient lieu), c’est-à-dire :
- P *= S J^T (V — V.) i. (ai)
- Dans le cas où les courants sont sinusoïdaux, comme nous le supposons dans cette théorie, cette expression est susceptible d'une simplifi-
- Fig. 20 et ai. — Changement du trajet des lignes de force.
- cation; on a, en effet, alors pour chacun des courants l’égalité connue en valeurs efficaces.
- Y /(v - v„) i = (Y - V») I cos©, (22)
- 0 étant le décalage entre l’intensité de chaque I et la différence de potentiel agissante. De plus, tout étant symétrique par hypothèse, chacun des courants donne le même résultat, et l’on a, par conséquent, pour l’ensemble des q courants P = q (V — V„) Icos (:) (23)
- c’est-à-dire, avec nos notations antérieures :
- P — q lîpol Ipol COS 0jml .
- H|iol = 0voeî 2
- "Llpol — ~ Uvee
- qsj-j.
- Or, on sait que
- D’où, en substituant, il reste simplement :
- F lj vec Ivi’c COS 0voc. (24
- L’expression de la puissance est donc la même que pour un courant alternatif ordinaire. C’est dans le but d'obtenir ce résultat très important que j’ai introduit dans la définition de Evoo et
- Uv,.. le facteur-^- dont la présence est ainsi justifiée.
- Cette expression s’applique également bien au cas des circuits polygonaux; elle reste vraie pour les circuits mixtes, à condition que les nombres de spires soient dans une proportion convenable, ce qui a toujours lieu en pratique, comme on le verra pius loin.
- Nous la considérons donc comme générale.
- La puissance produite par une machine génératrice ayant pour force électromotrice Evoc, sera de même :
- P = Evoo Ivoc COS 0voo. (25
- Coefficients d'induction cyclique.
- Le cas d’induction le plus important dans la pratique est celui où les bobines de chaque enroulement constituent un système non indépendant et où chacune est soumise à l’induction mutuelle des autres (fig. 20); c’est ce qui a lieu d’une manière générale dans tous les appareils à champ tournant.
- Dans ces conditions chaque bobine présente un coefficient de self-induction apparent tout différent de celui qu’elle aurait isolément (fig. 21).
- La première différence essentielle, sur laquelle il faut insister, c’est que la résistance du circuit magnétique de chaque bobine peut se trouver complètement modifiée.
- Dans le cas de la figure 21, par exemple, on voit que pour chaque bobine les lignes de force se fermeraient à l’intérieur du fer lorsqu’elle est isolée et au contraire à l’extérieur (fig. 20) lorsque l’anneau tout entier fonctionne.
- Par suite de cette modification il est souvent impossible d’établir une comparaison entre la self-induction dans les deux cas; c’est donc une faute des plus graves, commise dans beaucoup de théories, que de mesurer les inductions de chaque circuit comme s’il s’agissait de courants
- O La Lumière Électrique du 19 novembre 1892, p.36o.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
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- alternatifs ordinaires. Cependant dans la plupart des machines sans pôles, telles que le moteur Dobrowolskv, la résistance magnétique du circuit des lignes de force varie beaucoup moins que dans l’exemple que j’ai considéré quand on passe du courant alternatif simple aux courants polyphasés.
- Dans tous les cas, je supposerai que la réluctance du circuit magnétique de chaque bobine est celle qui correspond au fonctionnement normal.
- En appelant ali cette réluctance, la self-induction d’une bobine isolée aurait l’expression connue en fonction du nombre 11 de ses spires :
- L = -E p-
- Self-induction.— Cela étant posé, considérons d’abord le cas de circuits simplement étoilés et proposons-nous de calculer la self-induction apparente de la même bobine lorsqu’elle est influencée parles autres, en supposant, comme on est toujours obligé de le faire, que la perméabilité du fer reste constante. On pourra l’obtenir très aisément, comme pour les courants alternatifs, en divisant la force électromotrice de self-induction par le produit de l’intensité du
- courant et de la vitesse périodique
- Le flux propre produit parles q, bobines dans lesquelles le courant a la valeur efficace I1)0i est, comme on le sait
- ,j, __ jç q 11 Ipoi'/a.
- La force électromotrice de self-induction correspondant maximum dans chaque bobine est
- Dans cette hypothèse, la self-induction apparente est donc plus grande que la self induction propre, sauf dans le cas des courants diphasés, où on a L — L'. Cela n’a rien d’étonnant, d’ailleurs, puisque deux bobines diphasées n’ont pas d’induction mutuelle.
- Dans le cas des courants triphasés étoilés, on 3
- aura L' = — L, etc.
- 2
- On voit, et d’ailleurs cela était évident à priori, que l’effet de l’induction mutuelle sur la self-induction apparente est loin d’être négligeable, comme on l’a prétendu.
- Ce n’est pas cette self-induction polyphasée que je dois employer, mais bien la self-induc-
- 22. — Induction mutuelle.
- tion vectorielle correspondante A, qui est, comme on le sait,~fois plus grande; cette self-induction a par conséquent pour valeur :
- Epol y 2
- , 2 7t n <I> = h 2 it K q n-
- « -q- 7 t ~
- 2 eft, 4
- : K/e
- (?)•
- (20)
- et, par conséquent, la self apparente de cette bobine :
- Si l’on compare (ce qui n’est pas toujours exact) cette valeur à celle L, que donnerait chaque bobine isolée, en admettant que la résistance du circuit magnétique soit la même dans les deux cas, on pourra écrire :
- N étant le nombre total des fils extérieurs de l’induit. Cette expression est, au facteur K/e près, la même que celle de la self-induction du 1/2 induit, avec toutes ses spires en série.
- Je donnerai à cette constante très importante A le nom de self-induction cyclique ou tournante, pour en rappeler l’origine.
- On remarquera qu’elle croît avec le produit K/?, c’est-à-dire avec le nombre de bobines de l’anneau. Dès que celui-ci est un peu grand, q = 6, on peut supposer sans grande erreur KÆ=i, et la self-vectrice ne varie plus sensi-
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
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- blement quand on augmente le sectionnement.
- Induction mutuelle. — On obtiendra d’une façon tout à fait analogue l’induction mutuelle cyclique de deux circuits polyphasés étoilés concentriques (fig. 23), c’est-à-dire celle qui englobe des effets d’induction mutuelle entre les bobines de chaque circuit particulier. Soit, en effet, q[ q2, les nombres des bobines du premier et du deuxième circuit étoilés, nl et n les nombres de spires pour l’une d’entre elles, I, VGC et I2vcc, les courants vectoriels dans les enroulements extérieur et intérieur.
- Admettons d’abord qu’il n’y a pas de flux perdu, comme on le suppose dans la théorie ordinaire.
- Le flux produit par le circuit extérieur est :
- JT 4 ÎT
- *1* 1— K. t/| 71, Ijvcc£
- la force électromotrice induite vectorielle dans l’induit sera :
- CHRONIQUE ET REVUE
- DE LA PRESSE INDUSTRIELLE
- Téléphone portatif Flanders (1891-1893).
- Ce téléphone portatif, robuste et très simple, est spécialement destiné à être transporté puis accroché à la porte a d’un appel d'incendie, pour
- O
- Evcc = h 1 ^ », * = K A AA £* W.
- 2 r a t 4
- et par suite le coefficient d’induction mutuelle : M = . = K h <h«i gïlb
- 2 n 11 vue JR, 2 2
- T
- On trouve naturellement, étant donné l’hypothèse de la conservation du flux,
- Ma = A, As.
- En pratique il faudra évidemment introduire un coefficient de perte v, analogue à celui d’Hopkinson et écrire, par conséquent, en explicitant ât :
- 1 M < A, A*
- D’ailleurs, il va sans dire que ces coefficients devront toujours être déterminés expérimentalement, comme on le verra plus loin.
- Fig-, 1 et 2.
- pouvoir communiquer verbalement pendant le sinistre.
- Le récepteur d est pendu à des crochets d\ qui
- Fig. 3 et 4.
- maintiennent ouvert le circuit de sa pile et soutenu latéralement par un anneau e, qui soulage les crochets d! des chocs, etc. En temps normal, les fiches^, assez longues pour ne paspou-
- (A suivre)
- André Blondel.
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- 4^4
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- voir se déplacer tant que la portée reste fermée, sont enfoncés dans les trous gb : pour téléphoner, on les enfonce dans les bornes 6.6, de manière que l’une d’elles relie l’appareil au circuit extérieur et l’autre le récepteur à la terre, par le condensateur d (fig. 2 et 4). Le transmetteur se trouve en /, et tout l’ensemble de l’appareil est renfermé dans une boîte b, à porte c, avec fermeture c3, et que l’on accroche par b’ bz à la porte ouverte de l’appel (fig. 1).
- G. R.
- Distribution de l’énergie électrique par réseaux de conducteurs, par M. Carlo Coltri (*).
- Un autre procédé un peu plus rapide pour l’étude des réseaux est le suivant :
- Considérons encore le système général d’équation (A). Il peut être divisé en deux systèmes, l’un formé des n équations correspondant aux nœuds à charges inconnues (positives ou négatives), et l’autre aux m équations se rapportant aux points à tensions inconnues.
- Prenons d’abord ce dernier système entre les tensions inconnues, les résistances des conducteurs du réseau, et les charges des m nœuds. Nous pouvons substituer ces derniers à leurs symboles et résoudre le système par rapport aux tensions. Nous arriverons à des équations de la forme
- /i—1
- V,=v,"- V
- h—\n h-ri
- V, = v,*- V (B)
- /l = l
- v. = v.*-2]
- h—m
- où Va V,"... V„,° représentent les tensions des m nœuds lorsque le réseau est déchargé et les autres termes tous négatifs, l’influence de la charge sur chacun des nœuds.
- En retranchant membre à membre les équations correspondant aux tensions des points terminant un conducteur, et en divisant les deux membres par la résistance de ce conducteur pour avoir les valeurs des courants géné-
- raux parcourant ces conducteurs, on obtient les équations suivantes :
- + V ±Hi2j It,
- +y dzH,.*1*, (G)
- + 2] ±H«* u--
- où les premiers termes des seconds membres sont les courants parcourant les conducteurs, lorsque le réseau est déchargé et où les autres termes, alternativement positifs et négatifs, montrent l’influence des prises de courant sur chaque conducteur.
- Tandis que le système (B) montre que les minima des tensions aux m nœuds ont lieu lorsque le réseau a sa charge maxima, le système (G), au contraire, montre que les maxima des courants traversant les conducteurs du réseau n’ont pas lieu dans les mêmes conditions.
- Pour avoir les courants maxima dans chacun des conducteurs, il faut annuler dans les équations correspondantes tous les termes positifs ou tous les termes négatifs. Ceci revient donc à donner la charge maxima seulement à certaine partie du réseau. L’importance de cette étude se justifie donc par ce fait, que tandis qu’un conducteur du réseau, chargé normalement ou au maximum, est parcouru par un courant non dangereux pour lui, pris à un régime anormal, il peut se produire dans ce conducteur un courant tellement élevé que le conducteur serait rapidement hors de service.
- Considérons maintenant le premier système, et remplaçons-y les différences de potentiel inconnues par les valeurs données par le système (B), puis résolvons-les par rapport aux courants d’alimentation, nous arrivons aux équations
- !•“!* ” + £ «.*!*•
- i“=—1“°+ ^ «»* L.
- Ix = Ix “ + a x4 IA.
- ou les premiers termes des seconds membres (positifs ou négatifs) représentent les courants, fournis ou reçus par les n nœuds, lorsque le réseau est déchargé, et les autres termes la constitution des courants 10 I,,0 . . lx° en fonc-
- C) La Lumière Electrique, du 2 décembre 1893^ p. 438;
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 485
- tion des m prises de courants. La détermination de ces courants est utile pour l’établissement des feeders des appareils d'alimentation.
- ' Nous allons développer ce dernier procédé dans un cas particulier.
- La figure 8 représente le schéma d’un réseau de distribution formé de quatre mailles. Les longueurs l des conducteurs, sont exprimés en mètres, et les sections Q en millimètres carrés. Les charges réduites aux nœuds et les courants dans les conducteurs sont désignés respective-par Ji J2 J3, ixi2.... i7.
- L’alimentation du réseau est faite par le point Q, où la différence de potentiel est maintenue à ioo volts. Les tensions aux autres nœuds sont
- Vlt V2, v3.
- En appliquant la formule fondamentale à ces trois points, on obtient trois équations dont la première est :
- + (v.-v.)îÿ?
- + (V,-T.)^S-J.. (M
- les équations résolues par rapport à Vj V2 V3 donnent :
- V, ~ ioo — 0,00061 J, — o,oo3o5 Js — o,oo333 J3
- Vo — ioo — o,oo3o5 J, — 0,00861 Js — o,oo333 J„ (B'j
- V3 = 100 — o,oo333 J, — o,oo333 J3 — 0,00666 J3.
- En substituant dans ces équations les charges
- par leurs valeurs effectives et en donnant
- à ces dernières toutes les valeurs possibles on pourra avoir une idée nette sur la distribution de la tension aux différents régimes.
- Le système (B') montre que les tensions minima aux nœuds ont lieu pour la charge maxima du réseau et que pour chaque nœud la perturbation maxima dans sa tension est celle due à sa propre charge.
- En multipliant maintenant la différence entre les tensions de deux nœuds par la conductibilité du conducteur qu’ils terminent on obtient le courant total traversant les différents conducteurs.
- On a ainsi :
- ii = '•'"••'sq £30,100 J — o,5i66j 1 +o,i833J. f o,2j5
- U = £3o,5oJ = o, 1668 J, + o,1168 J. (C')
- h = o5^3 £3o,5cTJ = —0,3i66 J,+0,0168 J5+0,2 J3.
- Gomme vérification on doit avoir ii + ii + i» — Ji + Jî + J.
- ia + *n + ii) + ii—Ja il + i l — ia — î'n — J s ia ii — ii — Ji.
- L’examen des coefficients donne les différents rapports qui existent entre le courant dans chaque conducteur et les prises de courant ainsi que l’influence qu'exercent celles-ci contre elles. Ainsi par exemple l’expression de ix montre que la variation du courant J3 n’a aucune influence sur le courant parcourant le conducteur double Vj V2, ce qui du reste est évident a priori si l’on remarque que la conductibilité des côtés Q V! et Q V2 sont respectivement égales entre elles.
- Le courant maximum qui peut circuler dans le côté Vx V3 s’obtient en supprimant les prises J3 J2 et en rendant maxima la prise Jj. En admettant une distribution uniforme et J, = 3oo ampères le courant maximum dans V3 est de q5 ampères, ce qui correspond à une densité de courant nullement dangereuse, même dans le cas d’une canalisation souterraine.
- En substituant encore les charges de chaque nœud dans les systèmes G' et (B') on peut connaître complètement la distribution de la tension
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- et des courants dans le réseau de la figure 8 et y déterminer les perturbations qu’y amèneraient une ou plusieurs prises de courant importantes.
- La méthode précédente peut être facilement modifiée dans le cas où le réseau contiendrait des circuits inductifs ou des capacités et serait alimenté pour une différence de potentiel variant en chacun des nœuds d’alimentation sui-vont une loi connue. En nous réservant de faire prochainement cette étude, nous voulons montrer pour terminer comment la méthode précédente peut servir au calcul d’un réseau projeté.
- Dans la pratique le tracé d’un réseau est presque toujours imposé par les conditions locales et le développement des appareils de consommation qu’il doit alimenter. En second lieu les limites de pertes de tension sont aussi données d’après le genre de distribution.
- Traçons donc la forme du réseau et en figurant les prises de courant maxima probables, dépendant naturellement du service auquel le réseau est employé, de la probabilité de l’extension et enfin du système de distribution employé.
- Dans une canalisation de ville ou de distribution de force entre des appareils uniformément répartis, on admet une charge continue le long des côtés, qu’on peut déterminer pour les conditions locales et la position des usines.
- La réduction des prises de courants aux nœuds s’obtient rapidement en admettant une section uniforme ou des rapports de section connus le long des conducteurs doubles.
- On obtient ainsi un réseau chargé aux nœuds où l’on connaît les tensions aux points d’alimentation et les pertes maxima de tension le long des côtés.
- On détermine alors comme on l’a vu plus haut les valeurs des tensions aux nœuds principaux. On doit aussi veiller à ce que les courants à utiliser dans les conducteurs parcourent le plus court chemin possible. A cet effet on peut supposer le réseau coupé çà et là en des points bien choisis où les courants arrivent des divers côtés avec la même tension.
- 11 reste à déterminer les sections des conducteurs doubles du réseau. Par un choix convenable on établit celles nécessaires pour réduire le nombre des sections à celles correspondant aux nœuds inconnus. Dans ce but on prend les conducteurs aboutissant aux nœuds principaux
- et en prenant comme base le sectionnement fictif imaginé et la densité de courant admise pour l’installation à exécuter, on détermine les valeurs pratiques des tensions aux nœuds principaux f1).
- Après avoir ainsi réduit le nombre de sections inconnues on établit le système d’équations (A) en appliquant la formule fondamentale
- V v~v° _ V —
- Zd R Àd R
- à chaque nœud en y considérant la résistance des conducteurs comme inconnues. On transformait ensuite ce système en deux autres (B) et (C), on peut pas à pas réduire le nombre des inconnues en déterminant les sections de façon à conserver dans les limites voulues les pertes de tension correspondant aux courants maxima.
- La preuve faite dans le sens indiqué plus haut permettra de s’assurer si le réseau ainsi calculé satisfait bien aux conditions proposées.
- F. G.
- REVUE DES TRAVAUX
- RÉCENTS EN ÉLECTRICITÉ
- Transformateur « Hérisson » et condensateurs, par MM. F. Bedell, K -B. Miller et G.-F. Wagner (2).
- Le transformateur est un instrument qui continue à attirer de plus en plus l’attention des savants et des ingénieurs et aucune méthode pour son étude n’est plus intéressante que la méthode expérimentale du contact instantané.
- Le transformateur à circuit magnétique ouvert a été l’objet de beaucoup de controverses, aussi c’est sur un tel transformateur que les expériences suivantes ont été faites. Nous n’avons pas l’intention toutefois de revenir sur la question de l’ouverture ou de la fermeture du circuit magnétique d’un transformateur.
- La méthode employée dans les recherches est une modification de celle du contact instantané.
- (') G. Santarelli, vol. XXXVI, p. 451, 1890.
- (s) Mémoire présenté à la quatre-vingtième réunion de Y American Instilute oj eleclrical Engineers, New-York, octobre 1898.
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- JOURNAL UNIVERSEL D'ÉLECTRICITÉ
- 487
- Le transformateur fut d’abord essayé dans les conditions ordinaires puis en second lieu avec des condensateurs en dérivation sur le primaire.
- Le professeur Ryan s’est intéressé à ces expériences et les auteurs le remercient pour les conseils qu’il leur a donnés dans ces recherches.
- Ce travail est divisé en trois parties : appareils et méthodes de mesures employés, expériences avec le transformateur seul dans les conditions ordinaires de charge sur un circuit à 1000 volts,
- Fig- 1
- expériences avec le transformateur dont le primaire est shunté par un condensateur.
- Première partie. — Appareils el méthode employés.
- Dans une analyse complète des phénomènes provoqués par les courants alternatifs, il importe de connaître non seulement la valeur de chacune des quantités variables pour chaque point de la période, mais encore les relations entre les phases des diverses quantités variables, par exemple celles entre leurs zéros respectifs et leurs valeurs maxima. La méthode du contact instantané dans laquelle un contact tournant est établi à un instant particulier de la
- période permet d’arriver à ce résultat. Cette méthode a un certain intérêt, tant au point de vue historique qu’au point de vue scientifique, en tant qu’elle fut imaginée simultanément de chaque côté de l’Atlantique et a été depuis modifiée et développée par de nombreux savants.
- Une intéressante étude du développement de la méthode du contact instantané a été donnée par M. Nichols dans son discours, comme vice-président, à la section de physique de l’Asso-sociation américaine pour l’avancement des sciences et intitulé « The Phenomena of the time infinitésimal (* *) ». Nous allons en donner une courte revue.
- En 1880, M. Joubert(3) a fait usage de cette méthode dans son étude sur les variations du
- Fig. 2
- potentiel dans une machine à courant alternatif et entre les bornes d’une bougie Jablochkoff, et a introduit ainsi l’emploi de l’électromètre à quadrant dans les mesures pour courants alternatifs.
- Dans la même année, M. B.-E. Thomas réinventa la même méthode en faisant usage de plus d’un condensateur et d’un galvanomètre balistique. Son mémoire envoyé à l’Association américaine pour l’avancement des sciences (3), la même année fut indiqué dans le compte rendu par le titre seul et les expériences furent publiées, à sa demande, dans ces dernières années
- (') E.-L. Niciioi.s. Proceedings Am. Assoc. for the Adv. of Sc. Madison Meeting, vol. XLII, 1893.
- (*) Joubf.rt. Sur les courants alternatifs et la force électromotrice de l'arc électrique. — G., R. XCI, p. toi, juillet 1880.
- (s) I-Ienry Morton et B.-F. Thomas : « Observations on the electromotrices forces of the Brush dynamo-electric machine ». Proc. A A. A. S., vol. XXIX, p. 277, 1880.
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- dans les « Transactions.de l'American Institute of Electrical Engineers (’).
- En 1888, la même méthode fut employée par MM. Duncan, Hutchinson et Wilkes (3) pour •l’étude des bobines d’induction et des transformateurs; ces expérimentateurs obtinrent les premières séries complètes de courbes périodiques des diverses classes d’appareils à courant alternatif. Dans la même année, M. Meylan, en France (3), s’en servit pour l’étude des appels vibrants d’Abdank, et MM. Searing et Hoffman (‘) en firent également usage au Stevens Institute dans leur étude de l’alternateur Westinghouse.
- Elle fut employée ensuite successivement par MM. Ryan et Merritt(5), Humphrey et Powell (ü), Tobey et Walbridge (r), Marks (8), Herschel (9), Fortenbaugh et Sawyer (lü), dans l’étude des phénomènes des courants alternatifs. En même temps, cette méthode a servi pour des recherches différentes à MM. Archebold et Teeple (n), Thompson (12), Ryan (13), Ilopkinson (14). Enfin, une modification a été employée par M. Duncan (15), avec laquelle les courbes étaient obte-
- C) B.-F. Thomas « Notes on wipping contact Methods for Currentand Potential Measurement.»— Traits. A.I.E.E., vol. IX p. 263, 1892.
- (2) Duncan, Hutchinson and Wilkes. « Experiments on Induction Coils ». Electrical World, vol. XI, p. 160,1888.
- (’) Meylan. « Sur les appels magnétiques ». Lum.Elec., vol. XXVII, p. 220, 1888.
- (») Searing and IIofeman. « Variation of the electromo-tive force on the armature of a Westinghouse dynamo ». Journal of the Franklin Institute, vol. 123, p. 93.
- p) Ryan. « Transformers ». Transactions A.I.E.E., vol. VII, p. 1, 1889:
- («) Humrhrey and Powell. «Efficiency of transformers » Trans. A. I. E. E., vol. VII, p. 3ii.
- (’) Tobey and Walbridge. «Investigation of the Stanley alternate-current arc dynamo ». Transactions, vol. VII, p. 367.
- (8) Marks. Transactions, vol. VII, p. 324.
- (”) Hersciiki.l. Transactions, vol. VII, p. 328.
- (I0) Fortenbaugh et Sawyer. Transactions, vol. VII, p. 334.
- (»*) Nichols. « On alternating Electric arc between a bail and a point ». American Journal of Sciences, vol. XLI, p. 1.
- (1S) M.-E. Thompson. « Study of an open coil arc-dynamo »- Transactions, vol. VIII, p. 375.
- (<») Ryan. « Relation of the air gap and the shape of the pôles to the performance of dynamo-electric machines » Transactions, vol VIII, p. i5i.
- (“) IIopkinson. « Dynamo Machinery and allied sub-jects », p. 187.
- (*») Duncan. « Note of some experiments with alternating currents ». Transactions, vol. IX, p. 179.
- nues rapidement pour l’emploi de plusieurs électrodynamomètres (1).
- Les principales modifications introduites à la méthode primitive sont aux nombre de deux : emploi d’un appareil de contact tournant, où les contacts sont établis au passage d’une aiguille à traversun jet d’eau, et emploi d’un condensateur pour déplacer le zéro du potentiel électrostatique de l’instrument, de façon à faire les lectures dans la meilleure partie de l’échelle.
- Les figures 1 et 2 donnent, la première une vue générale, et la seconde le détail de l’appareil de contact.
- L’instrument tout entier est supporté par un bâti de cuivre F. L’axe s est manchonné avec celui de l’induit de la dynamo et porte le disque D. L’aiguille N plantée dans ce disque communique avec un des pôles. Le contact est établi par un fin jet d’eau sortant d’un tuyau très bien isolé du reste de l’instrument. Ce jet est obtenu par l’écoulement du liquide contenu dans un bocal placé à quelques mètres de hauteur. La connexion électrique est maintenue avec l’eau du jet par un fil w passant à l’intérieur du tube et soudé à l’extrémité J.
- L’aiguille coupe le jet à chaque révolution de l’induit et établit ainsi un contact défini et invariable.
- Le tuyau J est porté par un disque I pouvant tourner autour de son axe de façon à faire passer la position relative de l’aiguille par rapport à
- () Nous ne pouvons reproduire l’historique un peu fantaisiste de MM. Nichols et Bedell sans relever les erreurs assez graves qu’il contient et qui tendent à attribuer aux savants américains la paternité de méthodes inventées et pratiquées depuis longtemps en France.
- . Tout d’abord, la méthode du contact instantané combiné avec l’emploi du condensateur et du galvanomètre balistique, qu’on attribue à M. Thomas, a été appliquée par M. Joubert, concurremment à la méthode de l’élec-tromèlre {Journal de physique, 1881). Elle avait été déjà appliquée, croyons-nous, à l’étude des courants variables par M. Mouton, dont l’appareil a été remis de nouveau en honneur par M. Janet.
- Enfin, M. Blondel a décrit tout au long dans ce journal, en 1891, c’est-à-dire un an avant M. Thomas, une méthode différente, basée également sur l’emploi des condensateurs, que nous avons pratiquée avec lui et que nous sommes d’autant plus étonné de ne pas voir mentionner dans l’historique américain, qu’elle a permis d’obtenir pour la première fois l’inscription photographique simultanée de plusieurs courbes et l’étude complète de l’arc à courants alternatifs, et a fait l’objet d’un récent mémoire au Congrès de Chicago. F. G.
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- l’intervalle de deux pôles de même nom de la dynamo.
- Une vis G permet de le serrer dans chaque position indiquée par le repère P. Ce disque porte une division en degrés.
- L’eau du jet est d’une dissolution d'un sel quelconque de façon à la rendre légèrement conductrice.
- Ce n’estqu’après avoir essayé plusieurs sortes d'appareils de contact que nous avons adopté le contact par jet d’eau qui assure une constance parfaite du contact. En employant un jet très mince et très violent, ce qui s’obtient en plaçant le bocal à une hauteur d’environ deux mètres, et en employant une aiguille fine et très voisine de l’extrémité du tuyau J, l'instrument est susceptible d’une grande précision et ne nécessite que peu d’attention. La puissance augmente du reste avec le diamètre des disques.
- Dans les études que nous voulions faire,
- Fig. 3.
- comme il était nécessaire que les mesures puissent être faites sans interruption pendant plusieurs cycles consécutifs, l’instrument était disposé de telle manière que l’aiguille pût être assurée sur le disque en la vissant dans l’un des quatre trous H. De cette manière le contact pouvait se faire dans la position voulue de l’armature sans que la direction du tuyau fît avec la verticale un angle supérieur à q5°.
- Le voltmètre employé était un voltmètre multicellulaire de Thomson. La différence de potentiel à mesurer était celle qui existe entre les deux points a et û(fig. 3) Le condensateur G était chargé à chaque contact au potentiel à mesurer. Le voltmètre employé permettait de lire de 40 à 120 volts.
- Le zéro était déplacé à l’aide d’un condensateur C2 en série avec le voltmètre et chargé avec une différence de potentiel d’environ 80 volts. L’appareil indiquait donc par suite la somme des potentiels des deux condensateurs ct et c2, de
- sorte qu'une indication de 10 volts ti l’appareil montrait que la différence de potentiel aux bornes a b était nulle et qu’une lecture de 85 volts correspondait à une différence de potentiel de 5 volts.
- Si la différence de potentiel à lire dépassait les limites de l’échelle de l’instrument, l’appareil était disposé comme l’indique la figure 4. On plaçait entre les points A B, entre lesquels il fallait mesurer la différence de potentiel, une résistance non inductive et on mesurait simplement la différence de potentiel entre les extrémités d’une partie connue de cette résistance.
- La mesure de l’intensité était obtenue par un procédé semblable; une résistance non inductive était insérée dans le circuit traversé par le courant à mesurer.
- La racine carrée de la moyenne des carrés a été calculée sur les courbes obtenues.
- Le circuit secondaire était fermé sur des lampes que l’on avait primitivement placées sur un courant continu pour en déterminer la résistance. Pour les courants alternatifs la résistance servait à déduire, conjointement avec les valeurs instantanées de la différence de potentiel aux bornes, les valeurs instantanées du courant.
- Les lectures au voltmètre multicellulaire sont ordinairement assez longues. Elles étaient rendues plus faciles par une disposition pneumatique inventée par le professeur Ryan et permettant d’envoyer sur l’aiguille dans un sens ou dans l’autre un courant d’air destiné à amortir les oscillations. F. G.
- (.A suivre.)
- Expériences sur l’interférence des ondes électriques
- dans l’air, par Ignaz Klemencic et Paul Czermak (').
- Résultats.
- Désignons par D la distance de la ligne focale de chacun des miroirs au point -d’intersection de leurs axes. Lorsque les miroirs plans se trouvent sur la division 70, nous disons qu’ils sont dans la position moyenne. L’un des deux miroirs était toujours dans la position moyenne, pendant que l’on déplaçait l’autre. Ce déplacement était la plupart du temps de 4 centimètres, ce qui correspond à une différence de marche
- (') La Lumière Électrique du 2 décembre 1893, p. 443.
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- de 8 centimètres. Pour toutes les observations, on a maintenu en place successivement l’un et l’autre des miroirs en prenant la moyenne des déviations.
- La longueur des étincelles excitatrices était presque toujours de 3,3 mm.
- Influence des dimensions el de la dislance des miroirs.
- Les observations ont été faites avec deux paires de miroirs et deux distances différentes. Dans tous les cas, le résonateur présentait une longueur totale de 6o centimètres, l’élément thermo-électrique une résistance de 0,84 ohm. Le miroir mobile occupait successivement les positions extrêmes 12 et 128, ce qui correspond à une différence de marche positive ou négative djenviron. deux longueurs d’onde. Avec les grands miroirs, on avait D = 7 mètres, avec les petits on a employé D = 7 et 3,6 m. Dans les
- / \
- / j/ 7^— ç \ j 7— \ \ / t \
- / \ y
- 10 iO 30 90 50 50 70 80 90 100 110 190
- Fig. 2
- trois cas, les minima situés de part et d’autre de la position moyenne indiquaient la même longueur d’onde ; seuls les derniers maxima ne se correspondaient pas. Le petit nombre de points observés n’a pas permis d’examiner si cette différence n’existait pas déjà à un degré moindre entre les premiers minima. Dans tous les cas, il était nécessaire pour la détermination de la longueur d’onde de ne considérer que les deux premiers minima.
- Influence de la longueur du résonateur sur l'intensité de la résonance multiple et sur la nature de la courbe d'interférence.
- Le résonateur avait 5 centimètres de largeur, il était de longueur variable.
- Les observations avec des résonateurs de longueurs différentes ont montré que la longueur d’onde de même que la nature de la courbe d’interférence dépendent des dimensions du résonateur, ce qui était d’ailleurs à prévoir
- d’après les expériences de Sarasin ét De la Rive. La résonance multiple s’explique d'après Hertz, Poincaré et Bjerknes, par ce fait que les vibrations de l’excitateur sont amorties très énergiquement, tandis que celles du résonateur ne le sont que faiblement. La forme de résonateur employée ici n’admet pas un faible amortissement. Si l’on admet que la partie principale de la self-induction du résonateur réside dans les fils de l’élément thermo-électrique (longueur 9,7, grosseur o,oo5 cm., résistance 1 ohm), on trouve un décrément logarithmique de 0,26. En outre, à chaque vibration dans le résonateur, une partie de l’énergie est transmise aux fils conduisant au thermo-élément, ce qui augmente encore l’amortissement. Le phénomène doit donc être autre que dans les expériences de Sarasin et De la Rive.
- On a tout d’abord étudié l’intensité de la vibration concomitante pour différentes longueurs du résonateur. La plus grande longueur était de 140 centimètres. L’intensité maxima se produisit pour une longueur de résonateur de 54 centimètres.
- Les courbes d’interférence déterminées avec divers résonateurs ne présentent un caractère nettement ondulatoire qu’avec certaines longueurs de résonateur. Avec une longueur de 140 centimètres l’onde est déjà très peu distincte, et avec 26 centimètres on ne peut plus parler d’une longueur d’onde définie.
- Nous croyons pouvoir conclure que le caractère ondulatoire des courbes ne se manifeste nettement qu’avec des longueurs de résonateur comprises entre 90 et 40 centimètres. La longueur de l’onde croît avec celle du résonateur; les maxima et les minima ne sont pas toujours équidistants.
- Détermination de la longueur d'onde et du décrément logarithmique.
- Nous avons vu que l’intensité maxima se manifeste avec une longueur de résonateur de 54 centimètres. Dans ce cas, la durée de vibration du résonateur coïncide donc avec celle de l’excitateur, et la courbe d’interférence correspondante doit donner la longueur d’onde vraie de l’excitateur, et permettre de calculer la valeur du décrément logarithmique; mais la valeur trouvée ne doit être considérée que comme
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- une limite supérieure, la valeur exacte serait peut être un peu plus faible.
- La courbe d’interférence obtenue dans ces conditions avec des déplacements de 2 en 2 centimètres est représentée par la figure 2. Sa configuration est très régulière, ce qui démontre que la méthode employée se prête bien à des déterminations quantitatives.
- Nous déduisons la longueur d’onde des deux premiers minima. Nous obtenons ces minima par interpolation; ils correspondent aux positions du miroir 57,2 et 82,8. On en tire une longueur d’onde de 5i,2 cm.
- La longueur de l’excitateur est de 27 centimètres, c’est-à-dire à peu de chose près la moitié de la longueur d’onde, ce qui indique aussi que les vitesses de propagation des ondes électriques dans l’air et le long de fils métalliques sont égales.
- Pour le calcul du décrément logarithmique, nous prenons la partie de la courbe comprise entre les positions 70 et 122, parce que dans cette partie toutes les causes d’erreur tendent à faire paraître le décrément trop grand; et nous obtenons la valeur moyenne 0,39 comme limite supérieure, en nous servant de la formule (5) (p. 446). Cette valeur est représentée par le logarithme naturel du rapport de deux arcs successifs.
- La détermination du décrément logarithmique donne donc aussi pour cette forme d’excitateur une valeur analogue à celle trouvée par Bjerknes et Pérot.
- Influence de la longueur d’étincelle sur la longueur d’onde elsurle décrément logarithmique.
- Nous avons déterminé les courbes d’interférence pour des longueurs d’étincelle de 2,2, 3,3 et 5,o mm. On obtient les valeurs moyennes suivantes pour le décrément logarithmique :
- Longueur d'étlncollc
- 2.2 mm.
- 3.3 »
- 5,0 »
- 8,0 »
- Décrément logarithmique
- o,5o ?
- 0,39
- 0,42
- 0,52
- La première valeur est incertaine, les autres indiquent très nettement un accroissement de l'amortissement à mesure que les étincelles s’allongent. On n’observe pas de variation de la longueur d’onde avec la longueur d’étincelle.
- Enfin, on remarque que l’action de l’étincelle est assez inconstante: la raison n’en .est pas dans les différences d’amortissement des vibrations, puisque les courbes d’interférence sont très régulières. Il faut admettre que cet effet dépend surtout de la dépense d’énergie nécessaire pour l’établissement d’un trajet bon conducteur de l’étincelle.
- Observations sur la communication de MM. Birkeland et Sarasin ('), par M. Poincaré (2).
- Les expériences de MM. Sarasin et Birkeland paraissent devoir modifier complètement nos idées sur certains phénomènes, et, bien que toute discussion de ces expériences puisse sembler prématurée, il ne sera peut-être pas inutile de les rapprocher du calcul suivant, qui nous montrera à quels résultats nous conduirait la théorie de Maxwell appliquée à ces phénomènes.
- Considérons un fil rectiligne O A de longueur /, un point N sur ce fil, un point M dans le diélectrique ; soit P le pied de la perpendiculaire abaissée de M sur O A. Soient
- U = ON, s = O P, p = M P,
- r — MN, r0 = O M, r, — A M.
- Soient F (u —Y/) le courant de conduction dû à l’onde directe, et Fj (u -j- V /) le courant de conduction dû à l’onde réfléchie ; V est la vitesse de propagation.
- La fonction II de Hertz est alors égale à
- F (u + r — V t)du
- (u 4- Vf — r) du r
- Si nous posons
- a = u 4- r — V t, »o — ra — V t, a, = n r,- Vt,
- p = u + V l — p„ = VJ — r„, p, = / + V t — r
- il vient
- ri=
- '«0
- F(«)d« /*P* F, (p) dp
- a + vt-s+Jia Vt + z-V
- Tous les phénomènes dépendent de la déri'
- vee -
- dll
- puisque la force magnétique est égale
- (*) La Lumière Electrique du 25 novembre 1893, p. 394. (“) Comptes rendus, t. CXVII, p. 622, 1892.
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- à cette dérivée elle-même ; que les composais
- tes de la force électrique sont —
- <i2II d2 n dP dz Gt dp2
- + ~“T~5 et que les lignes de force électrique ont P ®P
- pour équation p — const. Calculons donc cette dérivée, il vient
- dll _ F (a,) P_ _ F (a0) p_ _ F, (p,) p_ F, (|30) _p dp ~ l + r, — z r, j'o— z r„ r, — l + z r, r0 + z ra '
- Supposons que le point M soit voisin du point A et par conséquent éloigné du point O ; r0 différera peu de z ; le quatrième terme sera négligeable et le second se réduira à
- _ 2FCs — Vfi p
- , Si nous supposons que
- F, (x) = >. F (2 / — x),
- le premier et le troisième pourront être confau dus en un seul, car on aura
- Fi (Pi) — X F (a,).
- Si nous posons alors
- p = r, sin tp, l — z = r, c.os <p,
- il viendra
- dll _ F (a,) dp ~~ r,
- (tang | — X cot 0
- Comme 0^ dépend seulement de rl5 nous voyons que les deux termes de cette équation correspondent à deux ondes : la première à une onde qui semble émaner du point A, la seconde à une onde qui semble se mouvoir parallèlement à la droite O A.
- Cela est conforme aux expériences de MM. Sa-rasin et Birkeland, dont la théorie rend ainsi compte dans leurs traits généraux.
- Bien des difficultés subsistent cependant ; car la théorie ne me paraît pas très bien expliquer la perte par réflexion observée (dont dépend le coefficient À) ; mais, avant de se prononcer, il faut attendre qu’on ait découvert la cause des contradictions entre les résultats expérimentaux obtenus par des méthodes différentes.
- VARIÉTÉS
- LA TRANSMISSION ÉLECTRIQUE
- 1)E I.A. PUISSANCE
- DES CHUTES DU NIAGARA
- PAR M. GEORGE FORBES Q
- L’utilisation des chutes du Niagara a été pendant longtemps un thème favori des ingénieurs, mais ce n’est que depuis l’époque où la transmission de l'énergie par l’électricité est devenue faisable que ce projet a pu entrer dans le domaine de la réalisation pratique.
- L’exécution en est actuellement entre les mains d’un des plus puissants syndicats de capitalistes new-yorkais qui ait jamais été formé. Sous ses auspices, le projet a été pour la première fois étudié à fond aux points de vue technique, financier et industriel. Après cet examen préalable, des concessions ont été acquises et diverses compagnies formées.
- La Caïaracl Construction Company est chargée de l’exécution des travaux qu’elle remettra à la Niagara Faits Power Company. La Land Development Company construit un village entier sur les terrains très étendus qui ont été achetés. La Niagara Junction Railway Company construit dix kilomètres de lignes de chemin de fer destinées à rattacher les différentes usines, au furet à mesure de leur érection, aux lignes actuellement existantes.
- Différentes voies de communication ont été en outre ouvertes aux compagnies, qui se sont assurées, entre autres, la circulation sur le canal Erié, qui relie le Niagara à l’Hudson. Des compagnies alliées se forment pour l’utilisation de la force motrice dans toutes les villes de la région.
- L'auteur a été appelé à étudier cette entreprise comme ingénieur-conseil pour la partie électrique.
- Le personnel supérieur de la Calaract Construction Company se compose de MM. E. D. Adams, président; F. L. Stetson., premier vice-président; E. A. Wickes, second vice-président ;
- (') Communication faite à l’Institution of Electrical Engineers.
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- W. B. Rankine, secrétaire et trésorier; G. B. Burbank, ingénieur en chef ; le docteur Coleman Sellers, ingénieur-conseil, et également président de la Niagara Falls Power Company.
- Les eaux sont empruntées au Niagara en un point à environ un mille en amont des chutes, et dérivées par un canal qui les dirige dans un puits de 60 mètres de profondeur. Dans ce puits se trouvent des tuyaux en fer qui conduisent l'eau aux turbines, et après son passage dans les turbines l’eau est amenée par un tunnel de 200 mètres de longueur à quelques centaines de mètres en aval des chutes américaines, où elle se décharge dans le fleuve.
- Chaque [turbine développe 5ooo chevaux, et tourne à 25o tours par minute. L’arbre est vertical, il s’élève [au-dessus du niveau du sol, et porte à son extrémité supérieure la partie mobile de la dynamo.
- Nous nous occuperons dans ce qui suit, premièrement, du système dont, comme ingénieur-conseil, nous avons recommandé l’adoption, et en second lieu, de la construction des machines qui seront employées. Ni dans l’une, ni dans l’autre de ces parties nous ne pouvons prétendre avoir fait quelque chose de très nouveau ou d’original. Nous avons simplement réuni les résultats d’expériences qui sont à la disposition de tous les ingénieurs, et dans toutes les propositions que nous avons faites, nous nous sommes laissé guider par les conclusions logiques déduites de l’expérience acquise. Nous avons été secondé dans notre tâche par la courtoisie et la prévenance des gens de profession, inventeurs et constructeurs des deux continents. Nous tenons surtout à mettre en lumière les grands services rendus à la Compagnie par M. Coleman Sellers, un des ingénieurs les plus distingués des Etats-Unis, qui nous a constamment aidé de ses conseils, et à qui l’on doit divers perfectionnements mécaniques aux dynamos dont on fera usage. Nous avons également reçu de précieux conseils de nos collègues, le professeur Unwin et M. Turrettini, de même que de nombreux amis de notre industrie.
- Avantages comparatifs des courants continu et alternatif.
- 11 y a quelques années seulement il eût été nécessaire de consacrer un temps considérable
- à la discussion des mérites relatifs du courant alternatif et du courant continu. Mais pendant les deux dernières années, l’opinion s’est modifiée d’une façon si décidée en faveur du courant alternatif pour le transport de l’énergie à grande distance, qu’il n’est pas nécessaire de s’étendre sur cette question.
- L’une des principales difficultés de l’emploi du courant continu réside dans la nécessité où l’on se trouve de relier un certain nombre de dynamos en série, de même que les machines réceptrices. Cette disposition nécessite l’isolation de chacune des machines par rapport à la terre, condition qu’il est possible de réaliser dans certains cas, mais qui, dans un système général de distribution, est susceptible de présenter des difficultés, et peut-être des dangers. L’exemple le plus connu est celui de Gênes ; nous l’avons examiné attentivement, mais nous sommes arrivés à la conclusion que ce système n’est pas utilisable dans notre cas particulier.
- La facilité avec laquelle les transformateurs fixes employés avec le courant alternatif permettent de modifier la tension selon les exigences de l’économie ou de la sécurité est un des grands avantages du courant alternatif. La question a été étudiée sous toutes ses faces avec le plus grand soin, et ce n’est qu’au mois de mai de cette année que le conseil d’administration décida l’adoption du courant alternatif à la fois pour la transmission à grande distance et pour les usines voisines de la station génératrice.
- Quelques constructeurs avaient proposé, en effet, de distribuer le courant dans un rayon de deux à trois kilomètres à la tension de 700 ou 800 volts, et une maison proposa à cet effet l’emploi du courant continu. Si ce projet avait été accepté, nous serions arrivés au résultat surprenant qu’en employant le courant continu à 700 volts pour la ti'ansmission à deux ou trois kilomètres, et le courant alternatif à haute tension pour de plus grandes distances, le cheval par an aurait coûté plus cher à Niagara qu’à Buffalo.
- L’argument qui nous a semblé militer le plus en faveur du courant continu était que l’on a construit et employé beaucoup plus de moteurs à courant continu que d’alternateurs, et qu’il ne serait pas nécessaire de construire des types de
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- machines spéciaux devant fonctionner comme moteurs. Cet avantage nous a semblé très important jusqu’au moment où nous nous sommes rendu compte de la grande valeur des courants alternatifs à basse fréquence. Dès que nous réduisons suffisamment la fréquence, nous pouvons faire d’un moteur à courant continu un alternateur synchrone, en ajoutant simplement deux anneaux reliés à deux lames diamétralement opposées du collecteur.
- Nous avons aussi considéré la question de Temmagasinement de l’énergie dans des accumulateurs, pendant la nuit, aux heures de faible charge; mais actuellement, le prix des accumulateurs est prohibitif, et il serait moins coûteux de construire un nouveau tunnel, des puits, des turbines et toutes les machines nécessaires pour la production de l’énergie électrique que de siastreindre à dépenser la grande masse de plomb que comporteraient les accumulateurs.
- Avec le courant alternatif nous avons le choix entre un nombre considérable de moteurs de divers types. Nous avons le moteur synchrone, le?' moteur série avec inducteurs lamellaires et commutateur, les moteurs polyphasés et une série de moteurs monophasés qui ont été développés par divers inventeurs, mais qui n’ont jamais été mis sur le marché, à cause des grandes fréquences prévalant aujourd’hui et avec lesquelles ces moteurs ne fonctionnent pas dans les meilleures conditions. Ces moteurs sont immédiatement utilisables si nous employons une plus basse fréquence. Le courant alternatif admet d’ailleurs l’emploi de moteurs à courant continu combinés avec des commutateurs redresseurs.
- Nombre déphasés.
- En admettant maintenant que le courant alternatif doit être adopté, non seulement pour la transmission à grande distance, mais aussi pour la distribution autour de la station génératrice, le second point à considérer est le nombre de phases — c’est-à-dire si le courant doit être mono-, bi-, ou triphasé. L’emploi d’un plus grand nombre de phases a été également pris en considération, mais ne semble pas présenter des avantages particuliers.
- Comme nous l’avons dit, beaucoup de moteurs peuvent être appliqués avec un courant
- monophasé à basse fréquence. Dans les ateliers de presque tous les électriciens que nous avons visités au cours de l’année dernière, nous avons trouvé des moteurs de construction variée, mais qui tous semblaient fonctionner de façon satisfaisante et pourraient devenir très bons à basse fréquence.
- Pour service continu très chargé aucun moteur ne conviendrait mieux que l’alternateur synchrone à simple phase, dont la vitesse est aussi régulière que celle des turbines. Il semble, toutefois, qu’en ce qui concerne la génératrice, il vaudrait mieux employer deux phases parce qu’on obtient ainsi une plus grande puissance pour mêmes dimensions et prix de la machine; les circuits peuvent être absolument indépendants et alimenter des moteurs différents. De plus, le système biphasé rend plus aisé le redressement du courant pour les tramways, l’électrométallurgie, etc. D’autre part, les moteurs polyphasés ont le grand avantage d’avoir été déjà largement utilisés et de présenter un bon rendement, même pour les petites puissances.
- On a mis en avant en faveur des courants triphasés divers arguments qui ne sont pas soutenables.
- On dit :
- r Que l’économie de cuivre dans la canalisation est de 25 o/o par rapport au système monophasé, et de 25 ou i3 o/o par rapport au système biphasé selon que l’on se sert de quatre ou de trois fils. A ce propos nous sommes arrivé à la conclusion que cette économie n’est pas réelle et que le système triphasé ne présente pas d’avantage à ce point de vue sur un système biphasé à trois fils.
- 2° Que la canalisation est plus simple avec les courants à trois phases qu’avec deux phases; mais cet avantage disparaît si nous rappelons que le système à deux phases peut être employé avec trois fils seulement, quoique ce ne soit pas une disposition que nous puissions recommander.
- 3° Que deux quelconques des trois fils peuvent servir à alimenter des circuits d’éclairage. Cela n’est pas le cas. Un système à deux phases dont les circuits sont entièrement indépendants convient bien mieux, et maintient la tension aux lampes plus constante.
- 4° Que l’effort de démarrage et le couple de
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- rotation sont plus uniformes. C’est ce qu’avait indiqué Dobrowolsky pour des raisons théoriques, mais tous ceux qui emploient les moteurs à deux et à trois phases de la Compagnie d’CEr-likon, de C. E. L. Brown, de l’Àllgcmeine Elektricitaets Gesellschaft de Berlin, et d'autres, peuvent se convaincre que cet avantage, qui est assez vraisemblable, est purement théorique; il n’a pas été confirmé par la pratique.
- Etablissons maintenant les importantes objections que l’on peut faire au système triphasé et qui sont dues au fait que les trois conducteurs sont reliés entre eux.
- En premier lieu, ce fait rend difficile le service régulier et l’essai de la ligne; de sorte que ces essais doivent être confiés à un électricien instruit, qui aurait d'ailleurs lui-même de grandes difficultés à localiser les défauts et à les réparer.
- En second lieu, lorsque les trois circuits sont
- chargés inégalement, la tension varie considérablement, comme le montrent les essais suivants que nous avons fait effectuer. Les trois circuits sont appelés A, B et C. On maintient constante la tension moyenne des trois branches aux bornes des secondaires.
- On introduit dans chaque branche une résistance tendant à réduire de 5 0/0 le voltage aux lampes. Les primaires et les secondaires sont montés en étoile. On a pu ainsi constater que A étant chargé, B et C non chargés, la tension en A est moindre qu’en C, et celle en C moindre qu’en B, et que la différence peut atteindre 12 ou i3 0/0. Lorsque A et B sont chargés, et C non chargé, la tension en A est moindre que celle en B, et celle-ci moindre que celle en G.
- Les variations que l’on observe ici dans la tension de deux circuits également chargés sont probablement dues aux réactions d’armature, et se retrouveraient dans le système à deux phases;
- Conditions des circuits A Voltage a B ux lampes C Moyenne Différence entre les voltages maximum et minimum
- A, B et C chargés (sans résistance) io8,5 108,6 107,9 108,3 0,7
- — (avec résistance'! io3,5 1 o3, G io3,2 103,4 0,4
- A chargé, B et C avide 102,0 116,0 108,5 io8,5 13,1
- B — A et C — 104,5 102,5 t '4,9 107,3 12.4
- G — A et B — 115,1 io5,3 101,3 107,2 i3,8
- A, B et C chargés (avec résistance 10.8,0 1 o3,4 102,5 1 o3,9 o,9
- A et B chargés, C à vide 98,9 107,8 111,1 io5,9 12,2
- A et C B 101,2 108,0 98,1 102,4 9,9
- B et C A 110,5 ij8,o Iü5,8 104,8 12,5
- A.^B^et C chargés (avec résistance) . io3,7 io3,o io3,o io3,5 °,7
- mais les autres variations sont dues à l’inter- j communication des trois circuits, qui est donc un défaut essentiel du système triphasé.
- Pour vaincre cette difficulté la Compagnie d’Œrlikon a proposé de ne consacrer qu’un des circuits à l’éclairage et d’employer les deux autres à la transmission de la force motrice qui ne demande pas une grande constance du voltage. Dans certains cas cette disposition pourrait être utile, mais elle n’a pas été jugée satisfaisante pour la distribution de l’énergie au Niagara.
- Après avoir considéré ces différents points, le Conseil d’administration de la Cataracl. Construction Company a résolu dans sa séance de
- mai dernier, de rejeter le système triphasé et d’avoir recours soit au système monophasé soit au système biphasé.
- Fréquence de.s alternances.
- En Amérique, on a adopté généralement une fréquence de 133 périodes par seconde pour l’éclairage. Cette fréquence relativement élevée a été choisie pour réduire le coût des transformateurs et aussi parce que les ingénieurs américains ont soutenu en général que le couplage en parallèle des machines n’est pas nécessaire, couplage plus difficile à haute fréquence. En Europe, les fréquences usuelles sont de 70 à
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- 100 périodes par seconde ; mais il existe à Budapest, dans l’installation de MM. Ganzet C', une notable exception; la fréquence qui y est employée est de 42 périodes par seconde. C’est la plus basse fréquence qui ne produise .pas de variations dans la lumière de l’arc; en même temps elle rend le couplage en parallèle plus facile.
- Avec les grandes unités que l’on mettra en service au Niagara, le coût des transformateurs est relativement peu élevé; cette question n’est donc pas aussi importante que dans le cas où tous les transformateurs sont de petites dimensions, au-dessous de 10 chevaux, comme dans les installations d’éclairage américaines. De plus, quoiqu’avec une plus basse fréquence il soit nécessaire d’agrandir les transformateurs, l’augmentation de prix n’est pas en proportion avec la diminution de la fréquence, parce qu’on peut employer une induction plus élevée. M. Steinmetz a montré que la perte par hystérésis varie comme l’induction élevée à la puissance i,6*",c, et c’est cette perte que nous devons maintenir constante en diminuant la fréquence. Nous déduisons de cette loi que dans tout transformateur dont on maintient constante la perte par hystérésis, la capacité varie comme la fréquence élevée à la puissance 0,4. Il s’ensuit que lorsque nous doublons la fréquence, nous pouvons transformer parle même appareil i3c unités de puissance au lieu de 100. M. William Stanley, de Pittsfield, nous a informé qu’il obtient ce même résultat dans la construction et l’essai de ses transformateurs.
- Le coût du transformateur n’augmente donc pas dans le même rapport que la fréquence est diminuée. Lorsqu’on réduit celle-ci de moitié, le coût est augmenté de 5o 0/0. Le prix le plus bas qui ait été indiqué pour de grands transformateurs à 42 périodes par seconde est de 3.5a dollars par cheval. En réduisant la fréquence de moitié, le surcroît de dépense ne serait donc que de 1,76 dollar par cheval. Il faut alors se demander si les avantages dus à un abaissement de la fréquence de cet ordre compensent la dépense additionnelle. Nous sommes convaincus que le gain excède de beaucoup cette dépense.
- Nous aurons l’occasion de discuter le rendement des moteurs à basse fréquence; pour la plupart de ces moteurs, on peut affirmer qu’en passant de 42 périodes par seconde à 21, nous
- gagnons au moins 3 0/0 sur le rendement. Négligeant l’augmentation de la valeur de ces moteurs résultant de ce chef, nous voyons que nous avons 3 0/0 plus de puissance à notre disposition, à 10 dollars seulement par cheval et par an, cela donnerait par an o,3o dollar de plus, ce qui, capitalisé à 5 0/0 représente une augmentation de valeur de l’installation de 6 dollars par cheval, alors que le surcroît de dépense sur les transformateurs ne serait que de 1,76 dollar. Il paraît donc certain qu’au point de vue économique une fréquence beaucoup moindre que la plus basse employée jusqu’ici est avantageuse.
- En ce qui concerne la limite la plus basse à adopter, puisque nos turbines doivent tourner à c5o tours par minute, une dynamo bipolaire
- donnerait une fréquence de 4 - périodes par se-
- conde et, aucun des moteurs synchrones ou polyphasés employés dans les fabriques ne pourrait dépasser cette vitesse de e5o tours par minute. Avec une machine à quatre pôles, les vitesses pourraient être de 5oo, 25o tours et de tous les sous-multiples de ces vitesses que l’on obtiendrait en multipliant les pôles des moteurs. Avec huit pôles, la vitesse maximum pourrait être de 1000 tours par minute, vitesse suffisante pour la plupart des travaux dans les fabriques qu’alimenteront les chutes du Niagara.
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- Cette fréquence est de 16 ~ périodes par seconde; et après avoir considéré ces trois points : coût des transformateurs, vitesse des moteurs et construction des génératrices, nous avons conclu qu’en ce qui concerne la force motrice, c’est cette fréquence qui est la plus avantageuse.
- Un autre avantage indirect de l’emploi d’une basse fréquence réside dans le fait que les dynamos ordinaires à courant continu peuvent être employées comme moteurs synchrones si l’on ajoute des bagues sur le collecteur, comme nous l’avons dit plus haut. Il serait donc possible de fournir dans un délai très court un moteur de puissance modérée à toute fabrique reliée à notre station génératrice, ce qui ne serait pas possible avec tout autre alternomoteur, ni avec de plus hautes fréquences.
- (A suivre) A. IL
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- FAITS DIVERS
- Nous avons eu plusieurs fois Toccasion de faire constater comment certains ingénieurs de l’autre côté de l’Atlantique savent se créer des revenus en réinventant avec l’unique peine de changer la forme, les meilleures des inventions créées dans notre vieille Europe à grands frais de calculs et d’expériences. On entend dire ensuite que la sainte pratique des Américains a suffi à créer ces beaux résultats, qu'une once de pratique vaut mieux que deux livres de théorie, et autres lieux communs.
- Le fait se produit surtout pour les appareils à courants alternatifs, et nous constatons aujourd’hui avec satisfaction que nous ne sommes pas les seuls à dénoncer ces abus. Notre confrère anglais Industries and Iron cite des noms qui sont déjà venus sous notre plume.
- Des ingénieurs de la Compagnie Westinghouse, dit-il, ont produit une dynamo à courant alternatif à intensité constante pour l’éclairage à arc, et cette machine a été considérée comme une grande nouveauté. Il semble que l’éducation de ces jeunes électriciens américains ait été bien négligée au point de vue de, l’histoire de l’électricité. Ils ne paraissent pas avoir entendu parler de Gérard, de Lontin, de Chertemps et Dandeu et de beaucoup d’autres qui ont fait des lampes à arc et des dynamos pour courant alternatif bien avant que l’on ait entendu parler des Spencer et des Stanley.
- En 1882, Chertemps et Dandeu ont construit une machine à courant alternatif à intensité constante qui fut essayée par M. Sabine. Cette machine fonctionne aussi bien, sinon mieux, que la machine américaine inventée cinq ou six ans plus tard; le courant en est parfaitement constant et autorégulateur, et la machine est basée exactement sur le même principe que celle de Stanley.
- M. E. Hardy vient d’imaginer un appareil destiné à reconnaître la présence dans l’air d’une certaine quantité d’un gaz de densité différente. Voici sur quel principe est fondé cet appareil :
- Lorsqu’on fait parler en même temps deux tuyaux d’orgue donnant la même note, à l’aide de deux souffleries distinctes, alimentées d’air pur, on obtient un son unique.
- Tout étant ainsi réglé, si l’une des souffleries, au lieu d’être alimentée d’air pur, est alimentée avec un mélange d’air et d’un autre gaz, le son du tuyau d’orgue correspondant est modifié, et les deux tuyaux, parlant en même temps, donnent des battements plus ou moins fréquents, suivant que le mélange est plus ou moins riche en gaz étranger.
- Le « formènephone », appareil à l’aide duquel on peut faire ces expériences, se compose de deux soufflets et de deux tuyaux d’orgue. L’un des soufflets et son tuyau d’orgue sont enfermés dans une enveloppe étanche con- ,
- tenant de l'air pur. L’autre est alimenté par le mélange gazeux. Chaque expérience est très courte et ne dure que quelques secondes.
- Le formènephone, ayant son application directe à la recherche et au dosage du grisou dans les galeries de mines, peut prendre une autre forme et donner des indications continues, non seulement dans la galerie même, mais au dehors, dans le cabinet de l’ingénieur, par exemple.
- Dans ce dernier but on place sur chacun des tuyaux d’orgue un microphone relié au même récepteur téléphonique. Lorsque les deux tuyaux sont à l’unisson, leur son est reproduit nettement dans le téléphone. Mais lorsqu’ils donnent des battements, ceux-ci sont aussi reproduits dans le téléphone avec une grande netteté.
- Pour ne pas s’astreindre à tenir le téléphone constamment à l'oreille, M. Hardy substitue au téléphone un amplificateur microphonique, formé par un électro-aimant monté sur les pôles d’un aimant permanent en fer à cheval. Une lame vibrante en acier porte un doigt à l’extrémité duquel est enchâssé un charbon conique. Un ressort très léger, isolé, porte un charbon plat qui vient reposer sur le charbon conique. Le courant d’une pile locale traverse ces deux charbons et vient passer par un récepteur téléphonique de grande dimension muni d’un pavillon acoustique.
- Dans ces conditions le récepteur à pavillon répète les mêmes sons que le microphone, mais en les amplifiant tellement, environ 400 fois, que les battements sont facilement entendus dans le local.
- Il résulte d'un rapport lu par M. James Baird, à l’Institut des mines d’Ecosse, au sujet de l’emploi du projecteur électrique dans le cas de recherches d’accidents au cuve-lages des puits de mines, que ce procédé a été employé avec succès au charbonnage de Walhurihem, près de Paisley.
- L’appareil se composait, d’après le résumé qu’en donne le Monde économique, d’une lampe à arc, d’une lentille et d’un miroir; le tout était fixé à l’intérieur d’une caisse en tôle de o,5o m. X o,5o m. et de i,5o m. de hauteur; deux portes latérales permettaient de régler la lampe à arc, dont la puissance lumineuse était de 4 à 5 000 bougies. Le puits avait 4 mètres de diamètre et environ 100 mètres de profondeur et était garni en briques. La lumière projetée du haut était de beaucoup plus intense que celle que donnent les lampes ordinairement employées dans ce cas, et de plus, la lampe pouvait brûler pendant un temps beaucoup plus long. En outre on n’avait à courir aucun risque dpexpIosion, et les hommes placés à la surface pouvaient aisément se rendre compte de ce qui se passait au fond du puits.
- On peut se demander si l’emploi des projecteurs électriques ne pourrait pas être étendu à l’éclairage de toutes les galeries de la mine. Le puissant faisceau de lumière
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- projeté dans un puits serait, par exemple, distribué par reflexion sur des miroirs convenablement disposés dans toutes les galeries. L’ouvrier aurait toujours la latitude d’éclairer plus particuliérement l’endroit où il travaille en donnant l’inclinaison voulue au miroir à sa portée.
- Nous croyons que non seulement on éviterait ainsi les danger d’explosion, mais qu’il est probable que l’on arriverait à un meilleur éclairage.
- La préparation par l’électrolyse du lithium métallique paraît au premier abord une opération facile, mais lorsqu’on répète les expériences de Bunsen, de Hiller et de M. Troost, on s’aperçoit que le rendement, très variable suivant les opérations, est en général excessivement faible.
- En étudiant les meilleures conditions de préparation du lithium, M. Guntz a reconnu que le rendement en métal était d’autant plus élevé que la température d’élec-trolyse était plus basse. Ce résultat l’a conduit à abaisser le point de fusion du chlorure de lithium par addition de chlorure de potassium. Le chlorure de lithium fondant vers 6oo°, M. Guntz a trouvé que le mélange à poids égaux des deux chlorures peut être facilement maintenu fondu au-dessous de 45o°. De plus, pendant l’électrolyse, le mélange perdant du chlorure de lithium, sa fusibilité devient plus grande.
- L’électrode positive est une baguette de carbone, l’électrode négative une tige de fer. L’opération est très rapide et donne un bon rendement.
- M. Guntz explique le mauvais rendement obtenu aux températures plus élevées en admettant l’intervention d’un sous-chlorure de lithium qui se formerait au cours de l’électrolyse, tandis qu’au dessous de 5oo° cette combinaison du lithium à son chlorure ne se produirait plus.
- Ce phénomène de formation par électrolyse des sous-chlorures métalliques semble général pour les métaux alcalins. M. Guntz n’a pu obtenir encore, par cette méthode, ces composés dans un état de pureté satisfaisant.
- La Nature annonce que l'Université de l’Etat de l’Ohio vient d’accorder le diplôme d’ingénieur électricien à M,u Bertha Lamme, de Springfield, qui peut ainsi réclamer pour elle d’être la première femme ayant obtenu jusqu’à ce jour cette distinction. Mais comme la réclame ne perd jamais ses droits, en Amérique comme ailleurs, on a eu soin de faire savoir, urbi et orbi, que la Compagnie Westinghouse a déjà offert une place et a retenu les services de la nouvelle lauréate, ou du nouveau lauréat, ad libitum.
- Dans tous les pays où l’éclairage électrique a pris une certaine extension, les agents d’assurance ne se font pas faute de répéter sur tous les tons que le courant électrique \
- constitue un danger d’incendie de plus. On conçoit le but de ces cris d’alarme qui s’élèvent à propos de tout accident qui de près ou de loin peut-être mis à la charge de l’électricité. Le résultat le plus clair de ces manœuvres est de permettre aux compagnies d’assurances d’élever leurs primes.
- Des faits analogues ont retardé et rendu difficiles les débuts du gaz ; ce n’est pas une raison pour opposer à la propagation de l’éclairage électrique les mêmes arguments rétrogrades. Il faut, d’ailleurs, bien dire que dans nombre de cas ceux qui se font l’écho de ces plaintes sont de bonne foi, et il faut souhaiter que les efforts faits de tous côtés pour l’éducation du public contribueront à dissiper cette ignorance dangereuse.
- Un de nos correspondants des Etats-Unis nous cite à cë propos des exemples de faits dont il a été témoin. Un commencement d’incendie a été attribué par un inspec-* teur d’assurance au courant d’une demi-douzaine de piles Leclanché desservant des sonneries. Dans un autre cas, un coussinet ayant chauffé et provoqué un léger incendie en même temps qu’un ouvrier se blessait très légèrement, un journal mit l’incendie et la blessure sur le compte du courant électrique. Un incendie prit naissance dans un tas de chiffons se trouvant à proximité d’un moteur électrique, qui fut évidemment désigné comme la cause certaine du dommage. Mais l’enquête démontra que non seulement aucun circuit électrique ne passait au contact des chiffons, mais que ce moteur n’avait pas fonctionné depuis une semaine.
- On pourrait citer encore de nombreux exemples de ces soi-disant « feux électriques ». D’un autre côté, il faut avouer que les compagnies d’assurances ont quelquefois lieu d’agir* avec prudence, car nombre d’installations électriques sont réellement établies en dépit du bon sens et contiennent des éléments de danger. Dans les petites installations surtout une économie mal comprise fait souvent accepter des fils mal isolés, des commutateurs de mauvaise construction, des contacts dangereux, etc., et bien souvent on emploie, pour les mêmes raisons, urte main-d’œuvre inexercée.
- L’inspection des installations, telle qu’elle est établie depuis peu à Paris, et qui devrait être étendue à toutes les installations, doit être confiée à un électricien de mérite, qui peut écartera peu près tous les dangers. Mais une installation faite par un des nombreux « électriciens » qui n’ont de la profession que le nom, peut être une source réelle de dangers.
- Trop souvent on rencontre des gens qui professent utl dédain profond pour la théorie, ce qui est généralement un indice d’ignorance. Ce personnel, dont les industriels acceptent les services par une économie mal entendue, ne peut que nuire à l’industrie électrique.
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- La Compagnie de l’Industrie électrique de Genève vient de publier son rapport annuel.
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- La station à courant continu avait au 3i mars dernier 5oi abonnés avec 9996 lampes; là station â courant alternatif, plus nouvelle, 66 abonnés avec 1017 lampes. Au total, r67 abonnés et iioi3 lampes.
- Le bénéfice net de la première station est de 94861 francs, celui de la station plus récente est clos par un déficit de 4074 francs.
- La recette annuelle par lampe est passée de 10,40 fr. en 1888 à 18,61 fr. en 1892-93.
- La puissance totale disponible est de g5o chevaux pour le courant continu, et de 25o chevaux pour le courant alternatif.
- La Compagnie vient d’émettre un emprunt hypothécaire de un million, divisé en 2000 actions de 5oo francs, rapportant 22,5o fr. d’intérét et remboursables en 25 ans. La souscription a été d’une fois et demie le capital demandé.
- La suppression par mesure administrative des lignes aériennes dans la ville de New-York a déterminé la Compagnie de tramways de la Seconde Avenue à introduire sur une de ses lignes la traction électrique par accumulateurs. L’installation est effectuée par la Compagnie Waddell-Entz. La première voiture a été mise en service en mai dernier, et le rr juin il en circulait déjà une dizaine.
- Chaque voiture porte 144 éléments à fer et en cuivre avec solution alcaline de zinc comme électrolyte; le poids total des éléments par voiture est de 2000 kilogrammes.
- Le remplacement des batteries, facilité par l’emploi d’un pont roulant électrique, s’effectue en 4 minutes.
- Sur chaque voiture sont installés deux moteurs électriques de 200 chevaux à 5oo tours par minute. Le freinage des voitures s’opère électriquement en mettant en court circuit les induits des dynamos qui fonctionnent alors en génératrices.
- La station de charge comporte deux unités génératrices de 40 kilowatts.
- Au i5 octobre, 40 000 voitures-kilomètres avaient été parcourus sans une seule interruption du service. Ce succès est dû à la surveillance très soignée des divers éléments; dès que le voltage de l’un d’eux n’atteint plus un certain minimum, on l’élimine. De plus, une fois par semaine, on détermine la capacité de chaque batterie. La durée de la décharge est de trois heures.
- Le prix de revient par Voiture-kilomètre a été de 0,29 fr.
- Dans la journée du 3o novembre, la Société royale de Londres a tenu sa séance anriuelle à l’occasion de la Saint-André. Lord Kelvin a prononcé, comme l’année dernière, le discours présidentiel. La partie capitale de ce morceau est l’éloge des expériences du professeur
- Hertz, d’Heidelberg, sur les vibrations électriques de l’éther. Les mémoires de M. Hertz ayant obtenu la médaille Rumford, il y a trois ans, on a récompensé de la môme manière son traducteur anglais le professeur D.-E. Jones. C’est croyons-nous la première fois qu’une si haute récompense est décernée pour un travail de cette nature. L’électricité a été représentée deux fois encore dans la liste très peu nombreuse des prix anglais. La médaille Copley a été décernée à lord George Gabriel Stokes pour l’ensemble de ses travaux physiques, et une médaille royale accordée au professeur Schuster, pour ses travaux sur l’analyse spectrale, la décharge disruptive et le magnétisme terrestre. Lord Kelvin a reçu la continuation de son mandat, et lord Rayleigh figure encore au nombre des secrétaires. Il n’est pas sans intérêt de faire savoir que le secrétaire pour la correspondance étrangère est M. Lister, associé étranger de l’Institut de France.
- Le banquet habituel a eu lieu sous la présidence de lord Kelvin dans les salons de l’Hôtel Métropole. Une allusion ayant été faite dans un des toasts à la somme de 100000 francs mise chaque année à la disposition de la Société royale pour encourager les recherches, lord Kelvin a déclaré que ce don déjà considérable serait augmenté, si la Société royale se plaignait de son insuffisante.
- Le premier laminoir actionné par des moteurs électriques sera celui qu’installe à Gestrikland (Suède) une Compagnie métallurgique. 900 chevaux seront, à cet effet, empruntés à une chute d’eau située à deux kilomètres de distance.
- Éclairage électrique
- Nous annonçiôné dans notre numéro du 8 juillet dernier que la maison Siemens et Halske avait été chargée de la partie électrique de la station centrale que la municipalité de Capetôwn fait installer, Cette maison vient également de recevoir la commande de toutes les machines motrices, de sorte qu’à l’exception des bâtiments et de la canalisation d’eau à haute pression de 2000 mètres, toute l’installation lui est confiée.
- Rappelons que le système de distribution employé es celui à cinq fils alimenté par une station d’accumulateurs située au centre de la ville et qui reçoit le courant d’une station génératrice établie à quelque distance de "l’agglomération urbaine.
- A cette station chacune des deux grandes dynamos Siemens à pôles intérieurs peut être couplée directement soit avec une turbine soit avec un moteur à vapeur. Les turbines à fournir par la maison J. M. Vorth, à Heiden-heim, développent 200 chevaux à 25o tours par minute.
- L’eau amenée par une conduite de 2000 mètres de Ion-
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- gueur présente une chute utile de 194 mètres. Deux machines à vapeur compound à condensation de la maison G. Kuhn à Stuttgart, peuvent développer avec de la vapeur à 7,5 atmosphères et à 25o tours par minute une puissance de 200 chevaux chacune. Les générateurs de vapeur sont des chaudières tubulaires à circulation de i5o mètres carrés de surface de chauffe.
- Les travaux préparatoires sont assez avancés pour que la maison Siemens puisse commencer la pose de la canalisation et les montages vers le mois de février prochain. L’installation entière pourra très probablement être mise en service avant la fin de l’année prochaine.
- Le bec Auer, dont l'éclairage électrique a eu et a encore à craindre la concurrence, n’aura pas, croyons-nous, à Paris, l’avenir que la Compagnie en attend. Nous avons dit récemment que dans la ville même où est né ce système, une commission municipale a été obligée de reconnaître que la lumière du bec Auer est dès plus nuisibles pour la rétine; avis à ceux qui tiennent à conserver leur vue.
- Un de nos confrères s’occupant du gaz et de l’électricité a fait de son côté une petite enquête auprès des consommateurs, et voici le résumé de ses observations :
- En règle générale, le consommateur dont l’installation est nouvelle, est satisfait. 11 constate une réelle économie relativement à la quantité de lumière qui lui est fournie: il se plaint bien de la couleur blafarde de cette lumière mais d’un autre côté, si le consommateur est un cafetier ou un boutiquier, il compte sur cet éclat pour attirer le client. C’est peut-être là un mauvais calcul, car cette lumière est désavantageuse pour les objets exposés à l’étalage.
- Tous, cependant, remarquent que, par sa disposition en forme de chapeau, le bec Auer éclaire spécialement le plafond et répartit mal la lpmiôre.
- Si par la suite on interroge ce même consommateur, la satisfaction première a fait place à une désillusion. L’intensité de la lumière a notablement baissé; l’économie dans ces conditions, devient discutable; nombre de petits paniers et de verres se sont brisés, mais comme au début la Compagnie se montre assez large et remplace ce qui est détérioré, le mal ne paraît pas encore trop grand. Cependant, si le hasard veut qu’un de ses proches voisins vienne d’installer tout récemment, à côté de lui, la même lumière, il fait des comparaisons et découvre ainsi le défaut de la cuirassé.
- Il convient d’ajouter que le bec Auer développe, comme le gaz en général d’ailleurs, une chaleur considérable.
- Il y a donc quelque raison de croire que la vogue du bec Auer, tout en profitant à l’éclairage électrique en l’obligeant à se perfectionner, ne saurait être de longue durée.
- Télégraphie et Téléphonie.
- Un curieux accident est arrivé sur la ligne de Tours à Châteauroux. Un poteau du télégraphe avait été renversé sur la voie par le vent, lorsque le train allant sur Tours est passé. Les fils télégraphiques se sont enroulés autour des roues sans que le mécanicien s’en soit aperçu tout d’abord et plusieurs poteaux ont été successivement arrachés. Ce sont deux hommes travaillant sur la voie qui ont averti le mécanicien.
- Le fourgon et le sifflet de la machine ont éprouvé quelques avaries.
- La Revue des postes et télégraphes annonce que le câble reliant l’île Maurice au réseau général télégraphique vient d'être inauguré, au milieu d’une foule considérable, par le gouverneur, sir Jemmingham.
- Des télégrammes ont été échangés à cette occasion entre le gouverneur et la reine d’Angleterre.
- Les taxes par mot pour l’île Maurice sont de 10,5o fr. par la voie de Marseille-Malte, et de ii,5o fr. par la voie d’Italie et Turquie.
- Le directeur des Postes et des Télégraphes a informé la Chambre de commerce de Nevers que les travaux de construction du réseau de Fourchambault seront terminés incessamment et que ceux du réseau de Nevers seront conduits avec la plus grande activité ; enfin, que les cabines téléphoniques de Nevers et do Fourchambault seront mises à la disposition du public dans le plus bref délai possible.
- Le service téléphonique entre Lille et Armentières donnant lieu à des réclamations, on a reconnu qu’il était nécessaire de poser un deuxième circuit. L’avance de fonds, remboursable au fur et à mesure des recettes, devra être faite par les abonnés actuels.
- L’installation des avertisseurs téléphoniques d’incendie dans les rues de Paris a rendu possible la suppression de certains postes de pompiers.
- Cette installation de secours d’incendie va être complétée par la pose d’avertisseurs téléphoniques privés, en particulier dans les magasins d’approvisionnement, des établissements militaires. Des conférences vont être ouvertes à ce sujet entre les divers services militaires compétents.
- 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 df Électricité
- 31, Boulevard des Italiens, Paris
- Directeur : Dr CORNÉLIUS HERZ
- XV ANNÉE (TOME L) SAMEDI 16 DÉCEMBRE 1893
- SOMMAIRE. — L’assainissement électrique au Havre et à Lorient; A. Rigaut. — Oscillations électriques dans les conducteurs cylindriques; J. Blondin. — La soudure électrique; Gustave Richard. — Applications nouvelles des conjoncteurs-disjoncteurs. — Notes sur la théorie élémentaire des appareils à champ tournant; André Blondel.
- — A propos de la théorie des moteurs à flux tournant; Paul Boucherot. — Chronique et revue de la presse industrielle : La station centrale municipale de Manchester. — Turbo-moteur Edwards. — Electrolyseur Craney.
- — Compensateur d’effets d’hystérésis. — Oscillateur électrique Tesia. — Revue des travaux récents en électricité : Sur l’allongement produit dans le fer doux par l’aimantation, par Sidney J. Lochner. — Transformateur « hérisson » et condensateurs, par MM. F. Bedell, Iv.-B. Miller et G.-F. Wagner. — Nécrologie : Tyndall; W. de Fonvielle. — Variétés : La transmission électrique de la puissance des chutes du Niagara; par M. George Forbes
- — Correspondance. —Faits divers.
- L’ASSAINISSEMENT ÉLECTRIQUE
- AU HAVRE ET A LORIENT.
- L’êlectrolyse des chlorures en solution a permis, comme on sait, grâce aux procédés de M. Eug. Hermite, de préparer avec économie les chlorures décolorants pour la fabrication du papier, pour le blanchiment des fécules et d’autres matières.
- Depuis 1887, M. Hermite avait montré tout le parti qu’on pourrait tirer des solutions de chlorures électrolysées pour la désinfection et l’assainissement et, en 1889, il faisait à Rouen, dans ce but, des expériences qui furent répétées en 1891 (1).
- L’été dernier, à l’occasion de l’exposition internationale d’hygiène, du Havre, ces expériences ont encore été renouvelées, de façon à permettre d’apprécier l’efficacité des procédés électriques en matière de désinfection. Au Havre, l’application des procédés électriques était d’autant plus commode que c’était l’eau de la mer (2) qui était amenée aux électrolyseurs pour aller de là alimenter un réservoir desservant les bouches de lavage des ruisseaux et des (*)
- (*) Lumière électrique, t. XLVI, p. 478.
- (s) 30 grammes environ de chlorure de sodium et 5 grammes de chlorure de magnésium et de calcium par litre.
- égouts, ainsi que les réservoirs de chasse des latrines. La municipalité du Havre avait encouragé ces expériences en votant une somme de 4000 francs attribuable aux travaux de voirie nécessaires pour la désinfection du quartier Saint-François, un des plus négligés et des plus empuantis de la ville.
- Les questions d’assainissement des villes préoccupent vivement les hygiénistes.
- Deux systèmes sont en présence pour se débarrasser des déjections : le tout à la fosse, puis à l’usine, et le tout à l'égout, puis à la rivière ou à la mer.
- On sait que le premier système est condamné. Conserver dans des caves 10 à i5 mètres cubes de produits alvins est, en effet, un déplorable procédé; mais croit-on que le tout à l’égout soit parfait, même avec un réseau d’égouts bien construit, et des chasses d’eau ? Ce système serait le meilleur, sans doute, à la condition de détruire les germes infectieux amenés dans les eaux d’égout par les déjections. Un antiseptique convenable ajouté aux eaux d’égout constituerait le complément nécessaire du système du tout à l’égout. Si la chose était pratiquement possible, et elle l’est, croyons-nous, l’épandage des eaux d’égout sur les terres ne serait plus une menace perpétuelle d’épidémie et souvent, on l‘a vu récemment, une cause de choléra. En An-
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- gleterre, on a si bien compris les inconvénients du système d’épandage des eaux d’égout tout venant, qu’aujourd'hui un certain nombre de villes ne le pratiquent qu’après désinfection préalable.
- Les procédés de désinfection sont très nombreux, mais les procédés électriques par élec-trolyse des chlorures, et surtout dans le cas particulier de l’emploi de l’eau de mer, semblent très pratiques. L’agent antiseptique est le chlore, qui, après avoir détruit les germes, ne vient pas altérer les facultés fertilisantes des eaux d’égout.
- Aujourd’huiqueles installations électriques sont si nombreuses pour l’éclairage, ne pourrait-on pas concevoir des usines produisant le liquide désinfectant le jour et la lumière la nuit ? Alors, avec un système de canalisation et des chasses convenables, on aurait, comme l’appelle M. Her-mite, un tout à l’égout désinfectant. Les choses devraient même être disposées pour que le liquide électrolytique agît sur les déjections avant de s’écouler dans l’égout.
- Au Havre, M. Hermite avait entrepris l’assainissement du quartier Saint-François et la
- désinfection de sept cabinets d’aisance de l’hôtel de ville.
- Pour cette dernière expérience, une machine de 3 chevaux faisait marcher une dynamo accouplée à l’électrolyseur (fig. i) (J) dans lequel on faisait circuler de l'eau de mer. Celle-ci, transformée en solution chlorée, était refoulée dans un réservoir supérieur d’où elle se distribuait à la manière ordinaire, par une canalisation en plomb, aux chasses des cabinets.
- ôn s’était arrangé de façon qu’à leur sortie des cabinets, matières et liquides vinssent dans une fosse à l’air libre. Les visiteurs de l’Exposi-
- tion en ont constaté la parfaite désodorisation Dans ces expériences, comme dans celles du quartier Saint-François, le courant envoyé à l’électrolyseur et la vitesse de l’eau de mer dans celui-ci ont été calculés pour que le liquide électrolytique désinfectant contienne de o gr. i à o,o5 gr. de chlore par litre.
- Or, d’après des expériences déjà anciennes de Jalan de la Croix ('), o gr. o33 de chlore par litre aseptisent un bouillon de culture.
- D’ailleurs, « toutes les fois que, sur un milieu infesté de bacilles, on fait agir la solution électrolytique obtenue plus haut, on peut constater
- (*) Lumière électrique, t. XXXVIII, p. 61.
- (*) Duclaux. Chimie biologique, p. 835.
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 5o3
- la destruction absolue et complète de tous les individus. En vérifiant les faits par des cultures appropriées sur gélatine stérilisée, sur agar agar, sur pomme de terre, on peut constater, par suite de la non fermentation, que non-seulement l’antiseptie des corps traités est complète, mais aussi que les bacilles détruits ne
- sont plus susceptibles de se développer : le milieu est bien aseptisé.
- « Ces résultats obtenus à l’aide du liquide électrolytique, les constatations fort minutieuses et fort longues faites par un des bactériologistes les plus éminents, M. le Dr Chantemesse, permettent de les affirmer comme absolus O). »
- I’ig. 'i. — Usine d’essais d’assainissement électrique.
- L’action microbicide de la solution électrolytique semble donc démontrée.
- L’usine d’assainissement électrique du quartier Saint-François était établie sur le quai Lamblardie, près le pont d’Angoulême. La figure 2 montre l’ensemble de l'usine, qui comprenait deux machines à vapeur Weyher et Richmond de 25 chevaux, gracieusement prêtées par l’administration des Ponts et Chaussées et disposées de façon à donner aux ingénieurs le moyen de contrôler la force motrice absorbée.
- Ces machines mettaient en marche deux groupes d’appareils producteurs de solution électrolytique, du même type que celui de l’hôtel de ville (fig. 3). Chaque groupe comprenait la dynamo de iooo à 1200 ampères avec (5 à 7 volts, l'électrolyseur placé à la partie supérieure, la pompe rotative de circulation avec les bacs d’alimentation et de sortie.
- (') Dunosc. Conférence faite à l’Exposition d'hygiène du Havre, le 9 septembre tSyH.
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- Fig. 3. — Appareil complet de préparation du liquide désinfectant.
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- L’eau de mer était puisée au moyen d'une pompe dans le bassin du Commerce. La solution électrolytique était amenée an sortir de l’appareil dans un réservoir placé à 12 mètres du sol, et qui communiquait avec une canalisation en plomb de plus de 3 kilomètres, placée dans les rues du quartier Saint-François. La canalisation portait 80 bouches pour l’arrosage des ruisseaux et des égouts, très incomplets, du quartier. On procédait avec le liquide au lavage et à l’arrosage des rues. A la boue noire s’est bientôt substituée un sable pur, malgré l’afflux des eaux ménagères d’une population condensée de 10,000 habitants.
- Deux maisons, choisies par M. David, architecte de la ville, comme particulièrement malsaines, ont été aménagées pour recevoir la solution électrolytique dans les cabinets, les plombs et les éviers. L’une, située 24, rue de la Fontaine, a été munie d’un réservoir de solution, placé au faîte, recevant le liquide de la canalisation de la rue. A la place des tinettes qui existaient dans la maison, on a installé des cabinets d’aisances avec réservoir de chasse à liquide électrolytique. Un siphon diffuseur reçoit tout le liquide, qui s’écoule ensuite directement au ruisseau de la rue et ne va rejoindre l’égout qu’à une certaine distance. La seconde maison, 35, rue d’Edre-ville, est aménagée de même, et malgré l'écoulement au ruisseau, la désinfection semble complète.
- Une prise de liquide avait été placée dans le lavoir du quai Lamblardie, où les laveuses pouvaient s’en servir pour blanchir le linge.
- La quantité d’eau de mer à amener dans les électrolyseurs, pour avoir la richesse en chlore convenable, est d’environ 600 litres par minute avec les courants employés dans les expériences du Havre (1000 à 1200 ampères).
- Le devis qui a été fait pour l’installation d’un tout à l’égout désinfectant avec l’eau de mer donne une dépense d’environ 2 francs par an et par tête d’habitant. Ce qu’on peut dire, c’est que le procédé électrolytique n’est pas plus cher que tout autre procédé.
- Depuis le 7 novembre dernier, de nouvelles expériences ont été faites officiellement par la mu-cipalité de Lorient, et tout récemment par celle de Nice. On comprend l’intérêt que les villes du littoral portent au système électrolytique qui, en utilisant l’eau de mer comme eau de lavage,
- permet de ménager l’eau douce, souvent insuffisante et toujours amenée à grands frais.
- Mais ailleurs que dans les ports l’électrolyse serait encore un moyen d’assainissement, et puisqu’il faudra vraisemblablement recourir, à Paris, par exemple, à la désinfection des eaux d’égout, le système d’assainissement électrique se présentera en concurrence avec les nombreux procédés préconisés.
- Dans le projet étudié, la liqueur électrolytique serait préparée concentrée, avec la solution de sel et de chlorure de magnésium. On la diluera ensuite en la ramenant au titre suffisant pour assurer la désinfection. En laissant de côté, pour l’instant, l’assainissement des villes de l’intérieur, il semble bien prouvé par les expériences faites que les ports tout au moins peuvent pratiquement faire de la désinfection par l’électrolyse de l’eau de mer.
- A. Rigaut.
- OSCILLATIONS ÉLECTRIQUES
- DANS LES CONDUCTEURS CYLINDRIQUES (*)
- IV. — Déperdition de l'énergie sous forme de chaleur.
- 1. — La considération de la chaleur développée par le passage des courants alternatifs dans les conducteurs est des plus importantes, car elle permet de se rendre compte de la rapidité plus ou moins grande de l'amortissementde ces courants. Ayant déterminé précédemment les expressions des intensités des courants de diverses périodes en fonction du temps, nous pourrions, par une intégration directe, obtenir la quantité de chaleur développée par unité de temps. M. J.-J. Thomson préfère faire usage d’un théorème remarquable dû au professeur Poynting, théorème que nous établirons dans toute sa généralité, bien que nous n’ayons à l’appliquer que dans un cas particulier Considérons l’intégrale
- (*) La Lumière Électrique du 9 décembre 1893, p.468.
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- 5o6
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- étendue à un volume limité par une surface fermée. Si nous désignons par «, v, w les composantes du courant total en un point, par p, q, r celles du courant de conduction au même point nous avons, d’après Maxwell
- u'~p composante du courant de déplacement.
- et une relation analogue pour les autres composantes.
- Or les composantes du courant de déplacement sont respectivement
- JR dP K dQ K d_R 4 n dt ’ 4 ji di * 4 7i dt
- Par conséquent
- -ii — p,
- K dP 4 n (il
- Iv dQ
- ^W=,,-£7’
- Iv dR
- ---tsr = 11 > —
- 47c dt
- et l’intégrale (t) devant
- JJJ (P u: + Q v + R u’) d .V dyd z
- — If I (PP + Q ‘7 + R O dxdy dz.
- 1/ tJ
- Les composantes P, Q, R de la force électromotrice sont données par les relations de Maxwell.
- dr dz d F d.l
- dt b d t d t dX
- ci Z dz dG db
- a d t ~ 1 dt ‘ dt ~ dy
- dx dy dN db
- bdt~ dt dt dz
- =c<* b*JL + v
- Cl t Ct t
- dt
- dy\
- cit
- p
- où P', Q’ R' représentent la somme algébrique des termes de P, Q, R qui ne contiennent pas les vitesses des points x, y, z.
- Il en résulte :
- Vu + Q, + I» = (c %-»% » + (» f -«§)"+ (6 + P'“ + <?>'+
- = - f + +,"'“f V1,1
- = - I X +Y — + Z + P'm + Q'v + R'il',
- dt
- cit
- dt
- où .v, y, z sont les composantes de la force mécanique rapportée à l’unité de volume, d’après Maxwell (§ 6o3).
- En substituant dans la première des intégrales de la différence (2) et en égalant cette différence à l’intégrale (1), on obtient
- d_R
- dt
- dxdy d
- dydz
- + f J' (P p + Q q + Rr) dx dy dz — J~ j' J~ (P ’u f Q'v + R'iv) dx dy dz .
- (4)
- Dans cette dernière intégrale, en remplaçant les composantes u v w du courant total par
- leurs valeurs déduites des trois équations ci-dessous :
- 4kU
- __dy d 3
- dr dz
- d a dv
- 4 v = ,-----V
- d z dx
- d S da
- 4ît II’ = --3—,
- d x dy
- \
- dr dx dz
- nous obtenons :
- hfff HIHD ♦ *$ - - SD
- =h J'ff) S - « c)+(r g-K' $) + p £ - f d£)\<(> *.
- ou, en intégrant par parties :
- \
- _ j~ y'jdy dz+EJ' j (p'r _u dx dz +-L f f (q> a - P' p J dx dy
- 1 f r T Un dR' dQ'\ , / rfP' dR'\ , / dQ' d P'\ ) , , ,
- 4* J J J 1 V dx Y dx) + v dr * 'dy ) (v dz ~ ^ "dz )) dx
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 5o7
- les intégrales doubles étant étendues à la surface qui limite le volume considéré.
- En appelant dS un élément de cette surface,
- /, m, n, les cosinus directeurs de la normale à cette surface, la somme algébrique des intégrales qui précèdent peut s’écrire :
- 4 7U
- ff\ /(R' P — Q' ï) +• m (P'Y — R' a) + 11 (Q' a— P' ft)^d S
- -hff/v -si)
- Or des relations (3), on déduit
- dÇf _ dR' _ dt /dH _ dG\ dz dy d\dy dz )'
- et deux égalités analogues. Mais on sait que dH dG
- a = (J. a —
- dy
- Par conséquent on a
- d (y_dR'
- dz dy
- dx dt ’
- et semblablement
- rfR' d P'
- d x dz z - „ ~ ^ dt
- dP' dQ' _ -u.dA
- dy dX ~ ^ dt
- On a donc pour le second membre de (4) :
- ~ fy'j/(R'p-Q'v) + m (P'r-R'a) + «tQ'«-P'P)JdS
- de telle sorte que l’égalité (4) devient :
- + fi) <*• *
- +/y ,/'(X 11: ‘'''J: + “>'>'-'3= + y f f n'Pt07IIin.fv,lr,t
- = y~ (R'P—Q'Y) + w(P'r-R'a)+« (Qa —F'p)'dS.
- Telle est la relation qui constitue le théorème de Poynting.
- 2. Remarquons que, d’après Maxwell, l’énergie électrostatique contenue dans un volume limité par une surface fermée est égale à l’intégrale
- hf/f (P2 + Q2 + R2) dxdydz,
- étendue à ce volume, et que l’énergie électromagnétique contenue dans le même volume est donnée par l’intégrale
- ~ f f f (*2 + P* + Y2) dx dy dz.
- Par conséquent la première des intégrales de la relation (5) représente la variation, par unité de temps, de l’énergie électrostatique de volume considérée ; de même, la seconde est la variation, par unité de temps de l’énergie électromagnétique. Quant à la troisième, elle représente la variation pendant le même temps du travail effectué par les forces mécaniques. Enfin la quatrième expérience, l’énergie transformée en une unité de temps en chaleur, énergie
- chimique, etc. Le premier membre de cette relation donne donc la variation, par unité de temps, de l’énergie totale contenue dans le volume considéré, et le théorème de Poynting indique de cette variation peut être regardée comme résultant du passage à travers la surface limitant ce volume, d’une quantité ayant pour composantes, suivant les axes :
- R' P — Q' r> P'r-R'ot, Q'a —pq.
- On voit d’après les valeurs de ces composantes que cette quantité est perpendiculaire à la fois à la résultante H de la force magnétique et à la résultante E' des parties P', Q', R' de la force électromotrice ne dépendant pas des vitesses des points des conducteurs.
- Remarquons d’ailleurs que la quantité précédente n’est pas la seule qui puisse représenter le flux d’energie qui, par unité de temps, traverse l’unité de surface. En effet nous pouvons trouver une infinité de quantités us, vs, ws ayant les dimensions d’un flux d’énergie et satisfaisant à la condition
- {ht, + mv, + nn\) dS=q.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- Par conséquent, une quantité dirigée ayant pour composantes
- R' p — Q' y + ÏH„
- P' Y — R' a 4- Sv,‘
- Q' a — P' fi + S il’,
- pourrait être considérée comme représentant la quantité d’énergie qui traverse l’unité de surface par unité de temps.
- Le théorème de Poynting ne donne donc pas une solution unique du problème consistant à chercher la valeur du flux d'énergie en un point d’un champ électromagnétique. Toutefois, il est de la plus grande utilité quand on considère un volume limite et son auteur en a fait plusieurs applications des plus intéressantes.
- 3. Appliquons-le à la recherche de l’énergie transformée en chaleur dans les conducteurs parcourus par des courants périodiques.
- Par hypothèse, toutes les quantités qui définissent l'état du champ en un point contiennent en facteur l’exponentielle +p,). Par conséquent, les termes des deux premières intégrales du premier membre de la relation (5) contiennent en facteurs ipe‘2il-mz + La partie réelle de ce facteur qui seule nous intéresse dans les valeurs définitives est
- p cos (2 mz + 2 pt).
- La fréquence des oscillations considérées étant toujours assez grande pour qu’il y ait un nombre considérable d’oscillatiuns par seconde nous pouvons remplacer chacune des deux premières intégrales pour le produit de la valeur moyenne du facteur précédent par ce qui reste de l’intégrale quand on a mis en dehors ce facteur. Or la valeur moyenne d’un cosinus est nulle. Par suite, nous pouvons négliger les deux premières intégrales du premier membre de (5).
- Nous n’avons pas non plus à tenir compte de la troisième intégrale, puisque les conducteurs
- dx dy
- étant supposés en repos, les dérivées
- dz
- dt
- dt dt
- sont nulles.
- Le théorème de Poynting se réduit donc à fff (Pp + Q<7 + Rr) dx dydz = ,-.//} /(RP-Qy) -h» (Py-R«) +11 (Ra —PP) dsj.
- D’ailleurs n est nul dans le cas qui nous oc-
- cupe, puisque nous ne considérons que des conducteurs cylindriques ayant pour axe commun celui des z. De plus, nous avons vu que y est nul. Par suite, l’énergie transformée en chaleur (la seule forme sous laquelle elle puisse se retrouver) est
- ~ J~ J' (l R p — m Ra)dS= L // R (/p — 111a) dS.
- Or /(3 — ma. représente la force magnétique tangentielle à la surface du conducteur, R la force électromotrice tangentielle. Gomme ces quantités ont la même valeur en tout point de la section droite du fil, on a pour l’intégrale précédente
- p f R (/ p — m a) d z,
- c’est-à-dire que la quantité de chaleur développée dans le conducteur rapportée à l’unité de longueur est égale au produit du rayon de ce conducteur par la composante tangentielle de la force électromotrice et par la composante tangentielle de la force magnétique à la surface du conducteur.
- 4. Cherchons quelle est, d’après cette conclusion, l’énergie transformée en chaleur dans le cas où les oscillatione sont suffisamment lentes pour que n p et n' p' soient très petits.
- On a trouvé dans ce cas (II, §3), pour la valeur de R. à la surface du conducteur central (équation 5),
- aT „ — p Z , ,
- —ï e ^ cos(— az + pt),
- 7Ï p
- et d’après l’équation (7) on a pour la force magnétique tangente à la surface
- 2 I. p
- P-
- COS (— a z + pt).
- Par suite la chaleur dégagée dans le fil, rapportée à l’unité de longueur, est
- a I — (35 , , 21 — (3^
- p—Je cos (—az + pt) x — e 1 cos(— az+pt)
- Tt p- p
- cos! (— az + pt),
- ec sa valeur moyenne pendant l’unité de temps est
- Pour avoir la chaleur dégagée dans leconduc-
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- D09
- teur extérieur, il nous faut calculer la composante R de la force électromotrice et la valeur de la force magnétique à la surface de ce conducteur. Tenant compte de ce que n' p' est supposé assez petit pour que l’on puisse poser
- K, {in' 0') = log tK,' {in' r') — — ~~
- “' v ‘ 0 in' p' " m’p'
- on trouve que R est égal à la partie réelle de
- a n'* 2 v T
- ---------log -r-,—, I„e
- 2 n tn' p'
- — 2 3 i (— O.Z -P pt)
- Puisque, approximativement,
- ____4 it u 1 p
- la partie réelle de R est
- 2p/plog y/—Le-sin (-«2 + pt)
- 3 _33
- cos(as + p/).
- D’autre part, si on néglige les courants de polarisation dans le diélectrique intermédiaire par rapport aux courants de conduction dans le conducteur central et qu’on exprime que l’intégrale de la force magnétique le long d’une section droite de la surface interne du conducteur enveloppe est égale à 411 fois le courant dans le conducteur central, on obtient évidemment pour la force magnétique tangente à la surface du conducteur enveloppe :
- ÉÉ f>~~ Pcos (—as + pt).
- Par conséquent, la quantité de chaleur dégagée par unité de temps dans l’unité de longueur du conducteur enveloppe est la valeur moyenne du produit par p' des deux dernières quantités calculées. Or, la valeur moyenne de sin (—7.zpi) cos (—7.2-f-p/) est nulle. Par suite, la valeur moyenne du produit considéré se réduit à
- 3 „ — 2 p x , .
- - « 1t-pl'e 1 . (7)
- 4
- Cette expression montre que dans le cas considéré la chaleur produite par les courants dans le conducteur enveloppe ne dépend ni du rayon ni de la résistance sqécifique de ce conducteur.
- Le rapport de la chaleur dégagée dans le conducteur à celle qui est dégagée dans le conduc-
- teur enveloppe, c’est-à-dire le rapport des ex^ pressions (6) et (7), est
- 2 (7
- 3 ps p/ p *
- Puisque n3 p2 c’est-à-dire -—Y'P P est, par hypo-
- G
- thèse une quantité très petite, ce rapport est très grand, par suite, la presque totalité de l’énergie transformée en chaleur se retrouve dans le conducteur central.
- Cette conclusion est d’accord avec ce que nous avons trouvé pour l’amortissement des oscillations. Il résulte en effet de l’équation (4) (1 r partie, § 1) que cet amortissement ne dépend pas, dans les limites d’approximation imposées par nos hypothèses, de la résistance du conducteur enveloppe et dépend de celle du conducteur central.
- 5. Passons au cas où la fréquence des oscillations est telle que n p est très grand tandis que n’ p? est très petit.
- Nous avons toujours à la surface du conducteur central
- R = A J„ {i n 0) e1
- {mz + p t)
- et puisque n p est très grand,
- ^____ i (7 n_I „
- _ 2 7E p J', {i «p)’
- d’après la valeur (18) trouvée précédemment (II, § 8). Comme
- J. {in p) = î J', {in p)
- dans ce cas, R est donc la partie réelle de
- -ï- i/4CLLlr pe 2 itp V G
- i {a z +pt)
- C t
- c'est-à-dire
- 2 n p V <r
- Psi
- f cos (— as 4- pt) — sin (— as + pt)(.
- On a d’ailleurs, comme dans le cas précédent,
- il»
- p
- cos (— az + pt)
- pour la force magnétique tangente à la surface. Par conséquent la quantité de chaleur dégagée dans le conducteur central est, par unité delon-gueur et de temps :
- . h*y.pl e~2pz 4 71 f» V G
- (8)
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-
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- 5 ro
- La chaleur dégagée dans le conducteur extérieur est donnée par la même expression (7) que dans le cas précédent, puisque ri p' est toujours petit.
- Le rapport de la quantité de chaleur dégagée dans le /il à cette dernière est donc
- £ . / 2 g'
- |V V q tv1 (J.p p3'
- Puisque n2 p2 et par suite 4iz[j.pp2 sont très grands, ce rapport est.excessivement petit, à
- moins que —, ne soit très grand. En d’autres termes, la presque totalité de la chaleur produite se trouve dans le conducteur enveloppe, ce qui concorde avec les résultats obtenus antérieurement (II, § 5 et 6), d’après lesquels l’amortissement des oscillations est indépendant de la résistance du fil central.
- '6. Enfin, considérons le cas où np et ri p' sont tous deux très grands.
- La chaleur dégagée dans le conducteur central est donnée par l’expression (8).
- Pour savoir celle qui est produite dans le conducteur extérieur, remarquons que la valeur de R sur la surface de ce conducteur, qui est donnée par l’expression générale
- i<y'n'K0{in'p') — ps i{—o.s+pl)
- 2 7c p' K„ {in' p') “ ’
- devient dans ce cas
- a' L n »! ip l e— P? eî (—az + pt
- 2 7t p' V a' ° ’
- puisque
- IC„ {in' p') — t — i IC' {in' p’),
- lorsque ri p' est très grand.
- La partie réelle de R est donc :
- --- y/4 71 ^ P1 „ e — P * * ! cos (—a 2 /)—sin (—«s+p/)j.
- 2icp' V c ( )
- La force magnétique tangentielle est
- sJL — pz cos (— aS + pt).
- La valeur moyenne du produit de ces deux quantités par p' donne
- (jtp'V <j'
- I„ e.
- (9)
- qui est la chaleur produite dans le conducteur
- extérieur par unité de longueur et de temps.
- Le rapport de (8) à (9) est :
- La manière dont la chaleur se répartit dans le conducteur central et dans celui qui l’entoure dépend donc des rayons de ces conducteurs et de leurs résistances. Si on considère un câble â âme de cuivre immergé dans l’eau, p. et [>! d’une part, p et p' d’autre part, diffèrent peu, tandis que a' est beaucoup plus grand que a. Par suite, le rapport précédent est alors très petit, et la plus grande partie de la chaleur se produit dans l’eau. Ainsi s’explique le résultat trouvé dans le § 7 de la seconde partie, où nous auons vu que l’amortissement des perturbations produites à l’extrémité d’un câble sous-marin dépend surtout de la résistance de l’eau.
- Comme on le voit, la considération de la chaleur produite par les courants périodiques donne les indications les plus utiles sur l’amortissement de ces courants.
- J. Blondin.
- (.A suivre).
- LA SOUDURE ÉLECTRIQUE O
- Les procédés de soudure et de forge électrique (2) continuent, ainsi que nous l’avons déjà
- (U La Lumière Électrique du 2 septembre 1893, p. 411.
- (*) Soudures et forg-es électriques décrites dans mes précédents articles.
- Angell et Burton 7 mars, 24 octobre 1891, p. 457, 153 ; 21 mai, i5 octobre 1892, p. 354,116; 18 février, 2 septembre 1893, p. 302, 410. Arnold-Hill 2 septembre 1893, p. 412. Benardos-Howard et Olzewsky 21 décembre 1891, p. 575, 20 février, 2r:mai, i5 octobre 1892, p. 386, 353, 116; 18 février 1893, p. 307. Coffin 4 octobre, 8 novembre 1890, p. 29. 263; 7 mars, 24 octobre 1891, p. 452, 455, i55; 20 février, i5 octobre 1892, p. 36o, ii5; 10 février, 2 septembre 1893, p. 3o6, 412.
- Dewey 8 novembre 1890, p. 264:7 mars, 24 octobre 1891, p. 453, i55. Gendron 21 mai 1892, p. 358. Joule 8 novembre 1890, p. 257. Powler 8 novembre 1890, p. 265. Siemens et Williamson 8 novembre 1890, p. 267; 21 mars 1892, p. 358. E. Thomson et Lemp 28 décembre 1889, p. 622; 16 février, 14 juin, 8 novembre 1890, p. 327, £22, 357; 7 mars, 24 oc-
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- fait remarquer (*), à se développer et à se perfectionner chaque jour aux Etats-Unis, tandis qu’en Europe, et principalement en France, ils semblent presque abandonnés. Il est certain que l’on peut attribuer en partie ce résultat soit à l’esprit d’initiative plus hardi des Américains, soit à ce que les travaux en série plus largement établis dans leurs grands ateliers se prêtent mieux à l’emploi continu des machines électriques; mais ces raisons ne paraissent pas justifier entièrement l’espèce d’abandon dans lequel les procédés électriques sont tombés chez nous, après avoir été entrepris à grand fracas par des sociétés auxquelles les ressources financières du moins ne faisaient pas défaut.
- La soudure électrique possède en effet, comme le savent nos lecteurs, de précieux avantages, dont on ne peut plus contester aujourd’hui la réalité; nous rappellerons sommairement les principaux de ces avantages.
- La chaleur étant localisée aux environs de la soudure y est le plus économisée possible; c’est-à-dire, qu’une soudure donnée peut s’exécuter en ne dépensant guère que la chaleur presque strictement nécessaire pour porter le métal à la température voulue seulement tout près de la soudure même, et cela, très vite, de manière à réduire les pertes par rayonnement au minimum. Comme, d’après les constatations faites, le métal s’échauffe de l’intérieur vers l’extérieur du joint, qu’il ne s’y dégage pas de gaz, et qu’il ne s’y trouve ni cendres, ni poussières, la soudure électrique est parfaitement homogène, propre, sans pailles, d’une résistance égale à celle du métal même. On sait que l’on peut arriver à souder
- tobre 1891, p. 452, i52; 18 février 1893, p. 3o6. Zerener 20 février 1892, p. 357. Wilde 8 novembre 1890, p. 257. Wern-dley et Foster 7'mars 1891, p. 456.
- Brunissage Dewey 7 mars 1891, p. 455.
- Cémentation Thomson 8 novembre 1892, p. 262.
- Etampage Dewey-Burton 7 mars 1891, p. 456.
- Fers à souder Carpenter 24 octobre 1891, p. i56. Coffin 20 février 1892, p. 36o. Meintzler 2 septembre 1893, p. 414. Miner 4 octobre 1890, p. 32. Mitchell 20 février, i5 octobre 1892, p. 36o, ii5. Ritter i5 octobre 1892, p.2r4.Ziper-novvsky 25 octobre 1891, p. i5g.
- Fonderie Slavianoff 25 octobre 1891, p. 859.
- Trempe et circuit Angell et Burton 21 mai 1892. p. 357. Purdy 2 septembre 1893, p. 413. Procunier 18 février 1893, p. 309. Riess 24 octobre 1891, p. 160.
- Rivure Dewey 8 novembre 1890, p. 264. Riess 24 octobre 1891; 21 mai 1892, p. 358.
- (*) La Lumière Electrique du 17 février 1893, p. 3or.
- ainsi, grâce à la facilité avec laquelle on peut graduer la température, des aciers très carburés et de natures différentes, des fontes malléables, des bronzes, très difficiles à traiter par les procédés ordinaires.
- La rapidité et la continuité du travail, qui est encore beaucoup plus précis et économise la main-d’œuvre, permettent d’exécuter en une seule chauffe des travaux qui en exigeraient plusieurs avec les procédés ordinaires; et la grande précision de l’exécution, surtout avec certaines machines spécialement adaptées aux travaux en sérié, permet d’exécuter des opérations, autrefois fort difficiles, presque automatiquement, ou, du moins, avec une sûreté parfaite ; telles sont la soudure des projectiles, des tuyauteries, de certaines ferrures de wagons et de vélocipèdes, des câbles, des fils d’acier ou de cuivre, l’exécution des brasures, des raccords etc., pour lesquelles les appareils électriques sont très employés aux Etats-Unis, parfois sur une grande échelle. Tel est, par exemple, le cas delà Johnson C°, de Johnstown (B, qui emploie quatre machines Thomson de 40000 watts, et deux de Soooo, avec une installation qui a coûté 1 5ooooo francs et a permis d’exécuter facilement des travaux que l’on ne pouvait pas entreprendre auparavant; la Racine Wagon C°, ïIllinois Steel C°, de Chicago; les établissements Roebling de Trenton, qui emploient huit machines Thomson pour la soudure de l’acier et du cuivre; la General Electric C", de Lynn, qui en emploie cinq ; MM. Ileywood,, de Boston, qui exécutent ainsi plus de ] 20 soudures par jour, pour des roues de voitures d’enfants ; la compagnie Tamarak Osecola, qui fabrique ainsi des câbles de trolleys en cuivre de 1600 mètres de long, pesant 65 kilog., et étirés après soudure; la Trenton Iron C°, qui soude à l’électricité des câbles ayant jusqu’à 40 millimètres de diamètre; les Hercules Iron Works, de Chicago, qui emploient la soudure électrique pour leurs tuyauteries de machines à glace. Citons enfin la colossale Western Union Telegraph, qui spécifie la soudure électrique pour tous ses fils et câbles.
- Ces quelques exemples suffiront, je crois, pour donner une idée du développement de la soudure électrique aux Etats-Unis, et de l’erreur où nous sommes de ne la considérer comme
- (*) La Lumière Electrique du 18 février 1893, p. 3oi.
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- applicable qu’en des occasions tout à fait exceptionnelles.
- Nos lecteurs savent que, parmi les machines
- les plus employées actuellement aux Etats-Unis, il faut citer principalement celles de la Thomson Electric Welding C° de Lynn, celles de M. Cof-
- Fig. i et 2. —Elihu Thomson. — Machine à souder les chaînes (1891-1893). Elévation-coupe et plan.
- fin à Détroit, et celles de Y Electric Forging C° of Maine (Angell et Burton). Les appareils et procédés de ces inventeurs ont été décrits dans ce journal presque au furet à mesure de leur apparition.
- La Compagnie Thomson qui fut, croyons-nous, aux Etats-Unis, l’initiatrice de la soudure électrique par rapprochement, continue à perfectionner et à spécialiser ses différents types de machines: nous citerons, comme exemples ré-
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- cents la machine à souder les essieux de voitures et la machine à souder automatiquement les chaînes.
- La première de ces machines appartient au type général décrit à la page 258 de notre numéro du 8 novembre 1890, dont elle ne diffère
- w
- c - - i
- Fig-. 3. — Thomson. Détail de l’enclume.
- guère que par la forme des mâchoires et l’allongement du banc, nécessaire pour supporter et guider les extrémités de l’essieu.
- La machine à souder les chaînes représentée par les figures 1 à 9 fonctionne comme il suit: au moyen de deux enclumes de soudage, l’une
- E
- Fig. 4 à 7. — Thomson. Détail de la conduite de la chaîne.
- fixe G (fig. 1) reliée directement au secondaire T d’un transformateur, et l'autre, G', mobile sur les guides R R (fig. 3), et reliée au transformateur par de larges balais T2.
- Aussitôt après la soudure d’un maillon de la chaîne qui traverse l’appareil de A' vers A, la came K4 de l’arbre moteur P' laisse (fig. 3) le levier J, pivoté en J', ramener en arrière, sous le rappel de son ressort, la bielle I, qui, ouvrant
- ainsi le genou X, relève le bloc nt, lequel, pendant l’opération de la soudure, appuyait le maillon sur l’enclume G avec une pression déterminée par la tension du ressort Z, réglable en w. En même temps, la came K (fig. 2) fait pivoter autour de son articulation k le levier g qui commande l’avancement de la chaîne.
- A cet effet, la chaîne traverse de A' vers A (fig. 1) d’abord un cylindre B2. à section cruci-
- Fig. 8. — Thomson. Mécanisme de rotation de la chaîne.
- forme (fig. 7) pour assurer le guidage de la chaîne, puis les enclumes G' et C, puis enfin un deuxième cylindre B3. Ce cylindre, à section circulaire, porte à l’intérieur quatre projections ou ailettes rectangulaires l (fig. 8) permettant de guider la chaîne, mais avec assez de liberté pour laisser passer les bourrelets de la soudure. Sur ce dernier cylindre, est monté (fig. 4 à 6) à frottement de ressort 03, un manchon O, porteur d’une charnière 02, aux bras de laquelle sont
- M
- Fig. 9. — Thomson. Détail du commutateur.
- articulées les mâchoires E E, recourbées en C4 de manière à saisir la chaîne quand elles s’écartent sous l’action du levier g. Il en résulte que ce levier, en oscillant par la poussée de la came K (fig. 2) commence par saisir ainsi la chaîne au moyen des pinces E, puis il la retire de l’espace d'un maillon, en faisant reculer, malgré le frottement de 03 sur le cylindre B3, la douille O et les pinces E, en prise avec la chaîne. Au retour de g. les pinces se desserrent, et la douille O revient à sa position primitive. Le pivot k est (fig. 2) disposé de manière à permettre de
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- régler le déplacement des pinces E à la longueur exacte d’un maillon.
- Pendant que la chaîne avance ainsi d’un maillon au travers des cylindres B2 et B;), ces cylindres reçoivent dee cames K2 et K, (fig. 2) et par l’intermédiaire des jeux de cliquets h h' d' c' (fig. 8) une rotation de 90", nécessaire pour que les maillons successifs se présentent toujours horizontalement ou à plat sous l’enclume, comme en figure 1.
- riG.i
- Fig. 10 - n” 1 à 6. - F.lihu Thomson (1891-1893). Machine à façonner les métaux.
- Pendant que la chaîne avance aussi d’un maillon et tourne de go0, l'enclume C'est ramenée à droite (fig. 2), malgré le ressort S, par la came IC, et le renvoi de mouvement L2 L;, M L, dans la position requise pour effectuer la soudure du maillon; puis les cames K4 et K5 serrent par les genoux X (fig. 3) les deux parties du maillon sur les enclumes C et C'.
- Dès que le maillon à souder est ainsi bien saisi sur ses enclumes, la came K7 (fig. 9) ramène vers ia droite la tige r,de manière à fermer en y y' le circuit primaire du transformateur T T, et
- ce circuit reste fermé (fig. 2) par l’enclenchement du ressort z2 en zt, qui maintient la tige r dans sa position de fermeture, malgré le ressort de rappel z3. Le courant passe alors dans les enclumes C et C', en même temps que la came K3 laisse le ressort M rapprocher l’enclume C de C1, et appuyer ainsi fortement l’un sur l’autre les deux bouts du maillon en soudure; puis, à la fin de ce mouvement, vers la fin de la soudure,
- Fig. 11. — n” 7 à 18. —Machine à façonner de Thomson. Exemple de quelques opérations.
- un taquet z3, solidaire de la tige M (fig. 1), vient (fig. 9) heurter le levier z2 et le déclencher dez,, de manière que la tige r, rappelée par son ressort z3, rompe le circuit en y y'; et le cycle des opérations recommence pour un autre maillon.
- Les enclumes C C' sont (fig. 3) en un bloc de cuivre, garni d’une mâchoire en acier H, avec guide V pour le genou X, disposé de manière que son serrage n’affecte aucunement le frottement de G sur les guides R R.
- On voit que cette ingénieuse machine a été étudiée avec le plus grand soin dans ses moin-
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- dres détails, et mérite, à tous égards, d’attirer l’attention.
- La machine à façonner les métaux par l'électricité, représentée par les figures ioet 11, n0" i à 18, due également à M. Elihu Thomson, se compose essentiellement d’un banc de tour, relié, ainsi que sa poupée mobile 3 et son porte-outil ou charriot 8, à l’une des bornes du transformateur, dont l’autre pôle est relié à la poupée fixe ou motrice 2, pourvue d’une mâchoire 9 pour saisir les pièces à travailler 10. Le nez 4 de la poupée 3 est rafraîchi par une circulation d’eau, et peut s’avancer sur 10 par la vis 5.
- Quand l’extrémité du métal 10 est portée, par le passage du courant, à la température voulue, on en retire la poupée 3, et on l’attaque par l’outil 8.
- On peut ainsi exécuter les travaux les plus variés, par exemple sur des tubes : les canneler (fig. 3) au moyen de deux outils symétriques 14 14", les mandriner par la pression d’un galet 16 sur un mandrin tournant 15, chauffé par le courant, les brunir au moyen d’un outil 18 (fig. 5) après leur chauffage parla poupée 17,011 les emboucher (fig. 6), les retreindre (fig. 7), les fileter à l'intérieur ou à l’extérieur (fig. 8 et 9), les bomber (fig. 10) au moyen d’une olive 28 montée sur un levier 26, mobile autour d’un axe 27 par la vis sans fin 29; les fermer, en remplaçant, après rétrécissement du tube, l’outil 8 par l’outil 3i (fig. 11), puis en découper des billes (fig. 12 et i3) ou des bouteilles (fig. 14) au moyen d’un outil brunisseur 32 (ng. i5), ou encore des projectiles, au moyen des opérations faciles à suivre sur les figures 16, 17 et 18.
- Gustave Richard.
- (A suivre).
- APPLICATIONS NOUVELLES
- DES CONJONCTEURS-DISJONCTEURS.
- Le conjoncteur-disjoncteur béry^) a été décrit dès son apparition dans ce journal , depuis, grâce à ces qualités, ce petit appareil s est rapidement répandu dans l’industrie.
- L’inventeur, dans le but d’étendre le champ de ses applications et sans rien changer à la partie mécanique, vient de modifier pour certaines applications le bobinage de l’instrument.
- Il peut être utile dans certains cas de charger avec le même appareil, et sans en modifier le réglage, plusieurs batteries de voltages différents ou une seule batterie d’un nombre variable d’éléments.
- Le montage ordinaire (fig. 1) ne peut évidemment convenir, le conjoncteur n’étant réglé que sur le voltage de la machine, et complètement indépendant de celui de la batterie.
- Dans ce cas particulier, il suffit de garnir la bobine A de deux enroulements.
- Plusieurs montages utilisant ces deux enrou-
- a
- Fig. i.
- lements réalisent la condition demandée : enclenchement pour un excès donné de voltage de la machine sur les éléments à charger ; le suivant a été adopté comme étant le plus simple (fig. 2).
- Le fil a comme dans le cas ordinaire est directement monté sur la machine, et donne au noyau de fer cc' une aimantation proportionnelle aux volts de cette dernière.
- Le fil b, dont l’action magnétisante est de même sens, est branché sur les accumulateurs laissés hors du circuit de charge.
- Dans ces conditions, si l’enroulement a agissant seul (batterie totale et câble placé en O) produit l’enclenchement dans des conditions normales, il en sera encore de même pour un nombre quelconque d’accumulateurs.
- En effet, soit E le voltage demandé pour char-
- (') La Lumière Electrique du 17 octobre 1891, p. ia3.
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- ger la batterie totale, si nous ne chargeons que M P accumulateurs, les P Q éléments hors de charge polariseront déjà la bobine proportionnellement à leur force électromotrice e dès qu’on fermera le commutateur de charge Gt. La machine n’aura donc plus qu’à fournir la force électromotrice E-e précisément nécessaire à la charge des éléments M P pour produire le bas-culage.
- Il en sera de même dans le cas de la charge de plusieurs batteries si l’on a soin de les réunir par un pôle commun M et N.
- Avant de terminer, nous signalons d’une manière générale la possibilité d’emploi des con-
- a
- joncteurs-disjoncteurs à un cas dont les inventeurs ne semblent pas s’être préoccupés. C’est le couplage des dynamos fonctionnant en quantité sur un réseau de distribution.
- L’appareil ajoutera automatiquement une machine de renfort et cela au moment où son potentiel aura atteint exactement celui des autres machines; déplus, si un accident arrive à une des dynamos, elle sera retirée automatiquement dès que le courant se renversera dans l’induit et avant qu’il ne soit endommagé.
- Il y a là croyons-nous une application intéressante des conjoncteurs-disjoncteurs.
- NOTES SUR LÀ THÉORIE ÉLÉMENTAIRE
- APPAREILS A CHAMP TOURNANT 0)
- Dérivation polygonale. — On démontre aisément qu’il y a entre les self-inductions cycliques étoilés et polygonales le même rapport qu’entre les autres self-inductions v.ectrices, le nombre des spires restant le même.
- En effet, supposons que chaque bobine contienne encore n spires, le flux propre dû au courant d’induit polygonal i sera
- 4 TT . ,, 4*
- ^ = K lit qm — K iit qn
- b \l'2 '
- et la force contre-électromotrice induite vectorielle
- „ _ q i _ _ k 2ir qn'l' i- _Kk 27t /qn\* 4 tc T
- w~ 2 b ,’°1- “Ft TV2_frîrlTj St ÏCC” D’où
- _K k 4 ir (q »\*
- K~~W ST {Tj ’
- c’est-à-dire, en appelant X la self-induction cyclique qu’auraient les mêmes bobines montées en étoile,
- De même leur induction mutuelle par rapport à un autre circuit non modifié deviendrait
- M =
- Circuits mixtes. — On aura évidemment pour le circuit mixte, en combinant les résultats précédents, les formules générales
- A = A' +
- 1
- qb3
- M = M' +
- Remarques. — r J‘ai employé de préférence pour établir les définitions précédentes la considération des forces électromotrices induites, parce qu’elle a l’avantage de nous familiariser avec l’emploi des forces contre-électromotrices vectrices de self-induction, et que d’ailleurs si l’on supposait la perméabilité variable, cas auquel le coefficient A devient ce que j’ai appelé un coefficient de self-réaction, ce coefficient serait le plus commode en pratique.
- (') La Lumière Électrique, du 9 décembre 1893, p. 473.
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- JO URNAL UNI VERSEL D'ÊLEC TR ICI TÉ
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- Mais on serait arrivé à des résultats analogues par la simple considération des flux. En effet, reprenons le cas du circuit étoilé; le flux total produit dans le premier par le courant vecteur 11 vcc. est, comme on le sait,
- ~ Iv 4ir */1
- Le flux total embrassé par le second circuit a pour valeur
- 4>=k/« ivfl
- cH- 4
- D’où, par définition,
- M = I\ k I-”1 q'U-.
- K 4
- Le coefficient de self-induction s’en déduit immédiatement en faisant nx = n2.
- Dans tout ce qui va suivre nous n’emploierons guère que le coefficient de self-induction, le coefficient d’induction mutuelle étant remplacé par la force électromotrice induite correspondante
- Ea vuo.= M — I, veo.,
- ce qui, en valeurs instantanées, correspondrait à la relation habituelle
- : M
- rflj.
- dl
- 2° La méthode qui a été employée pour établir les coefficients d’induction cyclique ne met pas en évidence le rôle des diverses bobines dans la réaction de l’ensemble. Quand on fait l’analyse de celle-ci, on s’aperçoit qu’en réalité chaque bobine d’un des systèmes produisant un flux tournant de vitesse ü' et elle-même tournant avec la vitesse relative to par rapport à l’autre induit dans cet autre, non pas une mais deux forces électromotrices de périodicité Q!— o> et Q'+w. Q' étant la vitesse propre du flux tournant, mais que la somme des forces électromotrices dues à toutes les bobines ne contient plus que la fréquence ü'-|- w (J).
- (*) Soient deux circuits polyphasés tournant l’un dans l’autre, par exemple un inducteur et un induit de moteur asynchrone.
- •> ^
- Soit ii — la vitesse angulaire moyenne du premier
- champ tournant par rapport au circuit qui le produit, T étant la période de ses courants;
- 2
- O' = -Tjy la vitesse angulaire du deuxième champ par rapport à son circuit;
- Dans le cas particulier où les courants Jj, J2... sont produits par l’induction du premier système, on a
- Q' = a — ru ;
- a» la vitesse angulaire du déplacement relatif des deux circuits, supposée comptée dans le même sens que Q et LV.
- Admettons que chacune des q bobines du premier système ait par rapport aux q1 bobines du second des coefficients d’induction mutuelle sinusoïdaux de la forme
- Mn = M, sin (— w /), Mt, = sin (^— w l —
- jM„ = M, sin( — io/-^ — ^),
- M,,/ = M
- etc....
- sin
- (-
- b) l
- qr— i q'
- M»/ = Mtf sin
- 2 TZ
- T
- )•
- Les courants des deux systèmes étant, eux, de la forme I, = sin (Q t — ?), J, = J„ sin (Q t’ — *'),
- I, = l.sin^Q/—T —J.= J„sin^Q'f- —
- l,—L.sin^Q*—?— ^--271/ J(1,=J.sin^ü7-ç'— ^--arc). etc...,
- les réactions subies par une bobine du premier système, de la part de celles du second, sont caractérisées par des flux tels que
- M,„ l M. J, | cos [(û' - c) t - 9 -
- — cos + to) / +
- donnant naissance dans cette bobine à deux forces con-
- tre-electromotrices de fréquences--------et---------.
- 2 u 2 n
- Lorsque l’on suppose qu’on a affaire à un flux tournant parfait, c’est-à-dire que les coefficients d’induction mutuelle forment la série sinusoïdale écrite ci-dessus, on voit aisément que la somme de ces forces électromotrices
- ne contient plus de terme de la fréquence — car
- 2 71
- M„ J„ = M . I. ^ COS [(ü' + 10) t + q>]
- - M. 2* cos [(U' -»)/-*'- ^],
- et l’on a vu déjà par les exemples cités plus haut que la série qui forme le second terme est nulle.
- La réaction se réduit donc à un terme de périodicité (Q' -b 10), et il y a un véritable coefficient d’induction mutuelle de chaque circuit sur les bobines de l'autre,
- qui a pour valeur — M„.
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- . d’où et
- Q' -{- 0) *SB ü
- il' — (O — Q — 2 a).
- On trouverait de môme pour l’action mutuelle du premier système sur le second :
- j m„ j„ cos t + <?J.
- On voit qu’il y a bien une force électromotrice de période unique, et que la force contre-électromotrice induite dans le système inducteur est de même période que le courant inducteur lui-même. L’introduction du coefficient d’induction cyclique est donc justifiée.
- On remarquera que la disparition des termes de fréquence Q -f- o> dans l’induit, et Q — 2 <0 dans l’inducteur ne se produit que grâce à remploi simultané de plusieurs courants. C’est donc une des supériorités des courants polyphasés sur les courants alternatifs simples pour l’application des moteurs asynchrones ; dans les moteurs du type Leblanc dit Brown, ces courants de fréquence différente sont peu avantageux.
- Quand le flux tournant n’est pas parfaitement homogène, on voit apparaître non seulement les termes de fréquence Q — 2 w, mais, d’une manière générale, toute une série d’harmoniques.
- 3° Induction dans les enroulements sinusoïdaux. — Un cas très singulier d’induction est celui qui se présente avec les enroulements sinusoïdaux dont on a parlé plus haut (p. 362).
- Supposons un induit placé en présence d’un inducteur à enroulements sinusoïdaux; celui-ci donne d’abord un flux tournant sinusoïdal ayant une vitesse périodique U. La force électromotrice totale induite dans chacune des bobines qu’on peut calculer de la même manière qu’à la page 479, sera de la forme
- K sin — ia^t x sin ^<01 — =^cos
- j — COS (l! / - 9) j
- L’incluit deviendrait donc le siège non pas d’un flux tournant avec la vitesse Q, mais de deux flux ayant les vitesses
- il — 2 o> -f- (o — il — 10
- et
- il -p ti>,
- Les enroulements sinusoïdaux sont donc inadmissibles pour des induits de moteurs asynchrones. Si on les réserve pour les inducteurs, on voit facilement que ceux-ci .induisent sur eux-mêmes une force contre-électromotrice de self-induction de fréquence 2 Q, et éprouvent de la part d’un induit ordinaire à spires fermées une réaction ayant cette même fréquence 2 Q. Le courant correspondant produira un nouveau champ inducteur tournant avec la vitesse 2 Q et engendrant à son tour des harmoniques 3 ü, et ainsi de suite.
- Il n'y a donc plus de coefficient de self-induction, et les termes de fréquence supérieure forment une série indéfinie qui semble difficile à calculer avec rigueur. L’expérience seule pourrait renseigner complètement sur l’effet pratique de ces réactions et montrer si cette propriété singulière, l’absence de self-induction ordinaire, est susceptible d’applications.
- Comparaison entre les enroulements étoilés et polygonaux.
- Il est facile, d’après les définitions précédentes, de comparer les propriétés de deux enroulements, l’un étoilé, l’autre polygonal, placés sur la même carcasse. Les éléments de cette comparaison sont résumés dans le tableau de la page 519.
- Deux cas sont à considérer :
- 1“ Si l’on conserve le même enroulement, en changeant seulement le montage, on voit que toutes les constantes vectrices se trouvent considérablement modifiées et que le flux produit par un même courant vecteur n’est plus le même;
- 20 Si au contraire, comme cela se fait en pratique, on veut changer, en même temps que le montage, le nombre de spires et la densité de courant, de façon à reproduire le même flux avec le même poids de cuivre, on doit poser
- ce qui rend égales à la fois toutes les constantes vectrices des deux enroulements, et par suite aussi les tensions, intensités, décalages et puissances vectorielles.
- Deux enroulements satisfaisant aux conditions ci-dessus sont donc, absolument éauiva-
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- lents (1). Plus généralement, on voit que ces deux enroulements peuvent être associés sur un même induit ou inducteur pour créer un champ
- de valeur double. L’enroulement mixte présentera encore les mêmes propriétés qu’un enroulement ayant même nombre de bobines étoilées.
- TABLEAU I. — Constantes des deux enroulements.
- Enroulement étoilé
- Enroulement polygonal
- Rapports
- Nombre de bobines..............
- Nombre de spires par bobine... Longueur moyenne d’une spire Section du fil.................
- d
- n
- a
- S
- d
- i
- m
- ü
- ni
- a
- i
- Résistance de chaque bobine.....................
- Résistance vectrice de l’ensemble...............
- Intensité efficace du courant dans chaque bobine............................................
- Intensité vectrice du courant...................
- Densité de courant..............................
- R =
- n p a —S"
- I/luL.
- lpul. V’-i
- l
- s
- Flux tournant produit par le courant Lee.
- 4
- II'
- d
- n r /
- — L"i. V'J
- Force électromotrice vectrice E,Uc. induite par un flux tournant <ü>.............................
- Self-induction cyclique.........................
- k tc q n «I»
- 1
- ni p a s
- d r 2 'b*
- i
- b i \J'2 i
- K 4 * d m
- K1il — 'v-
- k te q ni <l> i
- ~ "T- X b
- éH \ 2 / b-
- — -b* m S
- IL L b*
- m S
- -. = b
- 4»
- n b
- m
- Je définirai donc désormais un enroulement quelconque servant à la production d’un champ tournant par le nombre total de ses bobines et par les constantes des bobines qui y figurent en montage étoilé.
- Soit, par exemple, un enroulement à douze bobines alimenté par du courant triphasé et dont les bobines étoilées ont n fils, et une résistance R; tout se passera comme si nous avions un anneau portant (12 n) fils égaux, dont la résistance et la self-induction seraient celles du
- demi-anneau : 6 R, et k ^ x 36 n~j, Mv étant
- calculé comme on l’a vu plus haut, page 36i.
- Il y a donc indépendance complète dans les
- C) Si ce n’est au point de vue des épaisseurs d’isolant et de l’espace perdu correspondant. A ce point de vue,
- équations entre les nombres de phases de l’enroulement et celui du circuit d’alimentation, et tous deux disparaissent dans les équations vectorielles.
- On remarquera que la tension vectorielle aux bornes d’un enroulement à q' bobines alimenté
- par des courants à q phases (^q < ç/'j peut s’écrire
- sous deux formes différentes, mais équivalentes en réalité
- Uvi!C. “ ~ U(l,„|. 1/1 \J2 ^ ~ Opul.l/') \f 2 •
- L’intensité vectrice a dans tous les cas la même expression l,10i. v/2.
- l’enroulement étoilé, qui exige moins de tours et un moindre isolement que l’enroulement polygonal, est évidemment supérieur.
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- LA LUMIÈRE ELECTRIQUE
- Tableau résumé des Formules, Notations et Définitions des quantités vectorielles.
- i° Définitions des variables vectorielles en fonction des variables efficaces de chaque circuit. Nombre de phases réparties sur une période complète = q.
- Variables vectorielles Circuit étoilé Circuit polygonal
- Intensité IVeC. = Tension UVcc, = Force électromotrice Evoc. =2 Ipul. V 2 ^ Upul. \Jo. î ? Epol. v;2 2 i fi b ~ U ^2 /’ f e VT b
- 2° Équations fondamentales. — q nombre de
- courants principaux; q' nombre de bobines supposées équivalentes entre elles au point de vue delà force magnétofnotrice; n nombre de fils extérieurs d'une bobine en montage étoilé.
- Puissance totale d’un système P=EVoc. Ivcc.cos 0 vco. Flux tournant total produit <I> = K ^ (q' ttj IVOc.
- Force électromotrice induite par un flux tournant <t>
- „ /( 2it / , \ , (k tt\ (q' n) <I>
- Self-induction cyclique théorique A = 1CA ~ •
- Induction mutuelle théorique AI=KA 4? W< •
- oit 2 2
- Intensité de courant dans un circuit inductif et doué de capacité
- Evoo.
- IV c . --
- y/RVc + [y (A+L(„.)-I Cvcc.J
- 3° Définition des constantes vectorielles d’un système à q' bobines;
- b = 2 sin
- Nombre Constantes d'une bobine ou d'un circuit Constantes vectoricllos de l'ensctnbie
- de fils — - —- —
- Formo du circuit extérieurs par bobine de chuque ospùce llislstuuco Self-luit, simple Capacité llésistance Soli'-itiü. simple Scill-inductlon cyclique Cupacité
- Circuit étoilé Jl R L c L- R i-L A le
- 2 ‘ 2 L
- Circuit polygonal.... 111 r t C q’ r 2 b'1 — L 2 >. b* :2 b1 ~¥c
- Circuit mixte quelconque ni m H, r L, l C, c ?(*+*) A+^2 2 (c
- Circuit mixte à bo-l bines équivalentesl m — b n. n, bit R, A* R L, b- L c.f. £r 2 t L 2 A O
- IV. — Application du calcul vectoriel
- Par l’emploi de ce nouveau système de notations, tous les problèmes relatifs à un ensemble d’un nombre quelconque de courants polyphasés se trouvent ramenés à des problèmes simples sur un courant fictif unique. Celui-ci participe à la fois des propriétés des courants continus pbur la production du flux, et de celles des courants alternatifs à tous les autres points de vue. On remarquera en outre cette singularité que, parmi les vecteurs employés, les uns ont une existence réelle et les autres une existence
- fictive, ce qui ne les empêche pas de vivre en parfaite harmonie.
- Par exempte, une force électromotrice fictive Evoc produit dans un anneau à champ tournant une intensité fictive Ivec décalée d’un angle W, et donne ainsi naissance à un flux réel <1*.
- Pour traiter les problèmes relatifs aux courants vectoriels on dispose des deux mêmes procédés que pour les courants alternatifs, c’est-à-dire des procédés dits analytique et graphique :
- r On considérera toutes les variables, réelles ou fictives, E, U, I et <1» comme des fonctions
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
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- harmoniques et on leur appliquera le calcul analytique ordinaire:
- 2" On opérera graphiquement sur les vecteurs de la même manière que pour les courants alternatifs simples.
- Mais il faudra se garder de vouloir faire intervenir des valeurs instantanées (ce qui n’a d’ailleurs jamais aucune utilité), en faisant tourner les vecteurs et en les projetant sur l’axe initial. En réalité, le flux «P est ici constant (ou supposé tel), et il tourne non pas fictivement, mais réellement.
- Les diagrammes seront donc les mêmes que pour les courants alternatifs simples, mais ils devront être interprétés d’une manière toute différente.
- Entre la première et la seconde méthode, le choix ne saurait être douteux, la seconde étant plus simple de beaucoup, en même temps que plus logique.
- Remarques sur les méthodes analytique et graphique. — A ce propos, il me paraît nécessaire de faire remarquer que leur différence ne consiste pas, comme on le croit souvent, dans la simple substitution d’une construction géométrique à un calcul algébrique, ce qui ne serait qu'un faible avantage, mais surtout et essentiellement dans la suppression d’une intégration.
- Dans la méthode dite analytique, on commence par poser des équations différentielles ; puis on les intègre en supposant que toutes les variables sont des fonctions harmoniques. On se condamne donc, sans utilité aucune, à recommencer pour chaque problème le calcul d’intégrales connues a priori, comme si on ne les connaissait pas.
- Au contraire, dans la méthode graphique, on substitue à chaque équation différentielle une propriété géométrique qui en est l'intégrale, et l’on arrive ainsi immédiatement au but.
- Cette méthode est d’ailleurs indépendante de la construction graphique elle-même, puisque celle-ci peut se traduire analytiquement par une équation entre variables imaginaires qui dispense de toute construction géométrique.
- Remarque sur la méthode des imaginaires. — Ce genre de calcul sur lequel M. Steinmetz vient d’appeler l’attention des électriciens, dans un travail dont M. Guilbertpublie en ce moment une excellente critique dans ce journal, est en réalité connu depuis longtemps par les savants
- français sous une forme qui, pour être un peu différente de celle de M. Steinmetz, n’en est pas moins parfaite, je crois. M. Cornu (') l’a appliqué dès 1887, à des problèmes de synchronisation, M. Poincaré ensuite à des problèmes d’optique (2), et enfin MM. Vaschy(3) et Chaperon (‘) aux courants alternatifs eux-mêmes. Leur méthode, extrêmement simple, consiste à conserver pour les fonctions harmoniques l’expression première des intégrales, c’est-à-dire la forme d’exponentielles imaginaires (5).
- (’) Comptes rendus, i3 juin 1887, note de la fin.
- (2) Leçons sur l'Optique,
- (5) Cours d’Électricité.
- (4) Journal de Physique, 1890, p. 480.
- (s) Une fonction sinusoïdale étant représentés par un vecteur tournant, les projections de celui-ci sur deux axes rectangulaires peuvent s’écrire p cos Q (t — t) et p sin Q (t — x), ce qui donne, en introduisant les imaginaires,
- p cos D (t— t) + -tsin O (t— t)= p e ^ ^
- valeur qui définit le vecteur à chaque instant.
- Appliquons cela à un exemple, celui d’un circuit inductif et capacitaire.
- L’équation différentielle est
- '4i+ri-
- \f'*>=*
- Si l’on se donne
- iùt
- E— E.c
- i Û (t — -t)
- et qu’on pose
- I =I„ c
- il vient immédiatement
- i Ü {t — t) p . j \ -1
- I0e |R-t( LÛ--)i]=E,e
- c’est-à-dire que la résistance apparente est
- i Q t
- R+(Q-Li)('
- et a pour module
- p=y/R2 + (p.L_-i-y.
- i Q t
- En écrivant
- i 0(1
- E„ e
- Le
- t arc tang— ( QL--- \
- >1* R V Oc)
- _E. „ 7 +
- on voit immédiatement que le décalage est P, L _ _i__
- R RÛ?
- Telle est la méthode ordinaire employée par MM. Cornu, Vaschy, Poincaré, etc., et plusieurs savants étrangers.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- Elle diffère de celle de M. Steinmetz en ce qu’elle contient le temps, ce qui me paraît presque un avantage, car cela permet la dérivation des fonctions. On pourrait, du reste, conserver la même propriété, tout en éliminant le temps, en représentant la valeur fixe que considère M. Steinmetz par l’exponentielle
- ici t pe
- 2 7T
- (où Q = et t = la phase) et en faisant cette convention que les dérivations seront faites par rapport à t. Du reste, en pratique, le temps disparaît de lui-même, parce que les équations contiennent ezat en facteur commun.
- Ce mode de calcul s’applique immédiatement aux variables vectrices que j’ai définies. Mais dans ce qui va suivre, j’emploierai de préférence les constructions géométriques, parce qu’elles permettent de mieux saisir les solutions dans leur ensemble.
- Détermination expérimentale des variables et des constantes vectorielles. — Puisque la théorie vectorielle n’est ni plus ni moins rigoureuse que la théorie des courants alternatifs simples, il est bien inutile de considérer désormais séparément les divers circuits d’un système polyphasé, dans l’hypothèse où ils sont équilibrés II est à la fois plus simple et plus pratique dans ce cas de tout rapporter aux constantes vectorielles.
- Les constantes d’une machine à champ tournant doivent donc être données conformément aux définitions indiquées dans le tableau de la page 520.
- La mesure de la résistance vectrice se déduit
- Q yi
- de celle d’une spire en multipliant par-—.
- Pour déterminerla self-induction on emploiera une méthode généralisée de celle de Joubert et qui sera la suivante : alimenter le circuit polyphasé étudié par ses courants ordinaires; mesurer IVec de ces courants et la chute de tension vectrice Uvec dans l’appareil. On aura, en appelant Pvnc la résistance vectrice,
- 2 TC A =
- T
- R2vce -
- D’une manière générale on pourra calquer purement et simplement toutes les méthodes de mesure appliquées déjà aux courants alternatifs simples.
- La caractéristique d’une machine doit être tracée également en variables vectorielles. L’intensité se déduit de la moyenne de celles qu’on mesure dans les câbles d’amenée du courant. Quant à la force électromotrice ou à la tension aux bornes, on l’obtindra aisément dans le cas des courants triphasés à l’aide de trois voltmètres Cardew, montés en dérivation étoilée avec un point neutre entre eux : le voltage vectoriel sera égal* * à la somme des trois lectures multipliée \/ 2
- par
- Générateurs à courants polyphasés. — La théorie de ces machines se réduit à peu de chose. Soit <1> le flux inducteur tournant (fig. i). 11 induit une force électromotrice vectorielle E„. Supposons la machine fermée sur un circuit de
- Fig-, i.
- F
- JCi AI vec I vec •
- résistance et d’inductance vectorielles R et L. et soit l et rses constantes. Le courant produit I sera décalé en arrière d’un angle y = arc L + l
- tang Q — —, et sera & R-fr
- ________E,________
- l° = S/(R +r), + U* (L+/)»'
- Le flux de réaction d’induit est un flux tournant <f>' = ^4I,m dont le vecteur est parai-
- lèle à I,,. Le flux tournant résultant (2) N donne naissance à la force électromotrice apparente s,..
- Ce graphique ne diffère pas de celui des alternateurs simples; on peut appliquer par conséquent aux génératrice polyphasées les mêmes conclusions que celles développées dans une de mes précédentes études (J) au sujet de la puissance maxima qu’on peut produire à l’aide d’un
- (*) La Lumière Electrique du 3 décembre 1893, p. 464.
- (*) La composition géométrique des flux sera justifiée plus loin.
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- flux inducteur donné <J>. Cette puissance est ici, sous différentes formes :
- P r= s X I = (q n\ ifi x i 4
- h cft „ . „ . li ~~ — _
- =-------Q <I>2 sin y cos y = — Q'I'So-,
- 4 4 K 4
- 3 étant la densité du courant vecteur et a la section du cuivre de l’anneau.
- La puissance maxima réalisable avec un flux inducteur donné serait obtenue en faisant Y = 4.S0, et aurait pour valeur
- P * a <l>2
- 4 4 a
- La section du cuivre correspondante serait
- V — JÎL
- Jmd G 4 n '
- Mais on ne saurait réaliser ce maximum qu’au prix d’une chute de voltage de la machine égale à E (i — \/2), c’est-à-dire à 41 0/0 de la force électromotrice induite, ce qui impliquerait une self-induction beaucoup trop élevée pour permettre un équilibre facile des branches du réseau de distribution. Le poids de cuivre employé devra donc être en général inferieur à celui que donnerait la formule précédente.
- On a vu plus haut (p. 479, en note) que la puissance d’une génératrice, lorsque le décalage est négligeable, (ce qu’on peut admettre aux faibles charges), croît avec le sectionnement de l’induit. On a donc un certain avantage à répartir l’enroulement entre un nombre de phases aussi grand que possible, comme l’a conseillé déjà M. Dolivo Dobrowolsky.
- Couplage en transport de force et couplage en parallèle. — La théorie du transport par machines à champ tournant synchrones et du couplage en parallèle des génératrices ne diffère aussi de celle relative aux alternateurs simples que par un changement d’interprétation des symboles, correspondant à la substitution des quantités vectrices aux quantités habituelles. On peut résoudre complètement tous les problèmes relatifs aux machines synchrones à l’aide des équations et des épures polaires que j’ai indiquées dans un précédent travail (*).
- (9 La Lumière Électrique, t. XLVetXLVI, « Couplage et synchronisation des alternateurs » et Bulletin de la Société internationale des Electriciens, janvier 1893.
- On trouve, par exemple, pour la puissance d’un moteur synchrone ayant pour force électromotrice E2 et travaillant sur un réseau au potentiel E,, par rapport auquel il présente un décalage de phase 0 :
- i\ = Si£21î |es cos ? + E, cos (o - ?)],
- r étant la résistance vectrice intérieure, et en posant :
- Le grand avantage de ces moteurs c’est qu’ils permettent de réaliser à volonté un facteur de puissance égal à l’unité, ce qui n’a pas lieu en général pour les moteurs asynchrones.
- Puissance et couple d'un induit en court circuit tournant dans un champ inducteur constant. — Supposons que nous fermions chaque bobine d’un induit sur elle-même. Alors sur la figure 1,
- tang y = ilj-, par suite, la puissance
- P=i
- 44*
- et le couple
- c= JL „A
- \ 4 4 7t ] r“ -f- iî2 ).s
- Cette expression pourun induit donné dépend à la fois de la vitesse de rotation Q, de la self-induction cyclique 1 et de la résistance r .
- Pour un sectionnement donné de l’induit 1 et r sont constants et. par conséquent la valeur maxima du couple a lieu pour la vitesse Q telle que
- O X = r
- La valeur de ce maximum
- „ _k Si <!>*
- (_>mnx — —---—
- 4 4 71 2
- ne dépend plus que de SR , <1> et k. Pour une même machine, SU et étant constants, on voit que le couple maximum est proportionnel au coefficient/? et croît par conséquent suivant la loi indiquée à propos de ce coefficient (p. 479, en note) lorsque l'on augmente le degré de division de l’induit, c’est-à-dire le nombre de phases q.
- Cette augmentation découplé qui, comme on le voit, est évidente a priori, tient non pas à une variation de la self-induction, puisque celle-ci disparaît de la formule, mais à une variation de la force électromotrice induite.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- Quand le sectionnement est très grand Cm,vx tend vers la limite
- c__ r 51 <t>a
- 4 4 7C 2
- On verra plus loin que cette question ne donne pas la clef de la théorie des moteurs à champ tournant. Celle-ci fera l'objet d’un dernier chapitre.
- André Blondel.
- (A suivre)
- A PROPOS
- DE LA THÉORIE DES MOTEURS
- A FLUX TOURNANT
- Dans mon article portant ce titre j’avais très incidemment mêlé M. Farman à la question des machines à champ tournant pour montrer à quels résultats on s’expose à aboutir quand on néglige des facteurs qui ne sont nullement négligeables ; mais je ne pensais pas susciter ainsi une discussion aussi oiseuse que possible, et j’avoue que je ne comprends pas la portée de la rectification qui a suivi.
- Mais je demande alors à quoi sert l’édification d’une théorie qui s’écarte aussi considérciment de la vérité, quand la théorie du phénomène est faite, aussi générale que possible, et de venir ainsi., traiter des cas particuliers qui ne correspondent à rien de réel, la self-induction ne pouvant jamais être nulle.
- Je ne veux pas dire par là que tous ceux qui ont repris ou reprendront le problème soient condamnés à se tromper et je n’enlève à personne la liberté de dire « un mot de plus ». La meilleure preuve en est que dans l’article en question j’ai cité le plus récent travail qui ait été produit sur ce sujet, et dont je n’ai mis aucunement en doute l’exactitude.
- M. Farman a, paraît-il, négligé la self-induction parce qu’elle n’est pas constante, et qu’il est téméraire de la supposer constante. Il me semble que la supposer nulle, c’est d’abord la supposer constante, puis nulle. Et il n’est pas plus légitime de supposer nulle la self induction que l’induction mutuelle, puisqu’elles sont variables toutes deux avec la perméabilité.
- J’arrive maintenant à la partie critique de la note de M. Farman, sans laquelle je n’aurais pas répondu : la théorie de MM. Hutin et Leblanc est inexacte, les expériences que j’ai faites ne sont pas concluantes.
- La théorie est inexacte, parce que l’expression de la puissance mécanique
- ~di. ~ Zà 1J Ht'
- dont se sont servis les auteurs est fausse, paraît-il.
- M. Farman « ne sait pas pourquoi MM. Hutin et Leblanc se sont bornés au premier terme du développement de
- v d (IJ M)
- Z* dt
- alors que dans l’expression de la force contre-électromotrice ils ont posé
- C’est très simple. Dans l’évaluation de la force contre-électromotrice I et M étant variables, l’expression doit contenir les variations de ces deux grandeurs.
- Dans l’évaluation du travail, I,J,M sont encore variables. L’expression complète de la puissance à chaque instant doit contenir les va-riationsjde ces trois grandeurs, c’est-à-dire trois termes, le premier seul, dans l’intégration pendant une période fournit du travail mécanique, les deux autres ne donnent que le travail transformé en chaleur dans les fils et cela sans qu’il soit besoin que le produit IJ soit constant. Il était donc naturel que dans la recherche du travail mécanique fourni par la machine, MM. Hutin et Leblanc se bornent au premier terme et abandonnent les deux autres pour ne pas avoir à les traîner inutilement dans toutes les formules.
- Pour vérifier ce point, évident pour quiconque sait apprécier le sens des formules, il y
- d I
- a deux moyens : Chercher l’intégrale de I M É— " " d t
- et de J M ^ en prenant pour I, J,M les valeurs
- existant dans la théorie des auteurs ce qui doit conduire aux pertes ohmiques;ou bien chercher le travail électrique fourni à la machine, au moyen des intensités et différences de potentiel instantanées et en retrancher les pertes ohmi-
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- ques, ce qui doit conduire au travail mécanique.
- Je ne m’engagerai pas dans cette voie, telle n'est pas mon intention.
- En ce qui concerne les expériences dont j’ai donné les résultats dans mon article, « elles ne sont pas concluantes, parce que je me suis mis exactement dans les conditions qui ont servi à édifier.la théorie » et qu’il n’y a pas réellement de flux tournant.
- Ici encore, M. Farman n’a pas vu les choses à fond. Dans l’édification de leur théorie, MM. Hutin et Leblanc n’ont eu recours, à aucun moment, à l'hypothèse d’un flux tournant.
- Je n’entends pas dire par là que la théorie partant de l’hypothèse d'un flux tournant soit inexacte; je veux simplement montrer la contradiction entre les faits et les affirmations de M. Farman.
- Les diverses théories faites à propos des machines à champ tournant peuvent se ramener à trois types :
- i° Dans le premier on cherche le flux produit par deux courants sinusoïdaux décalés de 1/4 de période et circulant dans des inducteurs placés rectangulairement. On trouve ainsi que ce flux, constant en valeur, tourne. On suppose alors un anneau tournant à une vitesse différente de celle du flux et l’on cherche les courants produits dans l’induit et leur réaction sur les inducteurs. C’est la théorie exposée parM. Picou dans son appendice aux Machines dynamos électriques. C’est encore celle choisie par M. Mascart dans le récent exposé, fait avec la compétence qu’on lui connaît, sur les moteurs à courants alternatifs et publié dans le bulletin de la Société des électriciens.
- 2" Dans le second, on cherche sans les composer, l’action des flux alternatifs produits par les deux enroulements inducteurs sur l’induit et la réaction de l’induit sur les circuits inducteurs. C'est ce qu’a tenté de faire M. Farman sans y réussir et ce qu’ont fait MM. Boissonnas, qui n’ont rien négligé d’important.
- 3° Enfin dans le troisième on ne considère que des coefficients d’induction mutuelle et de self-induction sans s’occuper du flux.
- C’est la théorie de MM. Hutin et Leblanc, pour laquelle nous avons, c’est permis, manifesté le plus de sympathie.
- Quelles que soient les qualités des unes et des
- autres, elles sont toutes d’accord — quand elles sont faites complètement, s’entend — dans les résultats, et d’accord avec les quelques expériences que nous avons faites.
- Cela prouve surabondamment pour M. Farman, qu’il n’y a pas en réalité de flux tournant et que les expériences en question ne prouvent rien du tout.
- Palm. Bouciikrot.
- CHRONIQUE ET REVUE
- DE LA PRESSE INDUSTRIELLE
- La station centrale municipale de Manchester (*).
- Le 24 septembre dernier, toutes les lampes alimentées jusqu’alors par la distribution provisoire à 2 fils et à 100 volts de Manchester ont été reliées au système à 5 fils et à 400 volts qui vient d’être installé. Dans son état actuel même,
- Fig. 1
- la station n’est pas encore terminée, car on a ménagé un emplacement considérable pour l’installation de nouvelles unités génératrices qui ne tarderont pas à devenir nécessaires dans une ville aussi populeuse que Manchester.
- La station, ainsi que le système de distribution, ont été exécutés d'après les plans du Dp J. Hopkinson, ingénieur conseil de la municipalité. Le principe du système de distribution est indiqué par la figure 1.
- Entre chacun des conducteurs a, b, c, d, e règne la tension de 100 volts, qui est la tension normale aux lampes branchées entre deux fils
- (') D’après The Eleclrician.
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- consécutifs, comme en x et y. Les conducteurs extérieurs a et e ont une section suffisante pour supporter toute la charge à la tension de 400 volts. Les conducteurs intérieurs b, c, d ne constituant que des fils de compensation et n’ayant à supporter que la différence entre les charges des circuits, ont une section beaucoup moindre.
- Des feeders tels que fx et f>, alimentés par de grandes dynamos D à 410 volts, aboutissent au réseau à 5 fils en un certain nombre de points — huit actuellement. Des dynamos compensatrices 1, 2, 3, 4 sont, en outre, reliées directement aux divers circuits. Leur fonction étant d’équilibrer la charge entre les différents circuits et celle-ci étant répartie aussi uniformément que possible, ces dynamos peuvent être de puissance relativement petite.
- La canalisation de Manchester est en partie constituée par des conducteurs nus posés sur isolateurs en porcelaine , dans de spacieuses conduites en béton placées au-dessous des trottoirs. Pour passer au-dessous des chaussées on s’»st servi de câbles isolés tirés dans des conduites en fonte. Les caniveaux en béton présentent une pente légère inclinée vers les regards, où l’eau s’écoule dans des puits en communication avec les égouts. Pour maintenir ces conduites à l’état sec, un courant d’air y est constamment entretenu par un ventilateur installé à la station. Ce ventilateur est, d’ailleurs, amovible, et peut être transporté près des regards des conduites exceptionnellement humides. L’appareil étant actionné électriquement, il suffit poulie faire fonctionner dans la rue de le brancher sur la canalisation.
- Les grandes dynamos qui envoient leur courant par les feeders sont des machines donnant 5go ampères à 410 volts et à 400 tours par minute. Deux d’entre elles sont du type Elwell-Parker, construit par l’Electric Construction Company. On va installer, en outre, des machines Edison-Hopkinson d’égale puissance. La salle des machines est aménagée pour 14 de ces grandes dynamos et pour 6 dynamos compensatrices. Celles-ci sont également du type Elwell-Parker; elles donnent 5po ampères à 102 volts et à 540 tours par minute.
- Les machines de 60 kilowatts ont des pièces polaires amovibles qui permettent d’inspecter facilement l’induit, et au besoin de l’enlever sans déboulonner les paliers.
- Le rendement de ces dynamos a été déterminé à l’aide de la méthode différentielle de M. Hop-kinson. On a trouvé pour les dynamos Mather
- Fig. 2.— Machine à vapeur Ilornsby.
- et Platt un rendement de 95,2 0/0, et pour les dynamos Elwell-Parker une moyenne de 93,70/0, ce dernier nombre étant obtenu sans déduire les pertes dans la courroie de transmission.
- Les six dynamos compensatrices sont action-
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
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- nées par six machines à vapeur verticales com-pound à condensation, construites par MM. R. Hornsby and Sons, et dont la figure 2, empruntée à YEngineer, représente l’aspect extérieur. Ces machines fonctionnent avec de la vapeur à 8 atmosphères et font de 120 à 135 tours par minute. Le cylindre à haute pression a 26,6 cm. de diamètre, le cylindre à basse pression 40cm. la course est de 61 cm., et la vitesse du piston varie de 146 à 165 mètres par minute. Cette variation de la vitesse est nécessaire, parce que la variation de la chute de potentiel sur les feeders est entièrement réglée en agissant sur la vitesse
- de la machine. Cette opération est effectuée par l'action des régulateurs sur l’admission de vapeur.
- Les machines qui actionnent les grandes dynamos sont des machines verticales compound età condensation, de Galloway. A 8 atmosphères de pression, elles développent 400 chevaux indiqués, avec une vitesse de piston de i52 mètres par minute. Les diamètres des cylindres à haute et basse pression sont respectivement de 43,2 et de 86,5 cm., la course des deux pistons de 92 cm. La vitesse de ces machines varie avec la charge; elle est réglée par un régulateur parabolique à
- Fig-, 3. — Disposition des circuits au tableau de distribution.
- grande vitesse de Galloway, disposé de façon que la vitesse de régime peut être changée pendant la marche.
- Les chaudières Lancashire, construites par la maison Galloway, ont 9 mètres de longueur et 2,45 mètres de diamètre. Lorsque la chaufferie sera complète, elle contiendra douze de ces chaudières. Le combustible arrive automatiquement au foyer ; il est déversé dans les trémies par un wagonnet qui roule sur une plate-forme au-dessus de la chaufferie et qui se termine au bord même du canal de Manchester et Rochdale, dont la proximité offre à la station de très grands avantages pour le transport du charbon et pour l’alimentation des condenseurs.
- L’eau d’alimentation des chaudières est empruntée à la distribution de la ville; des réser-
- voirs peuvent en contenir 900 mètres cubes. Les conduites de vapeur principales, de 45 cm. de diamètre intérieur, sont en acier forgé; toute la canalisation de vapeur est en double. Les tuyaux qui amènent l’eau d’alimentation aux chaudières passent au préalable dans des réchauffeurs ou économiseurs Green placés dans les carneaux de la cheminée, ayant 64 mètres de hauteur.
- Dans la partie électrique, le tableau de distribution présente des dispositions nouvelles. Au lieu de faire aboutir toutes les dynamos à une paire de barres omnibus, M. Hopkinson a adopté des dispositions telles qu’un feederquel-conque puisse être relié avec une dynamo quelconque, et que plusieurs feeders puissent être couplés entre eux de diverses manières et reliés avec une ou plusieurs dynamos. On aurait pu
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- espérer voir appliquer dans cette station les | voltmètres compound dus à M. Hopkinson et qui permettent de lire directement le voltage à l’extrémité éloignée des feeders ; mais on a préféré s’en rapporter aux ampèremètres et régler le voltage de chaque machine d'après le courant correspondant.
- Les commutations au tableau sont effectuées à l’aide de la combinaison de plots et de commutateurs bipolaires représentée par la figure 3. On remplace une machine par une autre en manœuvrant le commutateur bipolaire qui envoie momentanément le courant dans une résistance de 3/4 d’ohm, capable de supporter un courant de i5o ampères pendant une minute.
- Le schéma tracé sur la gauche de la figure indique les connexions des dynamos compensatrices; celui de droite est divisé symétrique-
- Fig. 4. — Coupe de la canalisation.
- ment, une partie étant affectée aux fils positifs, l’autre aux fils négatifs des feeders.
- La figure 4 montre en coupe verticale les conduites principales de la canalisation à leur départ de la station, et la disposition des feeders et des fils distributeurs. La rangée de conducteurs supérieure forme le réseau à cinq fils, les autres rangées contiennent les feeders.
- L’un des édifices les plus importants éclairés par cette station centrale est la Manchester Town Hall, qui contient 0600 lampes de 16 bougies. Ces lampes sont réparties très uniformément entre les cinq fils du système. Dès que dans une installation le courant demandé excède 80 ampères, on la branche sur deux circuits; s’il excède 160 ampères, sur trois circuits, et ainsi de suite.
- Le consommateur peut choisir entre deux tarifs différents : ou bien il paye 85 centimes par kilowatt-heure consommé, ou il paye une redevance fixe de 75 francs par trimestre et par kilowatt demandé, plus 21 centimes par kilowattheure consommé. Ce dernier système est pré-
- conisé par M. John Hopkinson. Ce sont des compteurs Ferranti qui enregistrent la consommation.
- Sur les 2 5ooooo francs initialement prévus comme capital à dépenser, une somme de i,75o,ooo francs a été dépensée jusqu’ici. Mais le Conseil municipal de Manchester se propose de consacrer encore 2,ooo,ooode francs à l’extension de la station et de la canalisation.
- A. H.
- Turbo-moteur Edwards (1893) (')•
- Cette turbine à vapeur, dont nous avons exposé le principe à la page 3i de notre numéro du 7 janvier 1893, est remarquable par quelques détails de construction ingénieux, notamment par le dispositif destiné à maintenir automatiquement l'équilibre des pressions exercées par
- Fig. 1. — Turbo-moteur simple Edwards. Coupe diamétrale verticale.
- la vapeur sur les faces opposées du disque tournant 3o.
- Ce dispositif consiste essentiellement en une bague 40, un peu moins large que le disque moteur 3o, fixée sur ce disque, et percée de ca-
- (') Turbines à vapeur décrites dans mes précédents articles : Dumoulin, 3 avril 1886, p. 14; Dow, 10 juin 1898, 479; Edwards, 7 janvier 1893, 3i ; Laval, 18 février i8q3, 3at ; Morton, 2 juillet 1892, 3o; Parsons, 10 octobre 1891, 83; 7 mai, 9 juillet 1892; 23 septembre 1893, 280, 76, 578; Seger. 7 octobre >893, 3i.
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- naux 5o, 55 (fig. 2 et 3). La vapeur, admise par 10, ii, 12 et les trous 19, 20 du plateau fixe 14, à l’orifice annulaire 19, passe, par le jeu 53 et les canaux 55, à la première gorge rf du plateau 14, et, par 42 et 5o, à celle du plateau i5. Il en
- JO *
- Fig. 2 et 3. — Détail de l’admission et de l’équilibrage.
- résulte que, si le jeu s’accroît, par un léger déplacement du disque tournant 3o, par exemple, entre ce disque et le plateau fixe 14, il passsera plus de vapeur par les voies 40-50 que par 53-55, de sorte que la pression de la vapeur, devenant
- Fig. 4. — Turbine multiple.
- plus grande entre 3o et i5 qu’entre 3o et 14, repoussera 3o vers 14, jusqu’à ce que l’équilibre des pressions se rétablisse sur les deux taces du disque 3o.
- La turbine multiple représentée par les figures 4 à 7 a ses plateaux fixes 14 et i5 pourvus d’une série de nervures circulaires 23,entre lesquelles tournent les nervures correspondantes 38 du disque moteur 3o (fig. 7). Ces anneaux ou nervures sont pourvus des cannelures et aubes
- nécessaires à la réaction de la vapeur. (Lest ainsi que les anneaux 38 du disque portent (lig. 5 et 6) une série de gorges a', tr2... avec nervures, les unes continues b', b2..., et les autres c, c', c2... divisées en segments ou aubes par les entailles inclinées ci; les anneaux 23 portent de même (fig. 5) une série de gorges e', e2... séparées par des nervures, les unes continues/,/'...,
- les autres g, g'... segmentées en /;, /r,_, d’après
- les principes indiqués à la page 3i de notre numéro du 7 janvier 1893. Les nervures continues b, b'., du disque correspondent aux nervures segmentées g, g'... des plateaux, et vice versa. La vapeur, admise de 10 en 21, parcourt successivement et en zig-zag les contours des anneaux, en réagissant sur leurs aubes, de manière à y
- Fig. 5 à 7. — Détail d’un anneau et du disque tournant (fig- 4)-
- multiplier son action et sa détente continue jusqu’à l’échappement. On obtiendrait ainsi une turbine évidemment très énergique, mais d’une construction et d’un entretien peut-être difficiles, en raison du très faible jeu que l’on peut tolérer entre les anneaux, dont l’équilibrage et le centrage doivent être absolument parfaits.
- La figure 8 représente l’application d’une turbine Edwards à l’actionnement direct d’une dynamo G, et pourvue d’un régulateur électri-trique coupant automatiquement la vapeur dès que la tension augmente dans le circuit de la dynamo.
- A cet effet, le robinet 52, qui amène la vapeur de 5q à l’admission 11 de la turbine porte (fig. 9 et 10) une armature 62, mobile, sous l’antagonisme du ressort 63, entre les pôles des électros 70, 71 dont le circuit 79 (fig. n) se ferme dès que le potentiel dépasse, dans le circuit des
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- lampes L, sa valeur normale. Cette fermeture s’opère au moyen de l’électro-aimant 80, divisé sur le circuit L, et dont l’armature 83, dès que le potentiel augmente, pivote, malgré les ressorts 25, de manière à repousser, par le ressort
- 47, le bras gi sur le contact 90, et à fermer ainsi, par 90-91, le circuit des électros 70, 71.
- La boîte 5o du robinet 52, où pénètrent les pôles, 65 doit être en bronze, et le boisseau du robinet est percé de trous 57 qui laissent la va-
- S3
- k '•il
- Fig-. 8 à 11. — Turbine Edwards à régulateur électrique.
- peur pénétrer dans cette boîte, de manière que les pressions de la vapeur s’équilibrent sur le boisseau, qui peut alors fonctionner sans garnitures avec un très faible frottement. La tension du ressort 63 se règle par la vis 64 qui sert de pivot-guide élastique [au boisseau. Les électros 70, 71, ventilés par des appels d’air 73, ont leur sole de bronze 76 séparée de sa semelle en fer 75 par des cartons d’amiante qui en empêchent réchauffement.
- G. R.
- Électrolyseur Craney (1893).
- Cet appareil est analogue en principe à celui décrit à la page 378 de notre numéro du 26 août 1893. L’anode, particulièrement durable, est constituée par un tube de poterie C, renfermant du charbon pilé, luté en U dans le couvercle de son compartiment A, et plongé dans une couche de charbon J, à grains plus gros à la partie supérieure, comme en figure 3, pour en augmenter la conductibilité. L’anode se trouve
- ainsi très peu exposée à l’attaque des gaz, particulièrement du chlore.
- Fig. 1 a 3. — Electrolyseur Craney.
- La cathode est formée d’une bande métallique repliée G,.également lutée dans son com-
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- b d 1
- partiment A', qui est relié à celui de l’anode par un tube-syphon D bourré d’amiante formant communication capillaire.
- On verse dans le compartiment anode A, par E (fig. 2) le liquide à électrolyser : du chlorure de sodium, par exemple, jusqu’au niveau du trop-plein F, puis dans le compartiment cathode G, une dissolution très faible.
- La dissolution épuisée s’écoule par le trop-plein F de A, et le produit de l’électrolyse par celui de A'. Les gaz se recueillent facilement en E ou en F, et le procédé peut marcher d’une façon continue, en renouvelant les liquides par les orifices E.
- Le charbon de l’anode doit être du charbon de cornue pulvérisé, tassé suffisamment pour constituer un bloc homogène, et le tube C peut être percé à sa partie supérieure de quelques trous c, pour assurer le dégagement du peu de gaz qui pourrait s’y former.
- G. R.
- Compensateur d’effets d’hystérésis.
- Sous ce titre La Lumière Électrique a publié dans son numéro du 17 juin dernier un article sur les dispositifs employés par M. Abdank-
- Fig. ;.
- Abakanowicz pour annuler ou diminuer les effets de l’aimantation rémanente.
- A propos de cet article M. Vignoles vient de décrire dans YEleclrician, de Londres, le procédé employé il y a quelques années déjà par M. Evershed.
- A côté du noyau en fer 1 d’un électro-aimant (fig. 1), on place un noyau d’acier C. Lorsqu’on aimante ce système, le ilux de chaque noyau varie selon sa propre courbe d hystérésis, et comme une partie de chaque flux trouve un chemin de retour par l’autre noyau, les effets extérieurs sont dus à la différence des deux Hux.
- M. Evershed a surtout cherché à éliminer l’effet de l’aimantation rémanente proprement dite. On conçoit qu’en proportionnant convena-
- blement les pièces de fer et d’acier on puisse s’arranger de façon qu’en coupant le courant l’aimantation rémanente du fer I soit exactement compensée par celle de l’acier C.
- Dans son avant-dernier numéro l’Eleclrician publie un article de M. Abank-Abakanowicz dans lequel cet auteur, après avoir indiqué que
- son étude sur la compensation de l’hystérésis a été faite en collaboration avec M. Meylan, explique comme suit l’action de ses dispositifs.
- Il donne tout d’abord une figure représentant deux électro-aimants agissant sur un circuit mobile; comme la figure 1 de l’article publié par
- Fig, 3
- La Lumière Electrique représente en principe le même appareil, nous nous contenterons de la reproduire ici (fig. 2). Les noyaux N, N] sont en fer, les noyaux N2 N2 en acier; ces deux paires d’électros sont aimantées de façon à produire des flux de sens contraires, comme l’indiquent les flèches.
- Si le noyau de fer exerce des forces qui, en
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- fonction du courant, peuvent être représentées par la boucle d’hystérésis k (fig. 3) et si l’acier subit simultanément une aimantation dont les effets sont représentés par la boucle inférieure m, la force résultante, égale à la différence des deux premières, sera sensiblement représentée par une courbe unique qui ne formera pas de boucle, ou tout au moins une boucle très étroite. De plus, comme les concavités et les convexités des deux courbes d’hystérésis présentent des caractères semblables, leur différence se rapproche d’une droite.
- En résumé, il s’agit de produire avec deux métaux magnétiques de propriétés hystérétiques différentes deux flux dont la différence, pour un même courant magnétisant, soit la même que l’on aille en augmentant ou en diminuant l’aimantation.
- Dans le dispositif Evershed la valeur des flux peut se régler en agissant sur la section des barreaux; dans le système Abdank et Meylan, on peut agir à la fois sur la section des noyaux et sur les ampères-tours.
- A. H-
- Oscillateur électrique Tesla.
- Au Congrès international des électriciens, à Chicago, M. Tesla a présenté les résultats auxquels il est arrivé en cherchant à construire un appareil qui pût donner économiquement les oscillations électriques de grande fréquence que ses belles expériences ont mis en usage. L’auteur a voulu éviter l’emploi du mouvement rotatoire; il se sert d’un piston qui fait osciller une bobine dans un champ magnétique.
- On conçoit les difficultés qui se présentent lorsqu’on cherche à réaliser un mouvement oscillatoire rapide. M. Tesla s’est inspiré des conditions qui permettent d’obtenir des oscillations électriques à l’aide de la bouteille de Leyde. Ces phénomènes se produisent, comme on sait, lorsque le circuit tend à absorber l’électricité plus vite que la bouteille de Leyde ne peut la fournir.
- En procédant par analogie, M. Tesla fait arriver de l’air comprimé dans un piston, mais à travers une ouverture calculée de façon que la quantité d’air fournie par unité de temps ne puisse maintenir une pression constante; celle-ci diminue brusquement, lorsque le piston, étant repoussé, dépasse la position d’équilibre.
- L’Electrical Engineer, de New-York, décrit une des dispositions adoptées par M. Tesla pour obtenir les oscillations mécaniques, soit à l’aide de l’air comprimé, soit à l’aide de la vapeur.
- Un piston P (fig. i) est ajusté dans un cylindre C présentant deux ouvertures O O pour l’échappement de la vapeur, et une troisième I pour l’admission. Le piston est pourvu de deux fentes S S' écartées l’une de l’autre d’une distance soigneusement calculée, et communiquant entre elles par deux tubes TT. Le piston est monté sur une tige pénétrant dans le cylindre par deux boîtes à étoupes et jouant dans deux glissières B B. Une double enveloppe J sert à étouffer le bruit produit par l’oscillateur.
- Le tout se trouve à l’intérieur d’un double électro-aimant M M construit en tôles de fer
- Fig. 1. — Oscillateur électrique Tesla.
- doux. Deux bobines plates H H fixées sur la tige vont et viennent avec les mouvements du piston dans le champ magnétique très intense des entrefers étroits ménagés entre les pôles.
- Ce système fonctionne ainsi : la vapeur étant admise par l’ouverture I, il suffit de frapper un léger coup, sur l’extrémité de la tige A pour mettre le piston en mouvement. Supposons qu’il soit poussé à gauche; la vapeur pénètre alors à travers la fente S' et le tube T dans la chambre de gauche. La pression du fluide fait donc revenir le piston à droite; mais avant qu’il arrive à fin de course, la communication de la vapeur avec la chambre de gauche est fermée, et la vapeur qui y restait s’échappe par l’ouverture O de gauche. Le retour du piston de droite à gauche s’opère dans des conditions analogues; cette oscillation est continue et les vibrations peuvent
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- être réglées depuis une amplitude de i/3 de millimètre seulement jusqu’à i centimètre. Il est intéressant de voir une lampe à incandescence alimentée par cet appareil lorsqu’il produit une vibration à peine visible.
- Pour rendre la période de ces oscillations mécaniques aussi constante que possible, M. Tesla utilise de l’air comprimé formant ressort; mais il se sert également de la réaction exercée par la partie électromagnétique de l’appareil. A la bobine il associe un condensateur dont la capacité est avec la self-induction de la bobine dans une relation telle que la période naturelle du circuit soit égale à la période moyenne que doivent avoir les oscillations du piston. Lorsque la partie mécanique tend à s’écarter de cette période, la partie électrique tend à l’y ramener.
- Étant donné que les parties mobiles de cet appareil sont très légères et que le frottement peut être réduit à un minimum par l’utilisation directe de la force expansive de la vapeur, comme le fait M. Tesla, il est peut-être réservé un avenir industriel à ce système. En tout cas,
- on suivra avec intérêt les perfectionnements que l’auteur se propose d’y apporter.
- REVUE DES TRAVAUX
- RÉCENTS EN ÉLECTRICITÉ
- Sur l’allongement produit dans le fer doux par l’aimantation, par Sidney J. Lochner (').
- Les résultats des récentes expériences de M. Alphonse Berget (2) semblaient en contradiction avec ceux obtenus par M. Shelford Bid-well. M. Lochner s’est proposé de confirmer l’une ou l’autre de ces séries d’expériences, mais croit avoir vérifié par les expériences ci-dessous décrites les résultats expérimentaux des deux premiers auteurs.
- L’instrument employé est en principe un ré-fractomètre à interférences de Michelson. Il se compose (fig. i) de deux miroirs?»et ce dernier fixé à l’extrémité libre de la barre B ; et
- 0T
- de deux lames parallèles de verre P et P', dont la dernière est légèrement argentée sur la face éloignée de la source de lumière L.
- Le solénoïde S contient 2100 spires de fil de cuivre de 1,4 mm. de diamètre enroulé en 7 cou-
- ches sur un cylindre de 70 cm. de longeur et 1,9 cm. de diamètre extérieur. L’extrémité fixe de la barre B est vissée en 1). L’extrémité libre porte le chariot E qui sert de support au miroir m'. Ce chariot représenté en coupe par la
- 1.
- figure 2 repose légèrement sur les supports F et F'. Ceux-ci, de forme arrondie, donnent lieu
- Courant en arrt/i ères
- Fig. 3
- au moins de frottement possible; leur but est d’empêcher des déplacements latéraux du mi-
- C) Pliilosuphical Magazine, déc. iSq3, p 49S.
- (-) Comptes rendus, 7 novembre 1892. — La Lumière Electrique, t. XLVI, p. 495.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- roir et en même temps d’amortir les vibrations qui se produiraient avec une tige aussi longue et qui altéreraient la netteté des franges.
- Un télescope T permet d’observer les déplacements des franges dus aux mouvements du miroir m'. Quand l’extrémité libre de la barre avance d’une longueur d’onde on observe un déplacement de deux franges passant devant le réticule; il est donc facile, connaissant la longueur d’onde de la lumière employée, d'en déduire très exactement la variation de longueur de la barre.
- C’est d’une méthode analogue que s’était servi M. Alphonse Berget.
- On peut évaluer facilement un dixième de
- frange, soit environ —ï— de millimètre.
- 40 000
- La dilatation due à réchauffement de la bo-
- Courant
- Fig. 4
- bine se produisant lentement, tandis que la dilatation magnétique est rapide, ces deux effets sonts faciles à différencier. Un léger décentrage de la barre à l’intérieur de la bobine n’introduit pas d’erreur sensible.
- Six barres différentes ont été employées dans ces expériences. Elles sont désignées par les numéros I à VI et présentent les longueurs et diamètres suivants :
- Numéros Longueur Diamètre
- 1 h 70 cm. 70 » 0,952 cm. t 1,03a » externe ( 0,714 » interne
- m 70 » 0.635 »
- IV 43,5 » o,635 »
- V 19,5 » 0,635 » 0,752 »
- VI 70 »
- A l’exception de II, toutes ces barres sont en fer de Suède non recuit. Le numéro II est constitué par un morceau de tuyau à gaz ordinaire
- en fer forgé. La barre III a été raccourcie et a fourni les barres IV et V. De la barre I, on a fait la barre VI en diminuant le diamètre au tour. Aux barres courtes, on a soudé des tiges de laiton, qui n’avaient aucune influence sur l’allongement.
- L’unique difficulté rencontrée au cours des observations est due aux effets de l’hystérésis. Avec une même intensité de champ magnétique, on peut produire des dilatations différentes selon la manière dont le courant a été amené à sa valeur, soit qu’il ait été augmenté graduellement ou brusquement, soit que son intensité soit allée en augmentant ou en diminuant.
- M. A. M. Mayer avait d’ailleurs observé déjà que la première fermeture du circuit ne donne pas le même allongement que les suivantes.
- Le tableau ci-dessous montre ces particularités. La colonne I donne le nombre de franges déplacées, la colonne II donne le courant produisant ce déplacement lorsqu’on l'amène brusquement à son intensité, la colonne III lorsque le courant est augmenté graduellement, et la colonne IV lorsqu’il est graduellement diminué. Les nombres sont relatifs à la barre I, les intensités sont exprimées en ampères.
- Nombre Intensités de courant
- de franges I
- 11 III IV
- I 0,22 0,22
- 2 0,27 0,27 —
- 3 0,33 0,37 o,3o —
- 4 o,33 —
- 5 0,46 o,3C 0,18
- 6 0,49 o,44 0,22
- 7 0,56 o,5i 0,25
- 8 0,66 0,84 0,57 o,3o
- 9 0,75 0,40
- 10 i,i7 1,84 1,02 o,55 0,67
- 10,3 1,72
- 11,0 ' I ,00
- Les nombres des colonnes I, III et IV ont permis de tracer la courbe de la figure 3.
- L’auteur fait remarquer la particularité suivante, qu’il a observée avec toutes les barres. Lorsqu’on augmente le courant graduellement à partir d'une intensité nulle, on atteint à un certain point un allongement maximum, au-delà duquel en augmentant encore le courant on diminue l’allongement. Mais si, à partir de ce
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- maximum on diminue le courant, l’allongement peut encore augmenter.
- Dans le cas du fer doux, cette augmentation peut atteindre de o,o5 à 0,20 fois l’allongement total.
- Les tableaux qui indiquent les résultats obtenus par l’auteur avec les différentes barres donnent lieu aux observations suivantes.
- M. Bidwell trouve que l’allongement des barres est inversement proportionnel à la racine carrée du diamètre. M. Lochner est arrivé à des résultats entièrement opposés, c’est-à-dire que de plus gros barreaux s’allongeraient moins que de plus minces, pour une même longueur. Gomme il est difficile d’amincir une des barres sans en modifier peut-être la structure interne, l’auteur a préféré faire varier le rapport entre le diamètre et la longueur, non en diminuant le diamètre, mais en changeant la longueur.
- Le tableau suivant montre que l’allongement varie comme une certaine fonction de ce rapport, peut-être la racine carrée. Il faut d’ailleurs remarquer que la nature du fer employé par les divers observateurs peuvent donner lieu à des variations atteignant jusqu’à 25 o/o.
- Dia- mètre on mm. Longueur en min. Rapport du diamètre ii la longueur Allongement relatif Observateur Inten- sité de cliuinp
- 12,7 1526,5 o,oo83 0,000 001 9 Mayer
- 9,5 914.4 0,0104 0,000 002 s Joule
- 7,9 700,0 0,01i3 0,000 oo3 8 Lochner 60
- 3, i5 100,0 o,o3i5 0,000 004 2 Bidwell 59
- 19,5 52,0 o,375o 0,000 010 8 Berget 540
- 6,35 700,0 0,0090 0,000 oo3 1 Lochner 56
- 6,35 435,0 0,0146 0,000 004 2 — 66
- 6,35 195,0 o,o326 0,000 004 5 119
- D’autres expériences encore indiquent que l’allongement varie avec l’intensité d’aimantation.
- En résumé, les expériences de M. Lochner ont donné les résultats suivants :
- 1. Elles confirment la forme générale des courbes de M. Shelford Bidwell.
- 2. Elles indiquent que l’allongement est une fonction du rapport du diamètre à la longueur, et qu’il varie directement à peu près comme le carré de ce rapport.
- 3. Elles indiquent aussi que l’allongement varie en raison directe de la perméabilité.
- 4. Que l’intensité de courant nécessaire pour produire l’allongement maximum dépend du rapport du diamètre à la longueur.
- 5. Qu’il existe deux maxima, l’un produit en augmentant le courant, l’autre en le diminuant.
- 6. Elles confirment aussi les observations de M. A.-M. Mayer relatives à l’action différente des contacts successifs.
- La figure 4 donne les courbes d’allongement des trois barres qui ont présenté les plus grandes différences.
- Les courbes de M. Bidwell sont analogues à celles produites par les barres I et II, tandis que la courbe de M. Berget est plus rapprochée de celle obtenue avec la barre V.
- A. H.
- Transformateur « hérisson » et condensateurs, par MM. F. Bedell, K..-B. Miller et G.-F. Wagner (')•
- Essais sur le transformateur seul.
- Le ti'ansformateur employé est un transformateur « hérisson » de 60 lampes construit sur le type des anciennes bobines d’induction. Une mince pièce de bronze dont la section est une croix à branches égales est dirigée suivant l’axe de la bobine et lui sert de support. Les quatre angles de la croix sont remplis par des fils de fer disposés suivant sa longueur de façon à former une bobine cylindrique. Ces fils sont beaucoup plus longs que la croix et sont séparés les uns des autres à leurs deux extrémités de manière à former un circuit magnétique partiel pour per* mettre le retour du flux de force magnétique.
- La moitié des spires secondaires sont d’abord bobinées sur le noyau; on bobine ensuite le primaire tout entier puis la seconde moitié du secondaire. Le circuit primaire comprend 1426 spires d’un fil de 1,8 millimètre de diamètre, disposées en 12 couches. Sa résistance est de 2,75 ohms et son poids d’environ i3 kilog. Le circuit secondaire consiste en 73 tours d’un câble de 19 torons de 1,47 millimètre de diamètre et formant également deux couches.
- Sa résistance est de 0,0149 ohm et son poids d’environ 6 kilog.
- Ce transformateur a été calculé pour une tension de 1000 volts aux bornes primaires avec
- (') La Lumière Electrique du 9 décembre, p. 486.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- une fréquence de i3o périodes par seconde. Il était alimenté par un alternateur Westinghouse à i33 périodes. Le potentiel était maintenu constant à 1154 volts en faisant varier l’excitation de l’armature.
- La disposition des appareils est représentée sur la figure 5. La force électromotrice primaire était mesurée par la chute de potentiel dans une partie d’une résistance non inductive Rx formée d’une série de 5o lampes à incandescence disposées entre les deux conducteurs, comme le montre la figure. La force électromotrice secondaire était de même obtenue par la mesure de la
- Fig. 5. — Dispositif des essais.
- différence de potentiel aux bornes d’une des lampes d’une série de trois lampes R2 placée en dérivation aux bornes du circuit secondaire. Le nombre des lampes était calculé ainsi de façon à ce que la différence de potentiel à mesurer ne sortît pas des limites de l’échelle du voltmètre. Ces lampes étaient calibrées avec soin pour des courants continus différents, de façon à pouvoir construire les courbes du courant traversant la lampe en fonction du voltage.
- Il est évident que la présence de ces lampes diminuait la force électromotrice primaire, aussi une'correction permettait d’en tenir compte en déduisant des valeurs instantanées de la différence de potentiel totale de la ligne les valeurs instantanées de la perte de tension dans les
- lampes R3 de façon à obtenir la véritable différence de potentiel agissant sur le primaire.
- Les fils réunissaient les extrémités des diverses résistances entre lesquelles on avait à prendre les différences de potentiel à un tableau formé d'un système de godets permettant d’établir les connexions nécessaires pour relier ces différentes résistances au voltmètre.
- Au lieu d’obtenir chaque courbe indépendamment, on faisait pour chaque position de l’appareil de contact par rapport à l’armature, toutes les lectures nécessaires pour chacune des courbes à obtenir.
- Cette méthode laisse subsister les déplacements relatifs des courbes entre elles.
- La charge du circuit secondaire consistait en l’alimentation de soixante lampes à incandes-
- Fig. 6. — Transformateur sans charge. E, tension primaire, E2 tension secondaire, I, courant primaire.
- cence de 5o volts disposées sur charpente de façon à ce que les lampes pussent être facilement mises en circuit ou enlevées. On avait tout d’abord voulu mesurer le courant secondaire par le calibrage préalable de ses lampes, mais on reconnut, après les expériences faites, que la résistance des lampes était considérablement augmentée; c’est pourquoi cette méthode fut abandonnée.
- Lecourant secondaire fut finalement déterminé en construisant un triangle rectangle dont l’hy-pothénuse était égale au courant primaire correspondant à la charge donnée, et l’un des côtés égal à ce même courant lorsque le transformateur est sans charge. Le troisième côté multiplié par le rapport de transformation donne la valeur du courant secondaire.
- Pour avoir l’intensité efficace du courant primaire, on traçait une première courbe avec les valeurs instantanées de la différence de poten-
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 53y
- tiel aux bornes de la résistance R3 comme ordonnées, puis une seconde ayant pour ordonnées les carrés des ordonnées correspondantes de la première. L’ordonnée moyenne de cette dernière courbe était obtenue par planimétration. Sa racine carrée représente la racine carrée de la moyenne des carrés des valeurs instantanées de la différence de potentiel aux bornes de R3 ; en la divisant par la résistance correspondante des lampes donnée par la courbe de calibrage on obtenait enfin l’intensité efficace. Ce procédé est très laborieux comme calcul et demande beaucoup de soins.
- La valeur efficace de la différence de potentiel du circuit secondaire était obtenue directement par la lecture au voltmètre multicellulaire.
- Cinq essais différents furent faits, d’abord avec le circuit secondaire ouvert, puis avec les
- à circuit magnétique ouvert, l'effet de ce composant du courant primaire total étant plus marqué même à pleine charge.
- La force électromotrice du circuit secondaire sans charge est presque en opposition de phase avec celle du circuit primaire. Lorsque la charge augmente, on constate un faible mais distinct
- Eig. 8. — Watts primaires 2096; watts secondaires 2025.
- accroissement de ce retard, dû à l’augmentation des pertes magnétiques.
- La puissance fournie au transformateur était obtenue en effectuant les produits des valeurs instantanées correspondantes de la différence de potentiel primaire et du courant.
- Les produits ainsi obtenus sont portés avec leur signe en ordonnées, de façon à obtenir la
- Fig. 7. — Watts primaires 1157; watts secondaires 110G.
- charges de 15, 3o, 45 et 60 lampes à incandescence de 5o lampes. Dans le dernier cas le transformateur était plus qu’à pleine charge en tant que la force électromotrice primaire était d’environ i5 0/0 plus forte que celle pour laquelle le transformateur avait été calculé.
- Les résultats obtenus dans ces cinq cas sont représentés par les figures 6, 7, 8, g et ro.
- Lorsqu’il n’y a pas de charge, le retard du courant primaire sur la force électromotrice primaire est presque de 900, c'est-à-dire est beaucoup plus grand que celui constaté dans les expériences semblables faites sur des transformateurs à circuit magnétique fermé. Ce déèa-lage diminue rapidement lorsque la charge augmente, comme le montrent les courbes, mais il est toujours plus grand, à charges égales, que pour les transformateurs à circuit magnétique fermé. Ceci est une conséquence de la grandeur du courant d’excitation dans les transformateurs
- Fig. 9. — Watts primaires 2840; watts secondaires 2740.
- courbe des puissances primaires montrées par les figures 11 et 12. Les aires embrassées par ces courbes et l’axe du temps sont planimétrées, leurs sommes algébriques sont faites et l’ordonnée moyenne est obtenue facilement.
- Bien que le transformateur ne soit pas chargé, le courant primaire est assez grand ; néanmoins,
- 7T
- par suite du décalage d’environ - entre la ten-
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- sion et le courant primaire l’énergie dépensée est assez faible. Elle est de 39,6 watts. Les pertes dans le cuivre ri2 étant de 2,58 watts, il reste 37,02 watts pour les pertes dans le fer, hystérésis et courants de Foucault.
- Si nous admettons que les pertes dans le fer varient comme la puissance 1,6 de la différence
- de potentiel, les pertes pour le transformateur fonctionnant sur une tension de 1000 volts seront de :
- IOOO1'8 „
- —=-r— X 37,02 = 29,4 watts. 1i54> a
- Dans tout transformateur, si la tension pri-
- Fig. 11. — Puissances primaires : I, sans charge, II, avec une charge de i5 lampes dans le secondaire, III avec 3o lampes.
- maire est une sinusoïde, il devrait en être de même du courant s’il n’y avait pas d’hystérésis ni de courants de Foucault. La courbe du courant dans le cas où le transformateur hérisson n/est pas chargé ne diffère pas sensiblement d’une sinusoïde décalée de 90° sur la différence de potentiel primaire, tandis qu’au contraire, dans un transformateur à circuit magnétique alimenté par le même alternateur, la courbe périodique du courant primaire diffère complète-
- ment d’une sinusoïde et est beaucoup moins décalée sur la tension primaire.
- La forme et la position de la courbe du courant primaire dans un transformateur à circuit magnétique ouvert montre donc que les pertes par hystérésis et courants parasites sont très faibles comparées à celles des transformateurs à circuit magnétique fermé.
- Fig. 12. — Puissances primaires : IV, avec 45 lampes, V, avec 60 lampes.
- Le rendement du transformateur a été obtenu par le quotient des puissances secondaire et primaire. Nous avons vu comment on obtenait la puissance primaire en déduisant de cette puissance les pertes dans le cuivre du courant primaire, du secondaire et les pertes dues au fer.
- La courbe du rendement est représentée sur
- Fig. i3. — A, tension secondaire en fonction de la puissance.
- la figure 13 ; on voit qu’elle augmente très rapidement avec la charge et atteint go 0/0 au huitième de la pleine charge. A partir du quart de la pleine charge il est sensiblement constant et égal à 96,60/0, il diminue ensuite très peu dès que la pleine charge est dépassée.
- Le rendement journalier, calculé sur une base de cinq heures à pleine charge, est de 91»8 °/°-
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- La régulation du potentiel est montrée sur la figure i3 par la courbe représentant la différence de potentiel aux bornes du secondaire en fonction de la charge. Il y a une chute d’environ 2,5 volts entre le circuit ouvert et la pleine charge; cette courbe correspond à une tension primaire de 1000 volts.
- Le courant primaire est également représenté en fonction de la charge. Même sans charge il est très grand, bien que représentant une très petite énergie dépensée. On voit clairement que le désavantage d’un tel courant est d’augmenter les pertes dans la ligne et dans le circuit primaire.
- Si le courant dans les lignes peut être réduit, une des principales objections à l’emploi des transformateurs à circuit magnétique ouvert est éliminée.
- Ceci peut être obtenu par l’emploi de condensateurs.
- F. G.
- (A suivre).
- NÉCROLOGIE
- TYNDALL
- Nous avons le regret d’apprendre à nos lecteurs la mort du professeur Tyndall, un des hommes qui ont le plus popularisé les méthodes et les découvertes de l’électricité moderne et notamment les principes de Faraday, dont il fut le successeur à laRoyal Institution. John Tyndall est mort le 4 décembre dans sa maison de campagne de Hind Head, au milieu des pittoresques collines du comté de Surrey.
- La mort de Tyndall paraît due, ainsi qu’une enquête l’a démontré, à l’ingestion d’une quantité trop grande de chloral, narcotique auquel il avait habituellement recours pour combattre les insomnies auxquelles il était sujet depuis son retour des Alpes.
- Le professeur Tyndall est né le 21 août 1820, en Irlande, dans le village de Leighlin-Bridge, près de Carlow, où son père vivait dans une position tout à fait précaire, quoiqu’il descendît d’un des héros du protestantisme anglais. Le père de
- Tyndall n'avait pu faire aucun sacrifice pour l’éducation de son fils. Le jeune John n’avait suivi d’autre cours que ceux de l’école primaire, mais son aptitude pour les mathématiques était telle qu’il put se faire accepter dans le service de la carte de l’État-major, et c’est eh qualité d’attaché à cette grande opération qu’il quitta l’Irlande pour passer en Angleterre. Toutefois il était si mal payé qu’il ne parvint jamais à gagner plus d’une livre sterling par semaine.
- En conséquence il donna sa démission et s’engagea comme mécanicien dans les chemins de fer du nord de l’Angleterre. Ce n’est qu’en 1847, à l’âge de 27 ans, qu’il put commencer à suivre la carrière du professorat, pour laquelle il avait une si admirable aptitude. Il débuta modestement à Queenswood College, dansleHamp-shire. C’était un établissement fondé par Robert Owen, un des chefs du socialisme anglais, et dans lequel l’enseignement élémentaire était combiné avec l’étude des principes scientifiques nécessaires à l’éducation des ingénieurs.
- Dans cet établissement il se lia avec le D1' Frankland, qui y enseignait la chimie. Là les deux amis économisèrent l’argent nécessaire pour aller compléter leur éducation dans les universités allemandes tout en y enseignant la langue anglaise.
- Ils allèrent d’abord à Marbourg, dans la Ilesse-Cassel, poursuivre les leçons de Bunsen, l’inventeur de la pile, qui faisait un cours d’électrochimie. En ce même moment Knoblauch faisait un cours de chaleur rayonnante qui exerça une influence prépondérante sur les idées de Tyndall. En outre, c’est Knoblauch qui suggéra à Tyndall l’idée de s’occuper de diamagnétisme. De Marbourg, Tyndall passa dans le laboratoire de Magnus, où il apprit à manier tous les instruments de mesures électriques et magnétiques déjà en usage, tels que les boussoles des tangentes, des sinus et les électrodynamomètres.
- En 1851, Tyndall retourna en Angleterre et fut reçu avec affection par Faraday à la Royal Institution. En i853, il y devint professeur de philosophie naturelle.
- Tyndall était doué d’une santé vigoureuse, d’une haute stature, d’une véritable élégance, et il aimait passionément tous les exercices du corps. Son génie s’était complu à étudier les théories les plus arbitraires de la Physique et de la Philosophie allemande. Il excellait à don-
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- ner aux idées vagues une forme nette et précise. Dans ses démonstrations comme dans ses expériences il était séduisant presque irrésistible.
- Contrairement à la plupart de ses concitoyens, il ne se préoccupait nullement de la question religieuse; ses opinions étaient purement philosophiques.
- Ses ouvrages furent beaucoup traduits en Allemagne, mais très peu en France. Les quelques publications qui eurent cet honneur le durent à l'abbé Moigno et font partie des « Actualités scientifiques » publiées chez Gauthier-Villars.
- Tyndall était aussi populaire en Amérique qu’en Angleterre. Il exécuta en 1872 une tournée scientifique, dans laquelle il donna six « lectures » qui lui furent payées y5 000 francs. Ses succès ont été comparables à ceux de Dickens. Cependant il ne voulut pas bénéficier de cet afgent. Après avoir prélevé ses dépenses, qui montaient à environ un tiers de la somme, il abandonna le reste à des Universités américaines.
- On doit citer parmi ses amis intimes Huxley, Darwin et lord Kelvin.
- En 1876 il épousa la fille de lord Ilamilton, et à l'occasion de son mariage ses amis de la Société Royale lui offrirent une bourse de 3oo livres sterling, recueillie à l’aide d’une souscription à une guinée par tête.
- Comme électricien, Tyndall a surtout rendu des services au sujet de questions spéciales, telles que celle du Diamagnétisme, auquel il a consacré tout un volume. La plupart de ses mémoires originaux ont été recueillis sous le titre de Notes sur VElectricité.
- II a en outre publié un volume sur Faraday comme inventeur dans la série des Electrical Researches.
- Son programme d’un cours d’électricité renferme, malgré un titre des plus modestes et un format restreint, une série nombreuse de belles expériences bien ordonnées, et de nature à porter la conviction dans l’esprit des assistants.
- Combien ne doit-on pas regretter que sa méthode de rendre l'instruction amusante tout en la donnant vraie ne soit pas suivie plus généralement dans les cours d’électricité populaires ! Notre auteur a enseigné positivement le secret de rendre facile et attrayant l’exposé d’une foule de phénomènes de nature très abstraite !
- En effet Tyndall n’était pas à proprement parler un professeur de technologie électrique ; il s’attachait beaucoup plus à la méthode d’expliquer les phénomènes qu’à celle de les utiliser dans la pratique des laboratoires. La tâche qu’il exécutait d’une façon brillante était excessivement ardue.
- Il est vrai que le savant apportait dans toutes les parties de son oeuvre une passion véritable. Il adorait la nature. Il se plaisait sur les cimes des Alpes, qui lui ont inspiré ses ouvrages les plus charmants, dont malheureusement nous ne pouvons faire ici l’analyse.
- Du haut de son chalet la belle Alpe, il contemplait cet admirable glacier d’Aletesch, dont il connaissait si bien tous les détours. Il n’avait pas besoin de guides pour s’v hasarder ; dans les cas difficiles, les guides au contraire avaient recours à son expérience.
- Ses principaux ouvrages : La Chaleur mode de mouvement, La Lw/ffère et plusieurs autres de même genre n’ont qu’un rapport indirect avec l’électricité ; cependant ils ont eu tant d’influence sur la constitution de la théorie des vibrations, qu’il est impossible, sous certain point de vue, de ne pas les considérer comme faisant partie de la littérature électrotechnique.
- Pendant bien des années, Tyndall fut le conseiller scientifique du Bureau du Commerce et de Y Administration des Phares, position lucrative et enviée.
- A l'époque où il s’agissait d’installer pour les feux des côtes la lumière électrique en remplacement de l’huile , il était chargé de guider, comme expert, les hautes autorités administratives; mais il les trouva singulièrement rebelles à ses avis.
- Mécontent de voir que l’Amirauté n’entrait point franchement dans la voie du progrès, Tyndall se démit de ses différentes places. Sa retraite fit ce que son éloquence n’aurait pu faire. Comme nous l’avons écrit alors quelque part, ainsi que le Parthe, en fuyant, il a gagné une victoire décisive.
- Nous ne pouvons nous dispenser d’ajouter que c’était un esprit ouvert, un homme aimable, un conteur spirituel et mordant. Les trop courtes heures que nous avons passées en sa présence resteront toujours présentes à notre mémoire.
- W. de Fonvielle.
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- VARIÉTÉS
- LA TRANSMISSION ÉLECTRIQUE DE LA PUISSANCE DES CHUTES DU NIAGARA
- PAR M. GEORGE FOlUiKS (')
- L’avantage le plus évident des basses fréquences réside dans le meilleur rendement des moteurs. Pour le cas des moteurs synchrones ce fait est établi depuis longtemps. D’autre part, ceux qui ont employé les moteurs à champ tournant biphasés ou triphasés ont été obligés de réduire la fréquence pour obtenir des résultats satisfaisants. Voici à ce propos un diagramme (fig. 1) donnant les résultats d’essais faits sur un moteur triphasé à 41 périodes par seconde et à 56 périodes par seconde.
- On remarque qu'à 56 périodes par seconde le rendement maximum s’obtient avec une puissance de 17 chevaux. Il est alors de 85 0/0, tan-
- —
- LTi
- 4 10 12. U 16 18 20
- Puissance en c'ketxztuc
- Fig-. 1.
- dis qu’à la fréquence de 41 périodes par seconde le rendement correspondant à la même puissance est de 87 0/0; mais dans ce dernier cas le rendement va constamment en croissant et atteint 88 0/0 à 19,5 chevaux. Ainsi, en abaissant la fréquence de 56 à 41 périodes par seconde, non seulement on augmente la puissance du moteur d’environ i5 0/0, mais encore on élève le rendement de 3 0/0. On trouve aussi — ce qui est important— que dans tout moteur alternatif démarrant automatiquement le couple de démarrage augmente quand on abaisse la fréquence.
- D’autre part, le moteur ordinaire à courant continu avec inducteurs lamellaires fonctionne très bien avec des courants alternatifs de basse fréquence. Presque tous les électriciens que nous avons consultés conviennent que tous les moteurs fonctionnent mieux aux basses fréquences, et nous répétons qu’on se servira bientôtd’al-ternateurs monophasés démarrant sous charge.
- (') La Lumière Electrique duo décembre 1893, p. 492.
- Il sera également plus facile aux basses fréquences de combiner un dispositif commutateur du courant alternatif en courant continu; l’invention d’un tel système pourrait nous rendre de grands services en ce sens qu’elle nous permettrait de fournir du courant continu aux tramways, aux industries électrométallurgiques et aux autres consommateurs, sans qu’il soit nécessaire d’employer de lourdes pièces rotatives.
- La fréquence intervient encore dans les questions relatives aux conducteurs et à l’isolement. On sait que les courants de haute fréquence tendent à abandonner l’axe du conducteur et à suivre les parties extérieures, effet qui équivaut à une augmentation de résistance. Une deuxième difficulté provient de l’impédance de la ligne due au champ magnétique fermé entre les deux fils du circuit et qui peut atteindre une valeur appréciable. Puis les courants de grande fréquence favorisent les décharges du conducteur électrisé dans l’air; c’est-à-dire que l’isolement d’un conducteur est plus difficile à réaliser.
- Les matières isolantes solides résistent aussi moins bien aux courants de grande fréquence qu’à ceux de basse fréquence. La capacité des câbles joue un rôle plus considérable, et la perte de charge statique accompagnée d’échauffement du diélectrique est plus élevée. On a eu souvent affaire à des élévations anormales de la tension en certains points des circuits, dues à l’effet de résonance produit par la capacité du câble et la self-induction du circuit, et qui peuvent être réduites autant qu’on le veut en diminuant la fréquence. Il faut rappeler aussi que lorsqu’on atteint une fréquence de 16 périodes par seconde, les effets d’induction dans les circuits téléphoniques voisins ne sont plus perceptibles à l’oreille. Finalement, les pertes par courants de Foucault diminuent comme le carré de la fréquence.
- Ceci dit sur les avantages principaux des basses fréquences, examinons-en les inconvénients.
- A côté du prix plus élevé des transformateurs sc place un autre fait qui, à première vue, semblerait condamner l’emploi des basses fréquences, mais dont l’importance ne semble pas vitale dans le cas du transport de force des chutes du Niagara : un courant de basse fréquence ne donne pas directement un éclairage convenable.
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- Mais il faut remarquer qu’il est décidément préférable d’alimenter les lampes à arc avec du courant continu, et dans l’état actuel de l’industrie en Amérique, c’est là presque une nécessité. La méthode à employer serait donc d’actionner les machines à arcs bien connues à l’aide de moteurs à courants alternatifs.
- Une des premières installations qui devra être alimentée par la force motrice du Niagara est celle de l’éclairage de Buffalo. Actuellement cet éclairage est assuré par des machines à vapeur développant environ 3ooo chevaux et actionnant des machines à arcs des types Brush, Thomson-Houston et Wood. Il ne peut y avoir de doute qu’au point de vue financier comme au point de vue pratique la transformation à opérer sur cette station centrale sera de remplacer les machines à vapeur par des alternomoteurs; et cet exemple sera suivi par la plupart des villes qui recevront leur force motrice du Niagara.
- Voyons maintenant quelle fréquence minima est nécessaire pour empêcher les lampes à arc et à incandescence de donner une lumière instable. D'une série d’expériences faites sur ce sujet nous avons tiré les conclusions suivantes :
- Une lampe à incandescence de 16 bougies et de 5o volts donne une lumière vascillante jusqu’à une fréquence de 25 périodes par seconde; mais si la lampe est poussée, l’instabilité de la lumière est encore perceptible à 27 ou 28 périodes. Une lampe de 100 volts et de 16 bougies se comporte de même jusqu’à 28 périodes, mais les variations de lumière sont bien moins gênantes que celles que l’on observe dans les installations comportant des machines à vapeur à grande vitesse et à simple effet.
- Plus le filament est mince, plus son état d’incandescence est instable. Nous avons étudié récemment les gros filaments des lampes Bernstein qui consomment de 6 à 10 ampères. L’incandescence de ces filaments s’éteint si lentement que la lumière doit en être constante, même avec des courants de 16 périodes par seconde.
- Des expériences analogues ont été faites sur les lampes à arc. A 37,5 périodes par seconde l’armest très instable; à 45 périodes les variations peuvent encore être perçues sur une feuille de papier imprimé placé tout près de la lampe, mais on ne distingue pas de variation à 3 mètres de distance. A 5o périodes par seconde on ne
- peut observer les variations qu’en regardant directement l’arc; on ne voit rien en lisant une page imprimée. A cette fréquence, l’arc est très bruyant lorsqu’il dépasse une certaine longueur ; mais on peut réduire ce bruit en raccourcissant l’arc. Dans toutes ces expériences l’arc consommait 2Ôvoltset i4,2ampères. Les crayons étaient des charbons à mèche de Siemens et Halske.
- On a objecté à l’emploi des basses fréquences que l’arbre des dynamos se trouve soumis à une torsion périodique nuisible, maiscette objection disparaît lorsqu’il s’agit de machines produisant deux phases.
- Il résulte des considérations qui précèdent que pour l’arc et l’incandescence il devient nécessaire d’employer des transformateurs-moteurs ou tout autre système permettant de transformer du courant alternatif en courant continu. Des machines de ce genre ont été exposées par Schuckert à Francfort, en 1891 ; mais elles sont coûteuses, et n’ont pas le grand rendement que tout système simplement transformateur doit présenter. Actuellement, il n’existe pas de bon commutateur pour courants alternatifs (D, mais la question est tellement importante que l’on peut s’attendre à de grands progrès dans ce sens.
- Si, toutefois, notre objet principal avait été l’éclairage des villes par l’arc et l’incandescence nous aurions hésité à recommander une réduction de la fréquence au -dessous de 42 périodes par seconde employées par Ganz et G°, fréquence qui donne de si bons résultats à Rome et Tivoli et dans plusieurs autres installations du continent. Avec les administrateurs de la Compagnie nous avons longuement examiné cette question et nous sommes convaincu que la proportion de l’énergie électrique totale qui desservira des circuits d’éclairage ne sera pas très grande, et que notre objet principal doit être de distribuer la force motrice dans les conditions les plus économiques.
- Gela étant, nous nous sommes finalement déclaré pour une fréquence aussi basse que les conditions mécaniques du problème le permettraient. La plus basse fréquence qui nous a été offerte par les constructeurs était celle de 20 périodes par seconde développée par une machine (*)
- (*) L’expérimentation pratique du « panchahuteur » de MM. Hutin et Leblanc rendra, espérons-le, cette assertion inexacte. • A. H.
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- très bien comprise. Cette machine présentait des qualités admirables, mais sur quelques points elle ne répondait pas au programme que nous avions dressé une fois le type de turbine adopté.
- Nous avons établi nous mêmes plusieurs projets de machines à basse fréquence, jusqu’à 8 i/3 périodes par seconde; mais d’autres considérations nous ont conduit ensuite à ne pas descendre au-dessous de 16 périodes par seconde. Les constructeurs qui furent chargés de l’exécution du projet ne purent se décider à employer une induction magnétique aussi élevée que nous l’eussions désirée, et cette modification rendit la machine trop lourde pour le piston hydraulique qui supporte le poids total de la turbine et de la partie mobile de la dynamo. En conséquence, nous avons adopté un moyen terme, et nous construirons nos trois premières dynamos pour une fréquence de 25 périodes par seconde.
- Force èleclromolrice.
- Le choix de la tension à employer pour la transmission à Buffalo, et pour les circuits locaux, est de quelque importance. En thèse générale, il est désirable d’employer la tension la plus élevée compatible avec la sécurité de fonctionnement, car on atteint alors la plus grande économie que l’on puisse faire sur le cuivre des conducteurs.
- Dans notre premier rapport, nous recommandions 2000 volts pour les petites distances, et une pression plus élevée pour les grandes. Mais la plus grande partie de nos premiers travaux comportera la transmission de l’énergie à grande distance. Dans la plupart des projets qui nous ont été soumis, les transformateurs coûtaient aussi cher, dans quelques-uns plus, que les dynamos. Nous croyons qu’une tension de 20000 volts peut être développée aussi sûrement dans la dynamo elle-même que dans les transformateurs et qu’en employant 20000 volts également pour la transmission à petite distance et à Buffalo, nous pourrions faire l’économie d’un transformateur amplificateur.
- Malheureusement, les constructeurs américains n’ont jamais construit des alternateurs pour une tension supérieure à 2000 volts; la plupart d’entre eux se sont déclarés incapables
- de dépasser 2,5oo volts, quoique leurs ingénieurs se soient déclarés prêts à aller jusqu’à 5ooo volts. Pour nos travaux préliminaires, c’est-à-dire pour nos trois premières dynamos, nous ne dépasserons donc pas 2000 volts, et nous emploierons des transformateurs amplificateurs pour atteindre notre tension de transmission.
- Nous pouvons être ainsi amenés à transmettre seulement à 2000 volts pour les petites distances; mais la quantité de cuivre à employer dans les conducteurs devient alors très importante. A 2000 volts, chacun des circuits à deux phases de nos génératrices devra fournir près de 1000 ampères, sans même tenir compte des effets du décalage, qui peuvent encore augmenter cette intensité. La section de cuivre la plus économique sera donc de 20 centimètres carrés pour chaque conducteur, de 80 centimètres carrés pour chaque dynamo de 5ooo chevaux, ou de 240 centimètres carrés pour les i5ooo chevaux qui vont être distribués.
- Si nous nous rappelons que même aux basses fréquences l’augmentation de résistance due à la localisation du courant dans les parties extérieures entre en jeu dès que le conducteur présente une grande section, il est certain que nous nous créerons des difficultés du fait de l’emploi de gros conducteurs. Pour ces raisons nous n’abandonnons pas le projet d’employer une tension très élevée, même pour alimenter les fabriques voisines de la station génératrice. L’uniformité du système serait d’ailleurs un avantage de plus ; mais, comme nous l’avons dit, une disposition a dû être acceptée moins parfaite que si le même travail s’était fait en Europe.
- Nous attachons une importance considérable à l’uniformité aussi rigoureuse que possible du système. Beaucoup d’ingénieurs avaient conseillé l’emploi de dynamos spéciales à des tensions différentes pour les différents usages; mais si nous avions une dynamo particulière pour l’éclairage à arc, une autre pour l’éclairage a incandescence, une troisième pourles tramways, une autre encore [pour l’électrométallurgie, et ainsi de suite, la possibilité d’interchanger les machines n’existerait plus, et le système entier serait bien plus compliqué.
- Nous ferons maintenant quelques remarques relatives à l’isolement que l’on a l’habitude de donner aux dynamos et aux transformateurs pour hautes tensions. Beaucoup de personnes
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- n’ayant pas prêté une attention suffisante à ce sujet inclinent à croire qu’il y a quelque chose de mystérieux dans la tendance de l’électricité à percer les isolants. Ainsi, lorsqu’on construit une dynamo pour 2000 volts, on a l’habitude d’employer un isolement qui résisterait à plus de 100000 volts, et l’on a trouvé que si l’on ne prenait pas cette mesure dans la pratique, l’isolation serait détruite. La raison en est dans ce fait, non que l’isolant est percé par 2000 volts, mais que dans un système à 2000 volts, des forces électromotrices de 100000 et plus peuvent être engendrées dans certaines conditions.
- Ces élévations anormales de potentiel sont principalement dues à l’effet de résonance dont on s’est tant occupé dans ces dernières années, et peuvent se produire lors de la rupture du circuit d’une dynamo. Si l’on évite ces causes, la tension ne s’élèvera jamais au-dessus de sa valeur'normale, l’isolant ne sera pas percé, même si son épaisseur n'est pas de beaucoup supérieure à celle qu’il faut pour résister à la tension normale. M. Fleming a montré comment l’effet de résonance peut être combattu, et ce phénomène ne se produit plus maintenant àDeptford. On l’évite aussi en n’employant que la plus petite capacité possible sur la ligne combinée avec une basse fréquence. La pratique de couper brusquement le circuit d’une dynamo pendant la marche est le fait d’un ignorant, et peut être ruineuse pour les machines ; elle est absolument injustifiée, et a certainement causé bien des accidents.
- Couplage en parallèle.
- Aux Etats-Unis, les ingénieurs ne connaissent pas les conditions pratiques à réaliser pour le couplage en parallèle des alternateurs. Gela est dû en partie à ce que les machines américaines ne se trouvent pas dans les mêmes conditions au point de vue du couplage que les nôtres. Dans le cas de la transmission des chutes du Niagara, nous croyons que le couplage en parallèle est appelé adonner les meilleurs résultats. Sans cette disposition, il est certain que les charges seraient mal réparties sur nos dynamos. En outre si les conducteurs doivent être logés dans des canalisations souterraines, l’espace occupé deviendrait excessif, à moins d’adopter le couplage en parallèle.
- Le succès complet que ce mode de fonctionnement obtient à Tivoli-Rome ne laisse aucun doute quant à sa praticabilité. La.réduction que nous avons fait subir à la fréquence ne peut qu’aider considérablement, et le constructeur américain qui a été chargé de l’exécution est prêt à garantir le bon fonctionnement des machines en parallèle.
- Les règles appliquées dans la construction des machines devant marcher en parallèle ne sont pas très bien comprises. Le seul fait qui ait été parfaitement établi est que le couplage est d’autant plus facile que la fréquence est plus basse. La valeur de la self-induction et celle du moment d’inertie des machines jouent certainement un rôle dans cette question.
- De toutes les machines qui ont été construites, celles qui semblent le plus aptes à être couplées en parallèle semblent être celles de Ganz et G°, de Mordey, et d’Elwell-Parker ; mais bien d’autres doivent pouvoir être couplées. En général aussi, une machine à champ magnétique stable se comporte mieux qu’une machine dont le fer est loin du point de saturation. Etant donné l’excellent fonctionnement de l’installation Tivoli-Rome, on ne peut pas hésiter un moment à dire que dans une entreprise aussi importante que celle du Niagara le travai en parallèle des machines est parfaitement admissible. '
- Moteurs.
- Avec une fréquence assez élevée, l’éclairage à arc et à incandescence peut être effectué directement quoique beaucoup de personnes préféreraient employer du courant continu. La nécessité de cette transformation est loin d’être démontrée, puisqu’à Rome par exemple, l’éclairage à arc avec courants alternatifs donne toute satisfaction.
- Actuellement, l’une des plus importantes applications de l’électricité aux Etats-Unis est celle des tramways électriques, qui exigent du courant continu. Nous aurons aussi à considérer l’application de l’électricité au halage des bateaux sur les canaux, puisque ce mode de propulsion va être appliqué sur le canal Erié. Ge canal part du Niagara pour aboutira Albany, dans l’IIudson, à 56o kilomètres de distance. Pour ces deux applications, un transformateur
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- de courant alternatif en continu sera nécessaire. On aura aussi à utiliser du courant continu à i5o volts pour la fabrication de l’aluminium.
- Des fabriques de pâte de bois qui marchent jour et nuit et absorbent des milliers de chevaux trouveront dans la nouvelle installation une source de force motrice â bon marché. Pour ce genre de travail, les alternateurs synchrones dont le rendement est très élevé conviennent très bien, puisque la marche est continue, sans arrêt et que la puissance demandée ne varie pas beaucoup.
- Nous aurons aussi à alimenter nombre de petits moteurs pour machines-outils, élévateurs, treuils, etc. Là, la marche du moteur devra pouvoir être renversée à volonté. On a employé jusqu’ici dans ces cas des moteurs à courant continu, mais les moteurs à champ tournant à induction y sont applicables, et il est probable que l’on s’en servira beaucoup.
- Le courant redressé sera certainement encore employé longtemps et quoique nos dispositions au Niagara soient parfaitement complètes sans une machine qui puisse faire la commutation, nous en avons néanmoins envisagé l’application, dont la probabilité a influencé notre jugement sur plusieurs points. Tant d’applications peuvent s’effectuer à l’aide du courant continu qu’on ne demanderait pas mieux que de l’employer pour la transmission, s’il existait un moyen d’en transformer économiquement la tension.
- La dynamo à courant continu n’est pas autre chose qu’un alternateur auquel on a ajouté un commutateur. Si ce commutateur, au lieu de faire partie intégrante de la machine pouvait en être séparé, nous réunirions les avantages du courant continu à celui du courant alternatif. A ce point de vue, les courants biphasés présentent encore un avantage, car leur redressement est plus aisé que celui du courant alternatif simple.
- Il existe encore un grand nombre de moteurs monophasés à couple de démarrage puissant, mais que l’on ne trouve pas jusqu’ici dans la pratique. Toutes ces machines bénéficient de l’abaissement de la fréquence.
- Construction de la ligne.
- Dans l’étude des moyens à employer pour transmettre le courant du Niagara aux localités
- voisines, à Buffalo, et plus loin encore, la ligne aérienne sur poteaux en bois ou en fer a été tout d’abord prise en considération. C’est le type de construction le moins coûteux et qui présente certains avantages, mais nous devons tenir compte des conditions climatériques qui régnent dans le voisinage des chutes du Niagara. Nous avons là très souvent des orages violents, et la foudre a déjà causé des accidents dans différentes parties des Etats-Unis en tombant sur des circuits et des machines électriques. Les chutes de neige et les gelées sont fréquentes, et la formation de givre sur les fils et les isolateurs pourrait entraîner de sérieuses difficultés. A certaines époques, des tempêtes très violentes s’abattent sur la région du lac Erié.
- Toutes ces difficultés pourraient, il est vrai, être combattues jusqu’à un certain point, mais il est à peu près certain qu’avec des lignes aériennes il se présenterait des circonstances où le service se trouverait forcément interrompu, ce qui serait grave.
- En second lieu sont à considérer les câbles souterrains, système auquel nous sommes absolument opposé, dès qu’il s’agit d’une longueur considérable. Il est vrai que nous pouvons combattre dans une mesure très considérable les effets dangereux de la capacité, mais le meilleur procédé est certainement de supprimer la capacité elle-même. A cet effet, il est recommandable de construire un canal souterrain de dimensions suffisantes pour permettre à une personne d’y circuler, et de placer dans ce canal les conducteurs nus; mai.s la dépense est, dans ce système, très grande. Nous sommes heureux de pouvoir annoncer que la compagnie a décidé l’été dernier de construire un égout qui partira de la station centrale pour aboutir aux usines de la Pillsburg Réduction C°. à 75o mètres de distance, où le courant servira à l’extraction de l’aluminium.
- Le canal en question a des dimensions suffisantes pour contenir tous les conducteurs à 20000 volts. On le construit en béton d’au moins 25 centimètres d’épaisseur La hauteur intérieure est de i,65 m.
- Les fils ou bandes de cuivre courent le long des murs de cet égout sur des isolateurs à huile. Le fond de l’égout est incliné en pente, de façon à drainer l’eau de condensation, mais on se
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- propose également d’envoyer à travers l’égout un courant d’air pour chasser toute humidité. On a placé dans cet égout des rails qui permettront d’y faire circuler un petit wagonnet pour le transport des inspecteurs et des matériaux. Ce truck peut être mis en mouvement par un système à main, mais on pose un conducteur qui permettra de faire marcher le système par l’électricité.
- Les conducteurs à haute tension sont séparés mécaniquement et électriquement de l’espace où circulent les inspecteurs par un écran métallique formé de tôles de 3 mètres de longueur étendues sur des supports en bois, couvertes de plâtre, et s’élevant jusqu’à 3o centimètres du plafond. La partie supérieure jusqu’au plafond est formée d’un grillage qui permet de voir les conducteurs placés derrière. En cas de besoin, cet écran peut être enlevé pour donner accès aux conducteurs.
- Le point culminant de la voûte est à un mètre sous terre, de sorte que la gelée ne peut pas l’atteindre. Au 21 octobre dernier, environ 5oo mètres de cet égout étaient terminés. Les crampons et les supports en fonte sont reliés à travers le mur en béton à un fil de cuivre qui court tout le long de l’égout et qui communique avec des plaques de terres plongées dans l’eau. Tous les 120 mètres se trouvent des trous d’homme qui donnent accès à l’égout et laissent passer quatre tuyaux en poterie de 8 centimètres de diamètre, permettant d’établir des branchements aux points intermédiaires.
- En ce qui concerne la tension électrique à employer, il est certain que nous l’augmenterons à mesure que l’expérience s’en acquerra. Quelques constructeurs européens nous avaient proposé d’adopter 25000 volts; mais nous débuterons avec 20000 volts seulement. Si l’on considère qu’à Deptford les machines sont reliées à la terre et fonctionnent bien avec 10000 volts et que notre installation se trouvera dans les mêmes conditions en ce qui concerne l'isolement en fonctionnant avec 20000 volts, on voit que nous n’inaugurons rien.
- Quant à la section des conducteurs, nous l’avons calculée pour différentes densités de courant. Nous avons admis le prix du cuivre à i,38 fr. le kilogramme, et l’intérêt annuel à 5 0/0. Puis nous avons supputé la perte d’énergie dans la ligne et la puissance qui reste
- disponible à l’extrémité de la ligne. En évaluant celle-ci à 75 francs par cheval annuel, nous restons un peu au-dessus du prix de revient; mais ce chiffre devra être augmenté lorsque toute la puissance transmissible à travers notre tunnel sera utilisée. Il faut remarquer aussi que nous n’avons pas fait entrer dans nos calculs l’effet du décalage entre l’intensité et la force électromotrice qui nous obligerait à augmenter la section des conducteurs. Nous emploierons donc une densité de courant un peu supérieure à celle qui résulte de nos calculs. Il semble que la densité de courant la plus économique à employer est de 55 ampères par centimètre carré, qui nous donnera une chute de potentiel entre Niagara et la limite nord de Buffalo de 3 1/2 0/0 seulement, ce qui rend la régulation extrêmement aisée.
- Quand il s’agit d’unités génératrices atteignant une puissance de 5ooo chevaux, on peut s’attendre à obtenir un rendement remarquablement élevé; nul doute que le rendement électrique et mécanique de nos dynamos n’atteigne au moins 98 0/0. En en retranchant 3 1/2 0/0 de perte sur la ligne, il resterait encore 94 1/2 0/0 à délivrer à Buffalo, s’il n’y avait pas de transformateurs à intercaler pour élever la tension. Dans les installations de Buffalo qui consomment de grandes forces motrices, le moteur peut être construit sur les mêmes principes que la dynamo; et si dans ce cas il devient possible de travailler à haute tension directement, sans transformateur, le rendement total du système sera certainement supérieur à 90 0/0. En fait, en employant une plus grande densité de courant, des transformateurs amplificateurs de tension aux chutes du Niagara, des réducteurs de tension à l’entrée de Buffalo, et d’autres encore dans la ville même, et en distribuant l’énergie électrique entre des moteurs de puissance modérée et par suite de rendement relativement peu élevé, le rendement total du système peut se réduire à 80 0/0 ou même à moins.
- En donnant ces chiffres, nous ne prétendons pas indiquer exactement les conditions de fonctionnement à Buffalo, mais nous avons voulu nous placer au point de vue général de la distribution de force motrice.
- A. II.
- {A suivre.)
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- CORRESPONDANCE
- A propos de l’article de M. Boucherot sur les moteurs à flux tournant, publié plus haut, M. Farman nous adresse la note suivante :
- M. Boucherot a mal interprété mes observations. Traiter des cas particuliers d’un problème ne signifie pas « négliger des facteurs importants», mais se mettre dans des conditions où ces facteurs sont négligeables. Je me suis mis dans ce cas en supposant la self-induction nulle dans des spires en cour circuit. Dans ces conditions (qui correspondent à certains moteurs existants), j’avais le droit de le faire. Mais, si au contraire, je mettais un certain nombre de spires en série, de façon à leur donner un coefficient de self-induction, je ferais une grave erreur en supposant ce coefficient constant. Il y a donc une différence entre le faire nul et le faire constant.
- Pour terminer cette discussion je ferai remarquer trois choses :
- 1* Que M. Leblanc, sans partir de l’hypothèse d’un flux tournant, arrive A cette conclusion, et que par conséquent les expériences faîtes dans des conditions conformes aux résultats de cette théorie n’ont pas beaucoup avancé la question.
- 20 Que moi-même j’ai fait des expériences sur un moteur à champ tournant, dont toutes les spires étaient individuellement en court circuit, et que ces expériences ont donné les résultats prévus par moi. Ces expériences ont été faites à la Compagnie Internationale d’Électricité.
- 3° Que les résultats de M. Picou ne sont nullement d’accord avec ceux de M. Leblanc et de M. Boucherot.
- A. Farman.
- A cette note M. Boucherot oppose les considérations suivantes par lesquelles cette discussion sera terminée.
- Toute la théorie — toute l’erreur — de M. Farman, repose sur cette croyance qu’une spire en court circuit n’a pas de self-induction, si j’ai bien compris cette fois. Une spire seule aurait une self-induction nulle, mais plusieurs spires en série présenteraient un coefficient de self-induction.
- C’est là une erreur absolue. Soit que l’on envisage la
- <I>
- définition même du coefficient de Self-induction L'=y?
- qui montre que dès qu’il y a flux il y a self-induction, ou la relation p2 < XL, qui signifie qu’il peut y avoir self-induction sans induction mutuelle, mais qu’/7 ne peut pas y avoir induction muhuille sans selj-induction, il apparaît comme une évidence que l’existence de moteurs à circuits induits sans self-induction est impossible, puisque l’absence de self-induction entraînerait l’absence-
- d’induction mutuelle. Ce cas particulier ne correspond donc à rien de réel.
- En ce qui concerne les f0 et 3“ remarques de M. Farman, je ne puis que confirmer ce que j’ai dit : MM. Ilutin et Leblanc n’ont eu recours, à aucun moment, à la considération d’un flux tournant et ne sauraient qu’en faire comme résultat; je ne me suis donc nullement mis ni dans les conditions qui ont servi A édifier leur théorie, ni dans des conditions conformes aux résultats de leur théorie. Les résultats de M. Picou sont d’accord avec ceux de MM, Ilutin et Leblanc, et M. Picou serait très étonné si on lui affirmait le contraire.
- Pour la deuxième, il me suffirait de remarquer que si M. Farman a fait des expériences sur un moteur à champ tournant, le plus simple aurait été de rendre compte des résultats en sortant des enseignements, plutôt que d’entamer une discussion oiseuse.
- Et si, par hasard, ces résultats avaient été ce que l’on dit, tous ceux qui connaissent la question en auraient simplement conclu que la machine expérimentée est une bien mauvaise machine.
- Paul Boucherot.
- Stockwell, S.W. 25 novembre 1893.
- Monsieur le Directeur,
- Veuillez m’accorder une place dans les colonnes de votre journal, qui compte parmi ses lecteurs tant d’amis de mon défunt mari, pour les remercier des sentiments de sympathie et de condoléance qu’ils m’expriment par votre intermédiaire.
- Le nombre des lettres reçues est trop considérable pour me permettre d’y répondre individuellement, et j’espère que vous voudrez leur transmettre l’expression de mes vifs remercîments et de la consolation que m’est l’idée de savoir combien mon mari était universellement aimé et respecté.
- Veuillez agréer, etc.
- E. Reckenzaun.
- FAITS DIVERS
- D’une étude sur la bonne marche des locomotives à grande allure publiée par la Revue scientifique et due à M. G. Sorel, nous extrayons les passages qui suivent.
- Depuis quelques années, on se préoccupe partout des moyens d’accélérer la marche des trains et de rendre le matériel plus agréable. On a été amené ainsi à discuter des règles que l’on regardait autrefois comme démontrées. O11 procède par tâtonnements, avec beaucoup d’hésita-
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- tion, parce qu’il semble impossible d’asseoir une doctrine scientifique.
- On a bien essaye de calculer le mouvement réel; mais pour cela, il faut tenir compte du frottement qui se développe au contact du bandage et du rail; or, on ne connaît pas les lois du frottement.
- L’expérience nous apprend que les choses se passent assez simplement ; la locomotive se met toujours en travers de la voie, en courbe : elle s’appuie sur le rail intérieur par le boudin du deuxième (ou du troisième) essieu et le boudin de la roue d’avant pousse le rail extérieur. Cette loi montre que l’on n’atteint pas le but cherché en donnant une surélévation au rail extérieur; quel que soit le dévers, ce rail est toujours pressé par le boudin du premier essieu.
- Toutes les théories classiques sur le mouvement des véhicules des chemins de fer sont à réformer. M. J. Michel» le savant ingénieur en chef de la ligne de Lyon, a prouvé que les dispositions conseillées pour favoriser le passage dans les courbes sont souvent nuisibles. On s’est même demandé si le dévers n’était pas un préjugé; en tous cas, il est certain qu’il a été presque toujours fort exagéré.
- A quoi sert le dévers ? Il n’est pas inutile, mais pour une raison bien différente de celle que l’on donne pour le justifier. A l’entréede la courbe, on établit une rampe de o,oo3 m. par mètre pour raccorder le rail surélevé avec le rail normal; l’influence de cette rampe est considérable sur le mouvement : l'essieu d’avant ne se meut plus sur un plan horizontal, il s’incline; il résulte de là la création d’une force dite centrifuge composée (comme dans les gyroscopes),qui fait tourner l’essieu autour d’un axe vertical. La rampe de raccordement sert donc à faciliter l’inscription en courbe, en donnant un mouvement de rotation à la machine.
- Pendant très longtemps, on a cru que le problème était purement géométrique; on cherchait à réaliser une combinaison permettant à chaque groupe d’essieux de se placer d’une manière à peu près radiale; on demandait au constructeur d’employer un mécanisme simple et de disposer des moyens de rappel tels que les déplacements disparussent d’eux-mômes lorsqu’ils n’étaient plus nécessaires.
- En général, on peut observer qu’il est très mauvais de placer l’une sous l’autre deux surfaces frottantes, entre lesquelles doivent se transmettre des efforts brusques et considérables. Si les surfaces sont sèches, elles se détruisent rapidement; si elles sont humectées, il faut prendre de grandes précautions pour que l’irrégularité de l’effort ne soit pas encore augmenté au passage : le frottement ajoute, en effet, un élément perturbateur qui dépasse tout ce qu’on peut imaginer comme caprices. L’introduction des ressorts permet d’atténuer les irrégularités. En Angleterre, les ressorts sont beaucoup plus employés qu’en France.
- Le boggie américain est bien supérieur à toutes les solutions que l’on a essayées.
- Les rails ne sont pas des appuis invariables, comme les guides d’une machine à filer; ce sont des surfaces très mal déterminées. En ligne droite la machine çouft à droite et à gauche, sous l’influence des variations de la voie; les flexions des rails ne sont jamais les mêmes sur les deux fils; les essieux ne restent donc pas horizontaux : ils s’inclinent continuellement dans un sens ou dans l’autre, ce qui détermine des couples de rotation autour d’axes verticaux continuellement changeants.
- On ne peut donc pas comparer, comme on le fait trop souvent sans le dire, les rails à des supports d’atelier; il faut constituer la machine de manière à ce qu’elle puisse aisément circuler sur des appuis fléchissant à chaque instant, n’ayant aucune forme régulière, présentant périodiquement des interruptions et au voisinage de ces interruptions des positions très faibles. Ce n’est pas le mouvement en courbe qui doit, seulement, préoccuper le constructeur, mais le mouvement en général sur des appuis instables.
- On ne peut pas demander, ici, de réaliser une régularité géométrique, puisque la donnée est sans loi déterminable; mais on peut demander une régularité quasi-périodique et pratiquement suffisante.
- Bernouilli est le premier, je crois, qui ait étudié cette question d’une manière théorique: il a cherché quel est le mouvement d’un long pendule suspendu à un petit; depuis lors on a examiné d’autres cas du même genre et on peut poser la proposition suivante :
- Si deux mobiles oscillants sont réunis, les mouvements du porteur agiront d’autant moins sur le porté que la période des oscillations du premier sera plus faible par rapport à la période des oscillations du second.
- Les Américains ont disposé le boggie d’une manière admirable : il a de petites roues, un faible empattement, des ressorts très élastiques, ce qui lui permet de se mouler, en quelque sorte, sur une voie irrégulière; enfin et surtout, le châssis est suspendu au boggie par un appareil pendulaire dont les oscillations ont une assez longue période.
- Le principe de Bernouilli permet de comprendre une autre particularité des machines anglaises et américaines; généralement elles ont le centre de gravité très élevé.
- Sur le continent, on semble craindre toujours que la machine ne chavire, et on cherche à abaisser autant que possible le centre de gravité. Il résulte de là un grand embarras pour les machines de vitesse; il leur faut de grandes roues; on n’ose pas hisser à une grande hauteur une grosse chaudière; on a donc adopté un singulier contre-sens pour pouvoir descendre la chaudière entre les roues.
- Les Anglais n'ont pas la même crainte que nous, et un ingénieur distingué a émis cette proposition, en apparence paradoxale, qu’en élevant le centre de gravité on augmentait la stabilité.
- A vrai dire» le mot stable a un sens multiple : il faut
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- qu'une machine ne chavire pas, mais il faut aussi qu’elle soit adaptée à la circulation sur une voie instable. Il y a là une deuxième qualité, qu’on confond souvent avec la stabilité, parce qu’une pareille machine est douce, semble bien posée, et inspire à ceux qui la montent le sentiment de la sécurité.
- Je propose de donner le nom de bonne marche à cette qualité si importante.
- Pour réaliser la bonne marche, il faut deux conditions :
- P Les oscillations doivent être de faible amplitude;
- 2° Les oscillations doivent être de longue période.
- Ces deux conditions sont inconciliables quand il s’agit du mouvement d’un ressort dont la période varie comme la racine carrée de la flèche; mais elles sont très conciliables quand on considère des corps à suspension pendulaire ou quasi-pendulaire.
- Il y a, en ce moment, à l’étude une autre question fort intéressante : c'est celle de l’emploi de l’électricité.
- L’électricité permet de constituer un organisme presque parfait : là vapeur est envoyée dans une machine pourvue des appareils perfectionnés pour les machines fixes; l’énergie transformée en électricité est transmise à des dynamos placées sur autant d’essieux qu’il en faut pour avoir assez d’adhérence. Tout compte fait, il est probable qu’une machine de ce genre, malgré les déperditions de la double transformation, aurait plus de- puissance utile qu’une locomotive ordinaire. Au point de vue delà régularité du mouvement, elle serait bien supérieure à tout ce que l’on pourrait faire par d’autres procédés.
- L’électricité est, sans doute, le moyen qui sera employé dans tous les ateliers de l’avenir pour la distribution de la force motrice aux outils; mais on a fait encore peu de choses dans cet ordre d’idées. Cependant grâce à la puissante et intelligente initiative des administrateurs du chemin de fer du Nord, des solutions partielles ont été réalisées.
- La réalisation des grandes allures soulève bien d’autres questions, dont l’examen sortirait de mon sujet ; ainsi il est très essentiel de pouvoir faire de longs parcours sans arrêt et sans notables ralentissements.
- On ne se fait pas une idée juste des difficultés qui résultent de l'état actuel de la voie. Les rails souffrent surtout du passage des roues de wagons à marchandises dont les bandages sont abîmés par les freins. L’exagération du dévers dans les courbes amène des perturbations énormes résultant des chocs des boudins des véhicules lourds traînés à petite vitesse. L’amélioration du matériel à marchandises est devenue urgente, si l’on veut continuer à augmenter les vitesses et si l’on veut surtout faire un pas notable en avant.
- Il y a là une question d’une haute importance, qui a été beaucoup trop négligée jusqu’ici. On semble croire que pour réaliser les allures rapides, il suffit de perfectionner le matériel de grande vitesse; il faut aussi que les wagons puissent circuler sans détériorer les voies où passent les express. Cette considération a d’autant plus
- de valeur que l’on est amené à augmenter chaque jour les charges des essieux pour [toutes les catégories de véhicules.
- Il y a quelques années, on n’avait pas, en France, de locomotives rapides ayant des essieux chargés à plus de i3 tonnes chacun ; on construit en Amérique des machines d’express dont les essieux le sont à 19 tonnes : il faut compter qu’à bref délai ce poids deviendra normal et que la vitesse moyenne sera de 100 kilomètres à l’heure.
- Dans de pareilles conditions, on aura de grandes déformations dans les voies actuelles même dans celles que l’on établit à neuf en ce moment; il est d’autant plus nécessaire d’adopter un matériel approprié au mouvement sür une voie déformable. Il est possible que la nécessité, où l’on va se trouver de réaliser des grandes vitesses amène, à plus bref délai qu’on ne pourrait le croire, l’adoption des locomotives électriques, si favorables à la bonne marche rapide.
- On vient de présenter à l’Académie des sciences un procédé d’épuration des huiles au moyen de l’électricité, qui consiste à les soumettre à l’action du courant au pôle négatif dans un vase cloisonné. L’acidité est diminuée dans de notables proportions.
- La propulsion des bateaux par l’électricité sur les canaux est entrée dans la phase de l’application pratique à peu près simultanément aux États-Unis et en France. Nous avons décrit récemment les dispositions adoptées pour les remorqueurs électriques du canal de Bourgogne.
- Aux États-Unis, la propulsion électrique des bateaux vient d’être essayée sur le canal Erié. Une somme de 5o 000 francs avait été votée pour ces essais par la dernière législature. Le 18 novembre dernier, l’installation fut faite en cinq jours par la Compagnie Westinghouse et une compagnie locale.
- Un fil aérien posé sur poteaux le long du canal fut mis en relation avec la station centrale des tramways électriques de Rochester. D’autre part, on avait remplacé la machine à vapeur d’un grand chaland à roues par deux moteurs Westinghouse de 25 chevaux. Ces moteurs furent reliés à l’aide d’un trolley avec le fil aérien à 3oo volts environ. Pendant l’essai, la puissance absorbée a été de 20 chevaux ; les roues tournaient à 60 tours par minute et imprimaient au bateau une vitesse moyenne d’environ six kilomètres à l’heure en remontant le courant et contre le vent.
- Des courbes extrêmement difficiles, l’écluse et les ponts ont été franchis à la satisfaction des initiateurs de cette intéressante application.
- L’élan étant donné on peut être assuré qu’avec l’esprit d’entreprise qui caractérise les Américains, la propulsion électrique ne tardera pas à se généraliser sur les canaux des États-Unis. Espérons que les efforts faits en France donneront un résultat semblable.
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- Les bateaux électriques de l’Exposition de Chicago ont formé une des principales attractions parmi les moyens de transport variés exposés. Leur service a été rude, mais il a été accompli avec la plus grande régularité. ïl y avait cinquante bateaux qui ont transporté, pendant toute la durée de l’Exposition, plus d’un million de personnes et ont donné une recette de i 570000 francs.
- La longueur totale d’un de ces bateaux est de 11 mètres; il peut porter 3o personnes.
- Les accumulateurs, du type de la Consolidated Electric Storage Company, ont une capacité de i5o ampères-heures. Chaque embarcation en porte 66 éléments, qui peuvent être couplés par deux groupes de 33 ou par trois groupes de 22 en série.
- La charge de ces batteries s’est toujours effectuée la nuit; elle durait de six à sept heures, et la charge emmagasinée permettait de faire un parcours de 90 à 100 kilomètres à la vitesse normale.
- On employait, au début, comme signal un sifflet électrique inventé par un de nos compatriotes. C’était un dispositif qui se servait du courant pour mettre en vibra-tidn un diaphragme; mais il paraît que le son produit n’était pas assez intense. Aussi l’a-t-on remplacé par un simple sifflet à air actionné par une pompe à main.
- C’est le jour de la fête de Chicago que ces embarcations ont eu à fournir le service le plus rude. Ce jour-là les cinquante bateaux ont fait 622 voyages. Six d'entre eux ont parcouru chacun 80 kilomètres, vingt autres ont dépassé 65 kilomètres, en transportant à chaque voyage une quarantaine de personnes, alors que le nombre de places était de trente.
- Des Italiens, témoins de ce succès, ont acheté un de ces bateaux pour le transporter à Venise, où il va faire concurrence aux gondoles. Ils ont d’ailleurs option d’achat pour vingt-cinq autres embarcations semblables, toutes destinées aux lagunes de Venise.
- Le prix d’un de ces bateaux est d’environ 10000 francs.
- Éclairage électrique
- Le secteur de la rive gauche qui avait, pour la première fois, fait tourner ses machines pour l’éclairage de la rue Soufflot pendant les fêtes russes, vient d’inaugurer l’éclairage de l’amphithéâtre de physique de la nouvelle Sorbonne.
- Cet éclairage consiste en un plafond lumineux du plus gracieux effet. Plusieurs établissements du boulevard Saint-Michel sont déjà pourvus de l’éclairage électrique : la rive gauche a donc son secteur, bien petit encore, il
- est vrai.
- \
- Le Royal Exchange, de Londres, est à présent éclairé à l’électricité.
- La station centrale municipale de Glasgow comporte sept machines Willans, deux de 80 chevaux, deux de i5o et trois de 25û, avec un nombre égal de dynamos, deux donnant 120 volts et 400 ampères, et les autres 23o volts et de 400 ù 670 ampères. On installe encore deux autres machines qui permettront d’accroître la puissance de production de la station jusqu’à 40000 lampes de 8 bougies.
- Télégraphie et Téléphonie.
- La situation de la grande compagnie télégraphique Western Union est de plus en plus florissante, ainsi qu'il résulte de la statistique de ses derniers exercices.
- 1892-93 1891-92 1890-91
- Longueur des lignes, kil. — fils —
- Nombre de bureaux.....
- — dépêches.... Recettes totales, francs.. Bénéfice net —
- 3o3 898 3o3 322 299 5o6
- 1230722 1182568 1144946
- 21078 20700 20098
- 66 591858 62687298 59148343 24892220 118532020 n5i7i63o 37 480185 36 992 725 32 527 935
- Depuis sa fondation, qui date de i856, cette compagnie a eu pour ligne de conduite constante d’acheter le plus grand nombre possible d’entreprises télégraphiques concurrentes. Aussi son capital, qui était en 1881 de 400 millions de francs, a-t-il été augmenté constamment; depuis octobre 1892, ce capital est de 5oo millions de francs.
- Joinville-le-Pont vient d’être relié téléphoniquement à Paris. L’inauguration de la ligne a eu lieu ces jours derniers.
- Bien que très rapprochée de Paris, dit la Revue des postes et télégraphes, et malgré de nombreuses pétitions, le téléphone n’existait pas encore en cette localité.
- Rien cependant de plus simple et de moins coûteux, car le téléphone étant installé aux tribunes des courses de Vincennes, distantes à peine de quelques centaines de mètres, les travaux étaient fort restreints.
- Tout est bien qui finit bien.
- Il paraît que les voix féminines, qui conviennent très bien pour les communications à courte distance, portent au contraire mal pour les longues distances. C’est YElec* trical Reviens de New-York, qui signale ce fait bien étrange.
- Imprimeur-Gérant : V. Nory.
- Imprimerie de La Lumière Électrique. — Paris. 3i, boulevard des Italiens.
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- La Lumière Electrique
- JL
- Journal universel d’Electricité
- 51, Boulevard des Italiens. Paris
- Directeur : Dr CORNÉLIUS HERZ
- XV* ANNÉE (TOME L) SAMEDI 23 DÉCEMBRE 1893 N< 51
- SOMMAIRE. — Photométrie des projecteurs, phares et appareils de télégraphie optique; G. Féry. — La méthode de M. Steinmetz pour le calcul des courants alternatifs; F. Guilbert —* La soudure électrique ; Gustave Richard. — Oscillations électriques dans les conducteurs cylindriques; J. Blondin. — Chronique et revue de. la presse industrielle : Commutateur Mac Evoy — Electromoteur à induit fixe de la Société Hélios. — La concentration de l’acide sulfurique à l’aide du courant électrique, par Bertram Blount. — Coupe-circuit J. Riedel. — La première transmission à courants triphasés aux États-Unis. — Voltmètre électrostatique Kennelly*. — Charbons pour l’industrie électrique. — Spring-jack Scribner (Western Electric C°). — Câbles tubulaires flexibles Edmunds. — Electrolyseur à dépolarisation Richardson. — Connexions locales Siemens frères et Knorr. — Eleetrolyseur Andréoli — Accumulateur de la Société pour le travail électrique des métaux. — Coupe-circuit Siemens et Halske. — Coupe-circuit Haskins. — Chauffage électrique Crompton et Dowsing. — Revue des travaux récents en électricité : Sur le passage d’ondulations électriques à travers les électrolytes, par G. Udny Yule. — Sur les systèmes nodaux d’ondes électriques obtenues par la méthode de Lecher, par D. Mazzotto. — Transformateur « Hérisson » et condensateurs, par MM. F. Bedell, K. B. Miller et G.-F. Wagner. — Variétés : La transmission électrique de la puissance des chutes du Niagara, par M. George Forbes. — Faits divers.
- P H O T O M ETRIE
- DES PROJECTEURS, PHARES ET APPAREILS D E T K L Ê G R A P II I E O P T I Q U E
- I
- A la suite de déterminations faites sur des projecteurs figurant à l’exposition de Chicago, déterminations ayant donné des chiffres extrêmement élevés comme éclairement sur l’axe de l’appareil, une polémique s'est engagée en Angleterre afin de savoir si ces mesures ont un sens physique et si les lois ordinaires de la photométrie sont applicables dans ce cas.
- Nous allons voir ce qu’il faut en penser; mais auparavant rappelons la formule fondamentale sur laquelle s’appuient toutes ces déterminations et qui semble avoir été négligée dans toute cette discussion.
- Due au physicien français Lambert, elle donne la quantité de lumière dq reçue par une surface ds placée à une distance D d’une surface éclairante ds' d’éclat E :
- Dans les mesures, on fait généralement en Sorte que les surfaces ds et ds' soient normales
- à la droite qui joint leurs centres, ce qui fait disparaître les cosinus, et on écrit que l’éclairement est
- C D- ’
- en faisant entrer sous la même dénomination d’intensité lumineuse I le produit de la surface de la source par son éclat (1).
- Cette dernière formule est presque exclusivement employée dans les mesures, mais n'est applicable en toute rigueur que lorsque les dimensions du corps éclairant sont très petites par rapport à D.
- Au moyen d’un photomètre, appareil de réduction à égalité d’éclairetnent des deux sources à comparer, on arrive à pouvoir écrire Légalité
- 1 _ r
- D2 “ D'-’
- d’où 1 peut être tiré en fonction des distances et de l’intensité V de l’étalon employé.
- II
- Si on interpose entre la source et l’écran pho-
- (') Il peut être intéressant, dans certains cas, de séparer ces deux facteurs, et meme de déterminer en chaque
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- 552
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- tométrique un système optique, les choses se compliquent un peu.
- Prenons pour fixer les idées le cas ayant soulevé la discussion : le corps lumineux est placé au foyer principal d’un réfracteur, de manière à donner des rayons parallèles ou supposés tels.
- Certains prétendent que dans ces conditions l’éclairement sur le faisceau parallèle est indépendant de la distance; d’autres, au contraire, affirment que la loi de l’inverse du carré doit être appliquée, en prenant l’objectif d’émission comme nouvelle source.
- Qui faut-il croire ?
- A mon avis les deux ont raison dans certaines limites : les premiers au point de vue théorique, et les seconds au point de vue pratique.
- En effet, si on suppose un système optique sans aberration, au foyer duquel est placé un point lumineux infiniment petit, il est évident que le cône de rayons ayant pour sommet le point lumineux et pour base la lentille sera transformé rigoureusement en un cylindre dont la densité lumineuse restera constante si on néglige l’absorption.
- Pratiquement, de telles sources lumineuses n’existent pas, et la conception d’un point mathématique, et par conséquent de dimensions nulles et donnant néanmoins de la lumière, conduit à lui attribuer un éclat infini.
- Le raisonnement doit donc porter sur une source ayant des dimensions appréciables, et quoique l’arc se rapproche assez du cas théo-
- rique, il sous-tend encore un angle mesurable vu du centre optique de la lentille.
- III.
- Chacun des points du réfracteur recevant des rayons des différents points de la source lumineuse (fig. i) transforme ces rayons en un petit cône dont l’axe est parallèle à celui du système optique et dont l’angle au sommet a sensible-
- ment pour valeur a —
- d
- r
- d étant le diamètre
- du cratère et/la distance focale de la lentille.
- Un écran photométrique de petite surface placé très près de l’objectif ne recevra donc des rayons que d’un certain nombre de points de la surface lenticulaire.
- Cette surface active de la lentille sera propor-
- point l’éclat intrinsèque d’une source, car il est rarement uniforme. Nous avons donné autrefois dans Ce journal un procédé commode pour arriver à ce résultat. (Lumière Electrique, t. 3tLI, p. 153, 1891).
- tionnelle à la distance de l’écran à l’objectif, et jusqu’à une distance maxima a; où la surface totale du verre agira la quantité de lumière reçue par le photomètre sera constante, le rapport de la surface au carré de la distance restant lui-même constant.
- La distance x sera donnée par la formule
- en appelant D le diamètre de la lentille.
- A ce moment, si on éloigne encore le photomètre de l’objectif, la surface de ce dernier ne croissant plus, l’éclairement diminue d’après les lois ordinaires, c’est à-dire en raison inverse du carré de la distance.
- Les partisans de la première opinion ont donc raison pour la distance comprise entre le projecteur et le point A (qui est rejeté à l’infini quand d devient infiniment petit); leurs adversaires, au contraire, sont dans le vrai depuis A jusqu’à l’infini.
- Dans les conditions ordinaires la valeur de x peut être assez considérable; dans le cas d’un
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 553
- verre de i mètre de diamètre, i,5o m. de foyer, éclairé par un cratère de 5 millimètres de diamètre, elle serait de 3oo mètres. A ce moment la lentille paraît uniformément éclairée, et doit être considérée, dans la direction de son axe optique, comme une véritable source de lumière.
- Le rapport des éclairements produits avec et sans lentille sera alors égal au rapport des surfaces de la lentille et du cratère. Ce rapport, qui pourrait être appelé pouvoir multiplicateur du système optique, serait de 90000 dans le cas déjà pris pour exemple; ce nombre doit être multiplié par l’éclairement que donnerait l’arc vu à une même distance, pour donner au point considéré l’éclairement dû à l’appareil.
- Il serait erroné de multiplier par ce pouvoir multiplicateur, comme on l’a fait pour les pro-
- Fig. 2
- jecteurs de Chicago, l’éclairement produit à 1 mètre par l’arc nu. L’arc pris pour exemple, et dont le cratère a environ 20 millimètres carrés, donnerait dans ces conditions 20 x i5o = 3oeo bougies, ce qui conduirait à 3ooo X 90000 — 270000000 bougies avec la lentille. Or il est bien évident qu’en aucun point de l’axe on n’a un tel éclairement.
- Toujours dans le cas pris comme exemple, on aurait, en plaçant le photomètre sur la lentille
- même, -^-^-3 = 1333 bougies.
- (i,ào y
- Cet éclairement se maintiendra sur l’axe jusqu’à 3oo mètres du projecteur. C’est lui qui serait fourni par une mesure photométrique directe (à l'absorption près) et qui seul, à mon avis, a une valeur pratique.
- IV
- Si évidente que paraisse la théorie que je viens de développer, il m’a semblé qu’il ne serait pas inutile de la soumettre au contrôle de l’expérience.
- La première série de mesures a été effectuée sur une lentille non achromatique, de 14 centimètres de diamètre et 45 centimètres de distance focale; la source de lumière était un diaphragme circulaire de 1,4 cm., éclairé par un bec Bengel et constituant ainsi une surface lumineuse de dimensions bien déterminées et d’éclat sensiblement uniforme.
- Les résultats indiquèrent une décroissance très lente et proportionnelle à l’inverse de la simple distance jusqu’au point A, calculé comme il est indiqué précédemment; puis à partir de ce point, la décroissance ordinaire suivait l’inverse du carré, en prenant la lentille comme origine des distances.
- Ce résultat provient de ce qu’il est très difficile de déterminer avec quelque précision le foyer des verres non achromatiques, la distance
- Fig. 3
- entre les foyers extrêmes colorés étant environ 40 fois plus grande que l’aberration sphérique (dans le cas particulier le foyer mesuré était plus petit que le foyer réel).
- D’autre part, les irisations qui se produisent, même le long de l’axe, troublent considérablement les mesures photométriques.
- Ces diverses considérations m’ont engagé à entreprendre une nouvelle série de déterminations sur un objectif privé sensiblement, suivant l’axe, des deux aberrations pour des rayons parallèles. J’ai choisi un objectif de lunette astronomique ayant les constantes suivantes : D = 7 cm., f — 78 cm. Le tableau de la page suivante donne le résultat des mesures.
- La différence à peu près constante entre les nombres expérimentaux et les nombres calculés doit surtout être attribuée aux réflexions des rayons sur les quatre faces des deux lentilles constituant l’objectifachromatique. Les résultats sont d’ailleurs tout à fait conformes à la théorie.
- Le graphique (tig. 2 et 3) donnera encore une meilleure vue d’ensemble de la répartition des éclairements sur l’axe de la lentille.
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- 554
- LA LUMIÈRE ELECTRIQUE
- Tout ce qui précède est évidemment applicable de point en point aux projecteurs munis de miroirs.
- Distance du photomètre de source lumineuse ~ observé (bougies 1 m.) •jjï calculé
- 780111 3,30 3,70
- 128 3,19 3,70
- 178 3,3o 3,70
- 278 3,25 3,70
- 378 3,19 3,70
- 428 3,3o 3,70
- 528 1,88 2,76
- 578 i,56 2,24
- 678 1,18 1,57
- 778 0,735 I, i5
- 1078 0,255 o,56
- 1578 0,111 0,24
- La concordance parfaite de l’expérience avec la théorie montre que les écarts quelquefois observés entre différentes mesures photométriques ne proviennent que d’une application illégitime des formules, ou souvent aussi de l’œil lui-même, auquel on a reproché si fréquemment son manque de sensibilité. Nous ne prévoyons pas malheureusement qu’il puisse être remplacé de sitôt pour ces mesures ; à quoi bon d’ailleurs plus de précision, puisque cet organe est en ces sortes de questions à la foisjuge et partie ? 0
- G. Féry.
- LA MÉTHODE DE M. STEINMETZ
- POUR LE CALCUL
- DES COURANTS ALTERNATIFS (s)
- Dans le calcul précédent, nous avons supposé le circuit d’utilisation, sans induction et il faut bien l’avouer, pour n’avoir pas à tenir compte du
- (') Ces mesures ont été faites à l’École de Physique et de Chimie, avec le concours des élèves physiciens travaillant au laboratoire.
- (a) La Lumière Electrique du 9 décembre 1893, p. 4S1.
- Comme nous l’avions fait prévoir au début de cette étude, l’idée de M. Steinmetz n’est pas nouvelle.M. Blondel a, dans notre dernier numéro, rappelé l’attention sur l’emploi dans certains calculs d’optique et d’électricité des exponentielles imaginaires.
- L’emploi des exponentielles imaginaires, que nous con-
- décalage entre l’intensité et la tension dans ce circuit.
- La puissance dans un circuit inductif n’est pas en effet exprimée par El ou RI2 lors même que E, I et R sont des grandeurs complexes.
- La première expression doit être multipliée par le cosinus du décalage, et la seconde doit être remplacée par ri2, r étant la résistance électrique du circuit.
- Ces vecteurs El cos 9 et ri2 n’ont pas une même phase, ce qui du reste a assez peu d’importance. Néanmoins, il y a une lacune, dont M. Steinmetz s’abstient de parler et qui pourtant mériterait d’être comblée.
- Une autre remarque importante est la suivante : puisqu’on raisonne sur des quantités imaginaires, il serait naturel d’en tirer tout le bénéfice possible, et par suite de ne développer les calculs, ou autrement dit de ne prendre les modules, qu’à la fin. Malheureusement si l’on opère ainsi pour traiter le cas général du problème que nous venons d’étudier, on se heurte à des difficultés mathématiques d’un ordre assez élevé qu’il est bien difficile de franchir.
- Transformateurs
- Avant d’établir à l’aide des grandeurs complexes les équations générales du transformateur, M. Steinmetz fait un court résumé de la théorie physique actuellement admise des transformateurs. Cet exposé est très bien présenté dans son ensemble, et nous ne pouvons résister au désir de le reproduire, ce qui fera du reste une heureuse digression au milieu des calculs que nous venons de donner et de ceux qui vont suivre.
- sidérons comme un peu différent de celui des imaginaires ordinaires, est en réalité très ancien. Elle a été certainement employée par Kirchhoff en optique, et l’origine paraît pouvoir en être attribuée à Cauchy.
- L’idée de s’arrêter à mi-chemin des exponentielles imaginaires, c’est-à-dire de considérer la forme a -i- bi pour représenter une grandeur dans un plan, est aussi ancienne que la précédente, et peut être également attribuée à Cauchy.
- Son application à l’électricité paraît beaucoup plus récente,et nous n’avons pu trouver d’autres applications que celle signalée par M. Raveau dans un* étude sur les applications scientifiques du téléphone, où il analyse un travail de M. Wien (La Lumière Électrique, t. XL1II, p. 564, 1892). L’emploi en électricité des imaginaires sous cette forme pourrait bien, à cause de leur analogie avec les quaternions, avoir pris naissance en Angleterre.
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- JOURNAL UNIVERSEL DELECTRiCLTE
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- Dans les circuits primaire et secondaire d’un transformateur, les forces électromotrices sont induites par les variations du flux magnétique engendré par les forces magnétomotrices combinées de ces circuits.
- Désignons par <1> le maximum du flux variable traversant un circuit magnétique quelconque, par T la durée d’une période complète du courant d’alimentation, et par n le nombre des spires bobinées sur le noyau constituant ce circuit; la force électromotrice induite efficace est
- E= \'2 it - <1> = 4,44 '!>•
- Si donc l’on donne, au contraire, la force électromotrice induite, la fréquence du courant d’excitation et le nombre de spires, le flux maximum est donné par
- tu v 3 n
- Pour produire ce flux, il faut une force ma-gnétomotrice ou un certain nombre d’ampères-tours déterminés par la connaissance de la forme du circuit et de la caractéristique magnétique du fer, ou autrement dit de la résistance magnétique du circuit.
- Dans un transformateur à vide, c’est-à-dire le circuit secondaire ouvert, les ampères-tours sont fournis par le courant d’excitation et l’énergie dépensée par ce courant représente (perte par effet Joule exceptée) l’énergie absorbée par ^hystérésis et les courants de Foucault.
- La courbe périodique de ce courant d’excitation n’est pas une sinusoïde, elle est fortement déformée par l’hystérésis. Elle atteint sa valeur maxima en même temps que le flux produit, mais elle redevient nulle avant ce flux comme le montre la figure 4.
- Ce courant d’excitation peut se décomposer en deux autres : un courant sinusoïdal parfait I de même valeur efficace que le premier et de même effet, et une onde de fréquence plus grande ou harmonique supérieure se rapprochant plus ou moins d’une sinusoïde et ne fournissant aucune énergie. Pratiquement, cette distinction se fait à l’aide de l’électrodynamo-mètre, qui, lorsqu’il a un moment d’inertie suffisant, n’indique que l’effet produit par la sinusoïde équivalant au courant déformé d’excitation.
- La figure 4 représente en ponctuée la courbe
- <1> du flux magnétique. Le courant d’excitation est figuré par la courbe déformée I, et ses composantes sont la sinusoïde équivalente I( et la courbe de fréquence supérieure I'. La valeur de cette harmonique est, comme on . le voit, assez faible en comparaison de la sinusoïde Ilt même dans un transformateur à circuit magnétique fermé, et comme le courant d’excitation est lui-même une fraction assez petite du courant primaire total en charge, on peut dans tous les cas de la pratique négliger sans inconvénient la courbe 1'.
- On voit que le courant sinusoïdal It équivalant au courant d’excitation est en avance de phase d’un angle 7. sur le flux produit. Pour rappeler que ce décalage est dû au phénomène d’hystérésis, nous pourrons l’appeler angle d'avance hyslèr clique.
- Cet angle est très faible dans les transforma-
- Fig. 4. — I Courant d’excitation du transformateur à vide, I, courant sinusoïdal d’excitation, I* harmoniques supérieures, 4> flux, a angle d’avance hystérétique.
- teurs à circuit magnétique ouvert, tandis qu’il a tteint jusqu’à 40 et 5o° dans les transformateurs à circuit magnétique fermé.
- Nous pouvons maintenant, comme on le fait habituellement, décomposer le courant sinusoïdal d’excitation en deux autres décalés de -,
- 2
- ou rectangulaires :
- r Un courant h correspondant à l’énergie dépensée par hystérésis (courant hyslérélique), décalé d’un quart de période en avant du flux et par suite en opposition de phase avec la force électromotrice induite dans le circuit secondaire ;
- 20 Le courant magnétisant en coïncidence de phase avec le flux produit ou décalé de ^ en avant de la force électromotrice induite et ne
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- 556
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- correspondant à aucune dépense d’énergie dans le fer.
- Le premier est donc :
- h~ I, sin a
- et peut être évalué par la dépense d’énergie calculée par hystérésis et courants de Foucault, c’est-à-dire :
- __ perte en watts dans le fer
- force électromotrice primaire'
- Gomme d’autre part, L peut être déterminé d’après la forme du circuit et de la caractéristique magnétique du fer employé, l’angle d’avance hystérétique est donné par
- h
- sin a =
- M
- Le second courant
- g — I, cos a
- ne consomme aucune énergie (en dehors de la perte par effet Joule dans le conducteur) et peut être fourni par un condensateur de capacité convenable en dérivation sur le circuit primaire.
- Dans un transformateur à circuit magnétique fermé le courant /t, qui ne peut être fourni par un condensateur, n’est pas beaucoup inférieur à L, a étant assez grand, il n’y a aucun avantage à employer un condensateur.
- Dans un transformateur à circuit magnétique ouvert ou dans un transformateur moteur le courant I,est, au contraire, beaucoup plus grand que h et le condensateur peut présenter un certain avantage en réduisant le courant à vide de L à h. Cependant là encore le condensateur n’a pas trouvé grande application.
- Ceci rappelé, occupons-nous tout d’abord d’un transformateur travaillant sur une résistance sans induction comme par exemple sur un circuit de lampes à incandescence.
- Dans ces conditions, le transformateur peut être caractérisé par les quatre constantes suivantes :
- i° Le pourcentage de l’énergie perdue dans les conducteurs ou
- 3° Le pourcentage de self-induction ou
- __ force contre-électromotrice de self-induction
- ** force électromotrice totale en pleine charge ’
- 4° Le pourcentage du courant magnétisant ou
- courant magnétisant courant primaire total en pleine charge'
- Soient alors :
- Circuit Circuit
- primaire secondaire
- nP Ils les nombres de spires,
- r„ }\ les résistances des circuits,
- I, it les intensités des courants,
- I’, r. — en pleine charge,
- Ep E, les forces électromotrices induites,
- u. U, les tensions aux bornes.
- Nous aurons pour les nombres précédents les valeurs suivantes :
- , — Ht f-!L I r‘ I'»
- E, ^ E,
- S
- h
- F-’
- 1 V
- puis, en désignant par F le flux embrassé par les deux bobines, ou flux utile, et par/le flux perdu entre les bobines, c’est-à-dire la perte magnétique :
- et enfin
- v =
- JE
- V
- Ceci posé, admettons, comme nous l’avons déjà fait du reste, que la force électromotrice soit remplacée par sa valeur efficace, c’est-à-dire soit comptée sur l’axe des quantités réelles, le flux
- étant en avance de^ sur celle-ci sera porté sur
- l’axe des coefficient de — i et le courant sinusoïdal primaire d’excitation sera représenté par (*)
- h = — h+g V— i-
- D’autre part, le courant primaire transformé correspondant au courant secondaire est
- _ perte par effet Joule
- 1 énergie totale en pleine charge'
- 2° Le pourcentage de l’énergie perdue dans le fer par hystérésis et courants parasites ou :
- _perte par hystérésis et courants de Foucault
- ^ énergie totale en pleine charge ‘
- le courant primaire total est donc :
- i, = i. +I9= ~h + g\l~i
- (') La quantité h étant essentiellement positive, le signe — s’impose, bien que M-. Steinmetü le néglige.
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 55y
- et le rapport des courants :
- L _ «. , — h + g <j~i
- i. •«„ ls
- Mais on a aussi :
- ou
- h— — h + g\/—i —Vp (— 9 + ,) V— I )) - A+ff V—I = J I, (-Z^±W~),
- en négligeant Ix devant le courant I2 correspondant à la pleine charge, ce qui conduit, pour le rapport des courants, à :
- h
- I,
- kl-w-']
- Le module de cette expression est :
- 11,
- 1,'tr il,,
- vA-?)'+(?)'
- ou, en développant en série et en se bornant aux premiers termes
- formule applicable aux cas où À est assez grand vis-à-vis de a et y., c’est-à-dire pour des charges moyennes et à pleine charge.
- La différence de potentiel aux bornes du circuit secondaire est, en admettant une perte égale par effet Joule dans les deux circuits :
- U, =E,-r, 1, = E. [i -et celles aux bornes du circuit primaire :
- série et en se limitant aux premiers termes :
- Upoir___nt,r
- a —
- d11).
- ]•
- Pour obtenir le décalage a> entre le courant et la tension primaire, il suffit de remarquer que l’on a
- ou
- I,, — a XJP (cos (o — sin ta \/— i ), a (cos « — sin « \/— i) = i
- où a est une constante réelle.
- Mais dans le cas actuel la tension et le courant secondaire ont même phase, et la quantité
- est réelle.
- Par suite, si l’on multiplie ces deux dernières égalités membres à membres, on a :
- ab (cos (o — sin w \J— i) = îï
- W-
- et par suite :
- r -fi). — <7 X V — i
- abc os <ü = i — y -f- s x a&sin to= y (r X,
- et lorsque 1 est suffisamment voisin de i
- U, — E, -J- I,, 4- -i,, 'J— i ^ — E,, i + — + <rX \ — i J
- Comme l’on a
- E/> _
- E„ ~~ lï, ’
- le rapport des différences de potentiel primaire et secondaire est :
- u,, _ n,, 1 + 0 + i iN i
- 2
- = ü; [' + a + ax/- i]
- ou, en prenant les modules, en développant en
- tangrto = <rX + y.
- On voit donc que lorsque la charge A varie la différence de potentiel aux bornes du circuit primaire commence par diminuer jusqu’à un certain minimum, qu’elle atteint pour
- puis va en croissant avec la charge.
- Pour les faibles charges, c’est le courant magnétisant qui produit le décalage ; pour les fortes charges c’est au contraire «r.
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- 558
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- L’expression de tango» n’est, bien entendu, qu’approximative et ne convient plus pour les très faibles charges; il faut alors prendre l'expression
- * A + ^
- tan g- (O = ---,
- i + / i — -
- Y
- qui elle aussi n’est appliquable que pour des valeurs de X assez grande vis-à-vis de 9 et de y. Le rendement est
- et le coefficient de perte
- i > + -
- A
- ' Ce dernier est minimum pour
- A demi-charge on a :
- ~ = 0,10728, -jy- = 10, io5,
- tang ,•> = 0,19 ou o> = ii*.
- Enfin, pour un dixième de la charge ^X — :
- j- = 0,162,
- ou plus exactement, sans développer en série :
- I,, c., E,,
- — o, i53, -g? = 10,02,
- tango» = 0,62 ou o» = 32°.
- La différence de phase entre la tension et le courant primaire est minima pour X = i,i55,
- c’est-à-dire pour une charge supérieure de i5 0/0 à la pleine charge. Cette différence de phase est alors :
- ou
- valeur qui correspond par suite au rendement maximum.
- Appliquons ces résultats à un exemple; prenons (*) :
- a,
- — = 10,
- n,
- 1 = 0,02, ç = o,o3.
- a — 0,02. u. = 0,08.
- On trouve pour la charge nominale (X = 1).
- ^=0,10332, —^ = 10,218,
- tang = 0,14,
- Pour une charge double de la pleine charge les résultats sont :
- l„ co u.
- Y =o,ioi58, ÿ- = 10,472,
- tangw=o,i6 ou (,>=0,16.
- (*) Ces résultats sont assez peu précis, surtout aux faibles charges; néanmoins, nous reproduisons ces nombres, d’après M. Steinmetz, parce qu’ils donnent une idée suffisante de ce qui se passe dans un transformateur à circuit magnétique fermé.
- tang (.> = 0,14 ou o» = 70 9.
- Le rendement est maximum pour une charge de
- X = 1,225,
- et est alors de 95,1 0/0.
- Enfin, à charge nulle le décalage est de
- . 0,08
- tang (ü = -- = 2,07 ou (1) = 70°.
- o, o3
- Ce qui précède s’applique uniquement aux transformateurs à circuit magnétique fermé dans lesquels les produits de deux des quantités i,. 9, c, g. et les carrés de a et y sont négligeables devant ces quantités, et de plus lorsque le transformateur travaille sur un circuit non inductif.
- Pour le cas des transformateurs à circuit magnétique ouvert et dans celui des transforma-I teurs quelconques sur lesquels sont branchés des récepteurs ayant une certaine self-induction il est nécessaire d’établir les équations générales.
- Dans ce but, conservons les notations précédentes et désignons de plus par sp et xs les inductances respectives des circuits primaire et secondaire, et par r et s la résistance et l’inductance de l’ensemble des appareils alimentés par le circuit secondaire.
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ELECTRICITE
- 55g
- Les résistances apparentes seront comme précédemment représentées par R,„ R, et R.
- Nous supposons, comme plus haut, les forces électromotrices induites, qui sont données par:
- E,, = y/2 Tt “jr
- /- n. 1
- E( = y' 2 7: -TjT ‘I’>
- portées sur l'axe des quantités réelles. Le flux est alors, en grandeur et en position, représenté par
- '[> y/—"T.
- L’expression du courant secondaire est :
- I. -
- E.
- R, + R r, + r + (s, + .v) y/- 1 ’
- E, (r, + r) E, [s, + s)
- ' {r, + r)‘ + (s, + .v)- !-r. + >')* + t *)
- r; V— ii
- OU
- I, = a — b \!— 1 ;
- H
- n
- Fig. 6
- en posant :
- . _ E, (r, + /•)
- (r, + r)- + (.v, + sr
- , - E. (S, -t- 6-)
- {r, + r)2 + (•?.+ •s)î
- La partie du courant primaire correspondant à ce courant secondaire, c’est-à-dire celle qui est réellement transformée est :
- x — ’h 1 — 11 •a — n"
- jiit h p ji
- Le courant primaire excitateur étant toujours I, — — h + ig,
- le courant primaire total est :
- 1
- — E, (r, + n
- iip __________
- (r. + rf + (s, + sf
- h S
- i E< (s< + s)
- _ n"----------------g
- ( (r,+rf + (s. +sf
- y/—1,
- OU
- En posant
- n,
- » p
- d y/:
- E. (r, + r)
- ' (r. + r)* -t (s, + s)1 n
- d
- a
- 1 E, (s. + s)
- r. + r)* + {s, + .v)!
- — h.
- - g-
- On déduit de là pour les pertes de tension dans les deux circuits ; pour le circuit primaire :
- I,, R,, = {c — d'J— 1) (r,, + sp y/—"7)
- = cr, + dsp — (drp — ci,) V—"7 ; et pour le circuit secondaire :
- L R. = (a — b >J~.1) (r, + s,
- — ar, + b s„ — (br, — as,) 7.
- Les expressions des différences de potentiel aux bornes pour ces circuits sont alors : pour le primaire, u„ = E,, -f-1,, R,,,
- _E,[i +
- + dSp — (di-p — cSp) y/— I 7
- E„ J1
- «. v2rvdvfr)+a, (a, + a)
- rpjr,+r)+sp(s, + s)f f VI
- (r.+ »-)• +s.+s)M V'* + *'*/J
- T"" F r" {s« + -V) ~ S” + r) (y p fiM •—r
- U; s (»-. + »•)•+ (a. + j)* V',g " JJv-1’
- et pour le secondaire,
- U. = E, — I. R.,
- ir. + b s.
- = E, [1 -
- (b r, — as,) y/— 1
- == E* (J *
- r, [r, + r) + s, (s, + s) (r. + r)a -t .v, -t s)2
- , j r, (s, + s)-s,(r, + r)( 1
- + i (r. + >r + (s, +Sf r J
- Telles sont les équations générales des transformateurs à courant alternatif; elles représentent les courants, les forces électromotrices et les tensions aux bornes en grandeur et en phase.
- En général, les pourcentages des résistances et des inductances dans les deux circuits sont égaux ou peuvent être considérés comme tels.
- On a donc : —
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-
- 56o
- LA LUMIÈRE ELECTRIQUE
- Ce qui donne pour la différence de potentiel aux bornes du secondaire :
- u, = E, (i — A + B >/=!), et pour celle aux bornes du circuit primaire :
- u, = ^e.£i + a — b ’J~i'y-rl,li~s!,g+(i'Pg—s„li)sl^i;
- en posant :
- a — r» +r) + .v, (s, + s)
- - (r. + r)* + (s. + s)°- ’
- R - r- S ~ r S•
- ~ (r. + r)* + (.*,'+*)»•
- Courants polyphasés
- Considérons d’abord le cas d’un système étoilé (fig. 5). Soient E la force électromotrice in<Juite efficace dans chacun des circuits du
- Fig. 6
- générateur, et I, I2, .... Lies n courants correspond dans ces circuits.
- Les forces n électromotrices induites du système étant décalées entre elles successive-
- 2 7T
- ment de—, elles seront données en grandeur et en phase par l’expression :
- E* = E [cos —JT------sin —n ^ 1 I"
- La quantité entre crochets est, comme on le sait,une des racines «ième de —i, en la désignant comme d’habitude par a* on a
- E, = a'— E.
- Désignons par R la résistance apparente de chacun des circuits du générateur, nous aurons pour expression de la différence de potentiel aux bornes du circuit de rang h (c’est-à-dire entre le poinLH et le point neutre O) :
- U* = E* - I, R — a*-*E — I/t R.
- La différence de potentiel à l’extrémité d’une
- ligne, dont la résistance apparente est R*, sera de même
- UA' = a'‘—1 E — Ih (R +R*).
- Évaluons maintenant la différence de potentiel entre deux bornes quelconques du générateur H et K, par exemple, nous la désignerons par U*/, et nous admettrons évidemment
- u»* = -u*4.
- La force électromotrice induite d’un circuit non générateur est évidemment
- E„= (a*-1 - a*-1) E.
- La différence de potentiel cherchée est par suite
- u4, -R(L-L),
- et celle entre les extrémités des lignes H et K est de même
- U'„ = E (a'1—1 - a*-1) - R (I* -1*) - (R* I„ - R* It).
- Si ces extrémités sont reliées par une résistance apparente R/,*, et si le courant qui la traverse est I/,/c, on a :
- Appelons maintenant \,L0 le courant qui passe directement de la ligne au point neutre o’, le courant total provenant du générateur par la ligne K sera
- A=n
- i. = 21**-
- k=L l
- Si les points neutres sont isolés, la loi de Kirchhoff donne
- 21‘=°’
- ;t=i
- 11*= o,
- h—l
- si au contraire ils sont réunis à la terre ou reliés par un conducteur, on a seulement
- /l = H /lZ!H
- /t~l h—l
- Des considérations semblables permettraient d’établir des expressions analogues pour le cas d’un système polygonal (fig. 6). Il suffit de/emar-
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 561
- quer que la force électromotrice entre les lignes H et K est ici :
- Eh + El+t + ... + E4=e£
- On pourrait faire sur les équations générales précédentes l’étude complète et la discussion des systèmes à courants polyphasés. Mais comme cette étude serait très longue, nous nous contenterons de traiter un cas tout particulier des courants triphasés montés en étoile, celui où une seule branche du système est chargée. Ceci nous permettra de mettre facilement en lumière certaines particularités assez peu connues de ce système.
- Prenons donc un système triphasé étoilé (fig. 7), et conservons les notations du cas général. Nous allons écrire tout d’abord les expressions précédentes pour ce cas particulier.
- Fig. 7
- Les forces électromotrices induites dans les trois circuits du générateur sont :
- E a E a* E.
- Les différences de potentiel, entre chacune des trois bornes de la machine et le point neutre sont également, en remarquant d’ici Ij = — I2 :
- U, = E-RI, U2 = aE + RI, U,= **E,
- Celle, aux extrémités des lignes, supposées limitées aux points où la résistance apparente Rj.2 est insérée sont de même en faisant Ri = R-2-
- LY = E —I, (R + R,), U, = aE + I,(R + R,), U, =ot*E
- On en déduit pour les différences de potentiel entre les bornes, deux à deux de la génératrice U, .2 = E (I — a) — 2 RI,, pour la branche chargée, et
- Uî>3 =«E(l-a) + RI,,
- U3.,=asE(i-a) + I„
- dans les deux branches non chargées. Puis pour
- les différences de potentiel aux extrémités de la ligne,
- U',„=E (i-«)-2l, (R + R.) pour la branche en charge, et :
- U',.j = «E (1 - et) + I, (R + R,),
- U'3., = a"E (i-a) + I, (R + R,)
- pour les branches non chargées.
- Le courant I, est d’après son expression générale :
- T__E ( 1 — et) — al, (R + R,)
- ’ ~ R,..
- d’où l’on tire :
- T - E(!-«)
- 1 - R,., + 2(R + R,)-
- Cette expression transportée dans les expressions de potentiel précédentes donne, pour les différences de potentiel aux bornes du générateur :
- = B (,-.)[ -R-^ + R'>],
- O,., = E (1 - «) [« + r,., +3(E + r,)]'
- qui, pour les différences de potentiel aux bornes de la ligne :
- U',.s =E (1 —a) [1 -lï'.-a = E (1 — a) + UV, =E(l—a) [a! +
- 3(R + R.) 1
- R,.2 + 2lR + R,)J’
- R + Ri 1 R,.s + 2(R+R,)J’
- R + R,
- R,-a + 2 (R + R
- :,]
- Les modules de ces trois expressions sont différents; ils montrent que' si l’on charge dans un système triphasé en étoile une des branches en laissant les autres à circuit ouvert les tensions efficaces dans les deux branches ouvertes sont différentes.
- Ce que nous venons de montrer dans un cas particulier se produit dans toute distribution non équilibrée, et les différences entre les tensions peuvent être augmentées ou diminuées par un choix convenable des constantes des circuits.
- Pour montrer quel est l’ordre de grandeur de ces différences, appliquons les équations précédentes au cas particulier où l’on a pour le générateur :
- E (1 — a) = ioo volts.
- r=o,or ohm.
- s =ro,o5ohm.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- en faisant tourner d’un certain angle l’axe des quantités réelles.
- Pour la ligne et la charge nous supposerons qu’on ait successivement :
- i° Ligne sans induction de 0,1 ohm,
- Charge sans induction de 1 ohm ;
- 2° Ligne sans induction deo,i ohm,
- Charge inductive, sans résistance, de i ohm ;
- On voit que dans les cas I, II et IV certaines tensions sont supérieures à la force électromotrice induite dans la génératrice et que dans une distribution à courants triphasés non équilibrée, il peut y avoir une augmentation de tension. L'expérience confirme ce résultat.
- Dans le cas IV, tandis que l’une des tensions dans les branches ouvertes augmente, l’autre diminue, la divergence entre ces deux branches tient à la répartition de la résistance et de l’induction.
- En pratique, les différentes précédentes ne se produisent que dans le cas de mauvaises distributions, c’est au constructeur à faire un choix iudiciéux dans la répartition des résistances et des inductions de façon à rendre minima ces différences entre les tensions des branches inégalement chargées. En particulier, le tableau montre que l’on doit prendre une induction
- 3° Ligneinductive.sans résistance, d’inductanceo.i ohm, Charge inductive, sans résistance, inductance de i ohm ;
- 4° Ligne inductive sans résistance de o,i ohm,
- Charge non-inductive de i ohm. •
- En portant ces chiffres dans les expressions de 1, puis des U,.2, U2.3, Ua-j, U'i.2, U'2.3, U'3.i, on trouve tous calculs faits :
- Différence de potentiel aux bornes do la ligne
- R, ,= i
- U',., = 8i,6 (0,998 — 0,08 V— <)
- U'5.3 = 92,6 (— 0,44—0,90 V/— l)
- i-:Vi — 98,7 (—0,41 + 0,91 v'~) R.-.= v-ï-
- U', ..=89,1 (0,98 + 0,20 V— 1)
- U'j.3 = 104,9 (— 0,42—0,92 \i— 1) U',., =89,3 (— 0,49 + 0,86 \/- 1)
- R... = \PT-
- U',.5 = 78,4 (0,999 + 0,01 \/—1)
- U'..3 = 95,6 (—0,41 — 0,91 y/— 1)
- U'3 , =94,6 (—0,41 + 0,91 y/— 1)
- — I R,.J = I .
- U', . = 94,1 (0,96 — 0,28 V— 1)
- U'..3 = 86,1 (—0,52 —0,85 \f—~ï)
- U'3 i = 109,6 (—0,41 -f 0,91 y/^”D
- dans le générateur aussi faible que possible, puisqu’avec une inductance vraiment faible de o,o5 les différences entre les tensions des diverses branches peuvent être assez grandes.
- Cette dernière condition exige en général pour un générateur polyphasé bien construit des dimensions plus grandes que pour un générateur à courant alternatif de même puissance.
- Conclusion.
- Lerésultat le plus intéressant de la méthodede calcul développée par M. Steinmetz est la généralisation tout à fait élémentaire des lois d’ühm et de Kirchhoff, où les quantités qui y entrent sont représentées non seulement en grandeur, mais aussi en phase. Grâce à ces lois, un grand nombre de problèmes sur les courants alternatifs sont traités comme les problèmes analogues
- Différence de potentiel
- f ourant aux bornes du générateur
- I. Ligne et charge sans induction R, ~o,i U,.. = 98 (0,999 — 0,08 y/— 1)
- I, = 81,6 (0,997 — 0,082 \j— 1) U5.3 = 95,9 (— o,5r — 0,86 y/— 1)
- U3., = 102,9 (—0,47 + 0,88 y/— 1)
- IL Ligne sans induction et charge inductive R, =0,1
- U,.. = 90,9
- I, = 89 (0,196 — 0,980 v— 0 Us 3 = 97,8 (— 0,46 — 0,89 v— 0
- U,., = 97,8 (— 0,46 + 0,89 \!~\)
- III. Ligne et charge inductives R, =0,1 y — 1
- U,.. = 92,8 (0,999 + 8,01 y/— 1)
- I, = 72 (0,015 — 0,999 y/— 1) U..3 = 98,8 (— 0,47 — 0,88 y/— 1)
- U3-i = 97,7 (— 0,47 + 0,88 y/—"T)
- IV. Ligne inductive et charge sans induction R, = o, 1 y/
- U,.. = 95,9 (0,996 — 0,09 y/— 1)
- I, =94 (0,96 — 0,282 y/— l) U..3 = 95,2 (— 0,5 — 0,86 yI— i)
- U3., = 102,7 (— 0,47 + 0,88 •/— 1)
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
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- pour les courants continus en faisant sur les quantités imaginaires les mêmes opérations que sur les quantités réelles en tant que ces opérations sont autorisées.
- Néanmoins, comme nous l'avons vu, la puissance dépensée dans un appareil quelconque, n’est pas exprimée par une expression analogue à celles des courants continus, fait qui empêche la généralisation de se poursuivre aussi loin qu’on le voudràit.
- Quoi qu’il en soit, cette méthode de calcul peut rendre, comme nous venons de le dire, de très grands services par la facilité avec laquelle se traitent, par les méthodes ordinaires, certains problèmes très compliqués, si ce n’est la sujétion constante où l’on est lorsqu’on ne veut pas perdre le bénéfice de la méthode en développant les calculs pour faire disparaître les imaginaires, de légitimer quelques opérations douteuses, sur les fonctions de variables imaginaires particulières (fonctions analytiques le plus souvent) qui s’introduisent dans les calculs. Ceci peut, en effet, exiger des connaissances mathématiques par trop étendues qui dépassent considérablement la notion des exponentielles imaginaires.
- Les simples notions du calcul des quantités imaginaires qui nous ont suffi dans ce travail pour exposer la méthode de M. Steinmetz et qui sont à la portée de tous pourraient donc dans certains cas être insuffisantes, et alors il n’y a aucune raison pour ne pas employer des exponentielles imaginaires.
- F. Guilbert.
- LA SOUDURE ÉLECTRIQUE (J)
- Lorsque la dynamo actionne en même temps que les machines, à souder un circuitde lampes,
- 11 faut employer, pour régulariser ce circuit, des moyens particulièrement énergiques. La figure
- 12 représente schématiquement la disposition proposée à cet effet par M. Lemp, ingénieur de la compagnie Thomson.
- L’alternateur est excité par une dynamo continue 2, avec inducteurs 7 et 8 enroulés en oppo- (*)
- (*) La Lumière Électrique du 16 décembre 1893, p.5io.
- sition; on a figuré, dans son circuit AB, des lampes 12, une machine à souder i3 et une résistance 11, formée d'un faisceau de fils de fer. Quand le circuit AB est ouvert, il ne passe pas de courant dans la résistance 11, ainsi réduite au minimum, de sorteque l’excitation de l’inducteur
- Fig. 12 à 14. —Lemp (192-1893). Régularisation des circuits à soudures.
- 8, qui lui est relié par l’impédance 10, est maxima: cette excitation contrarie donc le plus possible celle de l’inducteur 7, et réduit par conséquent au minimum l'excitation de l’alternateur 1. Mais,, dès que le circuit est fermé, 11 s’échauffe, réduit
- Fig i5. — Lemp. Résistance chauffée par rayonnement.
- l’action de 8, et augmente le potentiel de l’alternateur. L’impédance 10 s’oppose seulement au shuntage des courants alternatifs de A B sur l’excitatrice, sans s’opposer au passage de ses courants continus.
- En figure 13, les résistances 11 sont montées sur les secondaires s s des transformateurs 17 18,
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- dont les primaires P P' sont l’un en série, l’autre dérivé sur les conducteurs A. Le primaire P a peu de tours ; le courant de l’armature i le traverse tout entier, tandis que P a un grand nombre de tours, et en prend la tension. Les secondaires s et s' sont reliés en quantité à l’inducteur 8, qui, dans ce cas, est enroulé en concordance avec 7, de sorte que les deux inducteurs de l’excitatrice sont traversés en série par le courant qui va de son armature aux résistances thermiques 11, et dans le circuit duquel se trouve intercalé le rhéostat i5. Les inducteurs de la dynamo
- Fig-. i6à 19. — Lemp. Régulateur; types de résistances.
- I sont dans le circuit de l’armature 2 et du rhéostat 16. Tant que le circuit AB est ouvert, il ne passe pas de courant en P et la résistance
- II est chauffée par le courant de S', transformé de celui de P'. Cette résistance, ajoutée à celle du rhéostat 15, détermine le potentiel de l’excitatrice, que l’on règle, par i5 et 16, de façon à déterminer aux bornes de la dynamo la tension voulue. Lorsqu’on ferme le circuit A B, le courent en P excite en s' un courant de sens opposé à celui de s' de manière à diminuer réchauffement de 11, et à augmenter l’excitation de 2. Si l’on employait en 11 une résistance de charbon, qui baisse avec la température, il faudrait dis-
- poser s et s' de manière que leurs effets s’ajoutassent au lieu de se retrancher.
- En figure 14, les résistances 11 sont dérivées sur les enroulements inducteurs de l’excitatrice, de sorte que cette dérivation diminue quand leur température augmente.
- Les résistances 11 peuvent être (fig. ^chauffées indirectement par le rayonnement des conducteurs placés dans le circuit principal. On peut ainsi employer pour 11 de petits fils très longs ,et pour le courant principal très intense un fil plus gros et plus court.
- Fig. 20 à 23. — Soudeuse à rails Suppes (1893).
- On peut employer pour les grands courants une résistance liquide constituée(fig. i7)pardeux plaques 27, 20, fixées à des isolants 32, 33, perforées pour faciliter la circulation de l’eau acidulée dans laquelle elles sont plongées, et intercalées dans le circuit par les connexions 3o, 3i. Ce rhéostat peut, comme l’indique la figure 19, se relier à un grand réservoir permettant de donner à son liquide un volume considérable. La figure 18 représente la disposition adoptée poulies résistances en carbone et la figure 16, comment on peut les faire agir directement sur les inducteurs delà dynamo; cette figure s’explique d’elle-même d’après les considérations précédentes, en se rappelant que la résistance du car* bone diminue quand la température augmente.
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- La soudeuse de M. Suppes représentée par les figures 20 à 3i est spécialement disposée pour le travail des rails.
- Supposons, comme l’indiquent ces figures, qu’il s'agisse de souder une couverte 5 au rail 4. On commence par amener au moyen du chariot 18 20 les blocs soudeurs 99 (fig. 24) au droit de la soudure. Ces blocs, rafraîchis par une circulation d’eau 11, sont profilés en 10 de manière à envelopper le joint à souder, et divisés chacun en deux pièces isolées. Quand on les a amenés au droit du joint, on les serre sur ce joint, malgré les ressorts 23 (fig. 22), au moyen des pistons des
- *0
- {
- *0
- !*i----1
- Fig. 24a 3». — Soudeuse Suppes; détail des matrices.
- presses hydrauliques 3, 3, terminés par des transformateurs 20, et l’on fait passer le courant. Une fois la soudure ainsi ébauchée, on retire les pistons 3 ; les blocs 9 s’écartent automatiquement par les ressorts 23, et on les remplace par les blocs finisseurs 12 (fig. 3o), également portés par le chariot 20, et profilés de manière qu’il suffise, pour terminer la soudure, de les serrer forte, ment sur le joint encore chaud, et sans faire passer le courant, par les trois pistons I.3.3. Ainsi qu’on le voit en figures 24 et 3o les blocs 9 et 12 sont simplement assujettis sur le socle 20 du charriot par des pitons 25 et 26.
- Nous avons fréquemment mentionné dans nos précédents articles les appareils ingénieux et
- très variés étudiés par MM. Angell et Burlon, pour 1’ « Electrical Forging C° du Maine ». La forge représentée par les figures 32 à 36 a pour objet de permettre de travailler rapidement un
- Fig. 3u. — Soudeuse multiple Angell et Burton (1893).
- grand nombre de tiges ou barres qq, de longueurs uniformes.
- La tige -f- m, reliée au pôle positif du transformateur + A, aboutit à l’électrode positive + r,
- Fig. 33. — Soudeuse Angell et Burton.
- tandis que le pôle négatif — B est relié par — m et — o aux électrodes négatives — r. L’électrode positive reçoit les extrémités des barres sur des cônes 1 1 (fig. 34) que l’on fixe à la hauteur voulue par des vis 10, tandis que les électrodes négatives — r reçoivent les autres
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- bouts de ces barres dans des cônes 2, avec galets de serrage 5, à poids 7.
- On donne aux butées 1 et 2 les formes les plus variées s’adaptant à celles des barres comme, par exemple, en figure 35 et 36. Dans ce dernier cas (fig. 36) pour compenser la diminution de l’épaisseur de la barre q dans son
- Fig. 34. — Soudeuse Angell et Burton. Détail d’une pince 5.
- bout de gauche, il faut faire l’attache 1 en cuivre, plus conducteur que le métal de 9, et l’attache 2 en un métal moins conducteur que 9. Afin que la partie de la barre saisie par la pince 1 soit portée à la même température que le reste de la barre, on la retire peu à peu de cette pince., jus-
- Fig. 35 et 36. — Soudeuse Angell et Burton. Détail d’une butée r r'.
- qu’à ce que ce résultat soit atteint. Il faut, en outre, parfaitement décaper les biseaux de la barre 9, et même les polir. Ces surfaces décapées s’échauffent, paraît-il, plus vite que les autres,desorte quel’on pourrait ainsi,en localisant convenablement ces décapages, donner, par exemple, à un outil une trempe plus dure sur le tranchant même que sur le reste de sa pointe.
- Comme le savent nos lecteurs (*), NI. Cofftn a conservé pour un certain nombre d’applications, et parfois sous une forme très ingénieuse, là méthode de soudure par l’arc ; les figures 3y et 38 représentent l’une des dernières créations de cet inventeur : son chalumeau électro-magnétique à arc tournant. Dans cet appareil, les charbons A et B, séparés par un espace annulaire d’air ou d’isolant, sont entourés d’un électro-aimant C, dérivé en x' y' sur le circuit xy des charbons, de sorte que l’arc qui jaillit entre eux tourne autour de B avec une vitesse croissant à mesure que l’intensité augmente en C, de manière à couvrir la soudure sur une plus grande surface, à la manière des charbons tournants de Howard (2).
- Fig. 37. — Soudure à l’arc tournant Coffin (1893).
- La figure 38 représente l’application du chalumeau Coffin à la soudure d’un cercle.
- Afin de ne pas s’exposer à brûler le métal, M. Mountain fait (fig. 3q à 41) jaillir l’arc dans une chambre en briques réfractaires 3, montée dans une embase a, rafraîchie par une circulation d’eau a, a2. Cette chambre devient rapidement incandescen te, et on la promène avec l’arc, par les poignées 9 a, sur la soudure y, en la maintenant suspendue en x. Les vis 8 permet-
- (') La Lumière Électrique 4 octobre, 8 novembre 1890, p. 29 et 263; 7 mars, 24 octobre 1891, p. 452, 455, 155 ; 20 février, i5 octobre 1892, p. 36o, 115 ; 18 février, 2 septembre 1893, p. 3o6, 412.
- (2) La Lumière Électrique du 21 mars 1893, p. 353.
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- tent de régler la longueur de l’arc. La chambre 3 a généralement i5o à 200 millimètres de côté, mais on peut évidemment lui donner des formes spécialement adaptées aux soudures à effectuer.
- Lorsqu’on emploie, dans la soudure à l’arc, pour l’un des pôles le métal à souder, et pour l’autre le charbon soudeur, la longueur de l’arc subit presque fatalement des variations rapides et extrêmes — de zéro à la rupture — dont on
- Fig. 3S. — Coffin. Soudure d’un cercle.
- atténue en général les effets par l’interposition d’accumulateurs ajoutés en parallèle sur le circuit de la dynamo. M. Rritpp a (fig. 42) récemment proposé d’éviter l’emploi de ses accumulateurs en faisant exciter les inducteurs G de la dynamo B, à courants continus, par une batterie D ou une source qelconque d’électricité indépendante de B, avec interposition d’un rhéostat régulateur E.
- Le fer à souder de M. Tinnerholm est (fig. 43J remarquable par sa grande simplicité. Il suffit
- de serrer la vis 2 pour y fixer le fer 1, enfilé dans la douille de porcelaine 7, autour de laquelle s’enroule la bobine 4, protégée par la gaine métallique 8. On peut donner au fer 1 les formes
- Fig. 3g à 41. — Mountain (1892). Soudure à l’arc par rayonnement.
- Fig. 42. —Krupp(i893). Soudure à l’arc sans accumulateurs.
- Fig. 43 à 47. — Fer à souder Tinnerholm (i8g3).
- les plus variées, comme par exemple, celle d’une cupule à soudure 24 (fig. 46) que l’on pose alors dans une sorte de bougeoirB, semblable au corps de l’appareil (fig. q3) à base recevant les bornes du courant en 26 27.
- Gustave Richard.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- OSCILLATIONS ÉLECTRIQUES
- DANS LES CONDUCTEURS CYLINDRIQUES (*)
- V.
- Propagation des ondes magnétiques longitudinales.
- i. Dans l’étude qui précède nous n’avons considéré que les perturbations où les forces électromotrices sont dans des plans passant par l’axe du conducteur cylindrique, et les forces magnétiques tangentes à des circonférences dont les plans sont perpendiculaires à cet axe. Les perturbations de ce genre ne sont pas les seules que l’on ait à considérer en pratique. Celles pour lesquelles la force magnétique est dirigée approximativement suivant l’axe, tandis que les courants forment des cercles perpendiculaires à cet axe, sont des plus importantes dans l’étude des transformateurs, puisque ces appareils se composent essentiellement d’un noyau de fer doux sur lequel sont enroulés des circuits parcourus par des courants qui donnent naissance à des courants induits circulaires et à une force magnétique longitudinale.
- Considérons donc un cylindre circulaire de fer doux soumis à de semblables perturbations. Prenons son axe pour axe des z, et soient abc les composantes de l’induction magnétique, suivant les axes de coordonnées. Puisque par hypothèse l’induction magnétique est dans un plan contenant l’axe du conducteur, nous avons, en appelant 5 la composante de l’induction magnétique suivant la perpendiculaire abaissée du point considéré sur l’axe,
- .v , y
- a —s —, b — s -,
- r r
- r étant la distance du pointa l’axe. Si nous sup" posons que les champs électrique et magnétique sont symétriques par rapport à cet axe, 5 est une fonction de r, de s et de l, mais ne dépend pas de l’angle de sa direction avec l’axe des x ou celui des y. Comme d’ailleurs
- x____dr y_ dr
- r dx ’ r ~~ dx ’
- les composantes a et b peuvent être regardées comnae les dérivées par rapport à r et à y d’une fonction -/ de r, z et t,
- — ÈL
- dx’
- . dy
- b = -r-C dy’
- (') La Lumière Électrique du 16 décembre 1893, p. 5o5.
- et puisque
- da db de
- v dy dz
- dx
- de
- dz
- d*y _ d* y dx* dy1’
- Nous avons en outre, d’après les équations générales du champ,
- d2a d2 a , d2a *a=dï* + JF* + dT*
- dans le milieu conducteur, et
- 4 it u. d a a dt
- „ d*a , d*a , d*a T_ d*a
- Aa = -;- + dy2 + dP =ijK
- dx*
- dt*
- dans le diélectrique
- En admettant que toutes les grandeurs du champ varient comme e i(,"= + la première de ces équations devient
- d*a , d*a , âT' + fr*-* a=°>
- „ „ , 4 %\i.ip
- 11* — m * -p :—-,
- (O
- et la seconde devient
- d* a d* a
- dx
- ;t, +
- dy*
- - h* a — o j
- ou
- h*—m* —
- \*'
- (2)
- Mais d’après les propriétés des équations de ce genre, on a, si a est une solution,
- d2 , d2y
- dx2 dy* ' ’
- OU
- ddy
- dx*
- dy*
- h* y — a.
- Par conséquent, on obtient pour le milieu conducteur,
- de
- et pour le milieu diélectrique
- de
- ~dz~
- h2
- relations dét ntermian/ si on connaît c.
- Or cdoit également satisfaire à l’équation de la forme
- d~ C d2 c dx* dy*
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- JOURNAL UNI VERSEL D’ÉLEC TRICITË
- 5Co
- que l’on peut transformer en
- d*c i de .
- -371 + - -j----«* c = O,
- dr* » tir ’
- dont nous connaissons l’intégrale générale exprimée à l’aide des fonctions J0 et K0.
- Nous avons dit que si r peut devenir nul on ne peut prendre que le terme en J0. Par conséquent nous avons dans le conducteur
- c— AJ„ (inr) e '('»+pi). (3)
- Nous en déduisons
- oit , ,
- / = - —AJ, (mr) e ‘ +
- et par suite
- im . d , \
- a = - — A — J. ^ n,-) e >' (»*= + pO , J
- , i m d { ^
- b- — ~A (in r) c + i>'). j
- Si nous supposons illimité le diélectrique entourant le conducteur, nous pouvons faire r infini dans ce milieu, et nous devons alors prendre pour c la solution
- pour que zzp puisse être regardé comme très petit La relation (7) devient alors
- f*
- = i k p
- K. (z/zp)
- K'„ (i k p) ‘
- Or, quand le conducteur cylindrique est en
- fer, ce que nous supposerons désormais, - est
- l'une quantité très petite; par suite /cp doit être petit, et l’on peut poser
- K. (ikç.) — [Oj
- 2JL
- i k p’
- Iv'„ \ik p) =
- 1
- i h ?’
- de sorte que la condition précédente devient
- Pour trouver la solution de cette équation, remarquons que
- -v log.v = — y
- a pour solution approchée, quand y est petit,
- A ~ ~ iôgÿ’
- car en substituant cette valeur de „v, il vient
- c = CK, (i h r) c < («= 1- pi); (5)
- d’où l’on déduit
- i jh d %
- a — — ti- C -- Iv, (i k r) c ‘ + 1",, 1
- . ; » (6)
- b — — U~ q Z— Ko {ikr) e < ("'= + p'\ j
- Exprimons qu’à la surface du conducteur la force magnétique tangentielle est continue; nous obtenons la condition
- ^J„ {i n p) = C K, (ikç,).
- D’autre part, la composante tangentielle de la force électromotrice doit aussi être continue; nous pouvons exprimer cette condition en écrivant que la composante radiale de l’induction magnétique est continue, c’est-à-dire
- ^AJ'U [i n f) = yCK', (ik p).
- Eliminant A et C entre ces équations, il vient
- inp J„ (in p) _ , K„ (1 k p) p- J'„ (izzp) ~l ip K'„ (z/zp)’
- (7)
- relation qui, jointe aux relations (1) et (2), permet de trouver m lorsque k est connu.
- 2. Examinons le cas particulier où la fréquence des oscillations est suffisamment petite
- a- \ogx — ~y
- et le facteur du second membre est sensiblement égal à l’unité, puisque y étant supposé
- très petit, log log - est très petit par rapport à
- •«4
- En appliquant ce résultat à l’équation qui nous occupe, on trouve
- /z2=-----------!—.
- p. f! log p y*
- Mais puisque la fréquence des oscillateurs est, par hypothèse, très petite, la relation (2) montre que l’on a approximativement k- = m2. Par suite
- m - — [ -- —r l'%
- P L p log (p J ’
- et comme nous avons admis que a, b, c variaient comme e,m: on voit que la force magnétique
- se trouve réduite à -i de sa valeur initiale à une
- distance z de l’origine égale à
- 1
- ^ ? ) (plofftpY2)]!'4-
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-
-
-
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- 570
- 2. Supposons maintenant la fréquence assez grande pour que np soit grand par rapport à l’unité, mais petit par rapport à y.. Dans ce cas, on a approximativement
- J'„ (in p)= — i J„ (in p),
- et la condition (7) devient
- 11 p
- y-
- = i k p
- K, (i h p)
- Mais <j. étant grand, kç doit être petit, et en remplaçant K0 et K'0 par les valeurs correspondant à une valeur très petite de la variable, il vient
- 11 p
- = /<* P* log ff-. r 0 % h p
- Si on prend des valeurs numériques conformes à l’hypothèse faite, on voit que la valeur de k% satisfaisant à cette relation est grande par rapport à ^ et que par suite on peut prendre k=m. Mais à cause de la grandeur de y. et dep, la relation (1) se réduit à ri1 = ^71 \X1P. par consé-quent la relation précédente devient
- A.PMogiA_p = ri£Pi!p'eT. n L j
- Pour résoudre cette équation, posons
- (9)
- substituons à Æp sa yaleur déduite de cette égalité et égalons les parties réelles et les parties imaginaires des deux membres. Nous obtenons
- 1>> log w cos — w <{/ sin <|< — —
- 1
- w log w sin «j; + w J* cos ^ =
- ± kPP'~|3
- Y2 L 2 p. a J
- Mais /ep étant petit, w l’est aussi, et les termes en logw sont de beaucoup les plus importants. On a alors des équations de la forme .vlog„v = —y admettant pour solutions :
- 1
- y [~tc P p*~te
- Y* L «T J I __ «
- 11* =-----'----!-------’r' — —7 •
- D’autre part, la relation (9) donne, puisque k = m :
- p = 2 y </—>)< (cos| +isiR^
- = 2 y w
- ‘2 / 5 iz . 5 n\
- (cos-8 +îsin t;-
- (m: + 111)
- La force magnétique variant comme e on voit donc qu’elle tombe à la fraction l- de sa valeur initiale à une distance de l’origine égale à
- P 5 TC
- 7= cosec —,
- 2 y \'1V 8 ’
- ou, en remplaçant w par sa valeur :
- - cosec ---
- (9)
- Si on compare cette expression à l’expression (8) obtenue pour les perturbations de faible fréquence, on voit que les perturbations rapides s’amortissent plus rapidement que ces dernières. La perte d’énergie du conducteur est donc plus grande quand les phénomènes sont, par suite de la grande fréquence, concentrés dans la partie superficielle du conducteur que lorsqu’ils sont uniformément répartis sur la section droite du conducteur.
- VI. — Déperdition de l'énergie sous forme de chaleur dans les transformateurs.
- 1. L’énergie transformée en chaleur par suite du développement des courants de Foucault dans le noyau d’un transformateur est de l’énergie perdue pour le rendement industriel de l’appareil. Il y a donc intérêt à connaître l’expression de la quantité de chaleur ainsi développée, afin de pouvoir la réduire à un minimum en donnant à l’appareil des dimensions convenables. Le théorème de Poynting nous permet d’arriver facilement à cette expression.
- D’après ce théorème, la valeur moyenne de l’énergie transformée en chaleur dans un milieu cylindrique est, par unité de longueur
- 1 p X force électromotrice tangentielle
- 2
- X force magnétique tangentielle.
- Dans nos hypothèses, la force magnétique
- £
- tangentielle à la surface du conducteur — est la
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- partie réelle de II c’est-à-dire, en posant
- in = « + i Pi
- ~$3 (!) H e cos (az + pt). w
- Cherchons à exprimer la chaleur développée en fonction de H, qui est d’ailleurs la quantité qui convient le mieux dans ce cas, car la force magnétique à la surface du conducteur est due entièrement au champ extérieur et n’est pas altérée, si le champ est uniforme, par les courants circulant dans le conducteur lui-même.
- Appelons 0 la force électromotrice tangen-tielle en un point. Nous avons
- n Pr 0 — -
- r T r
- ou
- r ô ~ — P y + Q -v,
- et par suite
- ci r 0 d P , d Q
- dr dr 'r d-r
- dP r ,
- -y -,--Kv
- dy y
- dQ r d x x ’
- et encore
- i d ri d P d Q de
- r dr dy dx ~dt '
- Or, on a trouvé
- c = AJ, {inr) ed«‘~ + vt)\
- on en déduit, en s’appuyant sur les propriétés des fonctions J,
- 0 = - A J'„ (t 11 r) C'(m:+;iO.
- Il “ ' '
- Mais c devant avoir la valeur (i) à la surface du fil, il faut que
- AJ„ {in p) =ii II,
- et, par conséquent,
- Q_g Y Ain 9). -psc i(«z+pl)
- n J,q«p)
- (a)
- 2. — Considérons le cas où la fréquence et le rayon du fil sont suffisamment petits pour que no soit très petit.
- Si, comme nous l’avons souvent fait, nous remplacions JoO'»f) et J’o (inP) par leurs valeurs
- approchées i et^ in p, nous trouverions pour la
- partie réelle de 0 une expression de la forme B sin (aS_|_p dont le produit par He— P3 (cos az + p/) aurait pour valeur moyenne zéro. Il n’y aurait pas de chaleur produite dans le fil. Ce résultat
- 5 71
- T------------
- montre que dans les développements en séries
- nous devons prendre au moins les deux premiers termes. En opérant ainsi et en remplaçant
- n par sa valeur approchée n =
- trouve
- 0 = partie réelle de
- . A ny-ip
- on
- I . ( TZ\ltpp-) ti
- -;*pp 1-------rr— v-lle
- i(z + Pt)
- —Ip.pp\îe ^ ~'sin(<xz-\-pt)— -^j7r|i2pïp,He ^ cos{az+pt).
- Faisant le produit de cette quantité par ^ pHe — cos (a z + pt)
- et prenant sa valeur moyenne, on obtient pour la chaleur produite dans le conducteur, par unité de longueur,
- -J-WH* e "* •
- Ib <7 r ^ r
- On voit que cette quantité est inversement proportionnelle à la résistance; un mauvais conducteur absorbe donc moins d’énergie qu’un bon.
- Si l’on suppose le conducteur formé par la juxtaposition de N fils cylindriques de rayon p, la chaleur produite dans ce conducteur est sensiblement le produit par N de la quantité précédente, car lorsque les perturbations sont lentes, le courant est à peu près uniformément distribué sur toute la section droite du conducteur. Appelons s la section totale. Nous avons dans ce cas
- s = N n ps ;
- par conséquent la chaleur produite dans le coa ducteur,
- peut s’écrire :
- et l’on voit qu’à section égale un conducteur s’échauffera d’autant moins que le nombre des fils qui le composent sera plus grand.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- 572
- Dans le cas d’un transformateur ou d’une bobine d’induction, les résultats précédents subsistent à cela près que l’exponentielle e~2 P = disparaît, car les bobines entourant le noyau de fer doux dans toute sa longueur, le champ magnétique à l’intérieur est très sensiblement uniforme, et par suite la force magnétique à la surface du noyau ne doit plus dépendre de 2. On s’explique donc l’avantage, indiqué par une longue pratique, de constituer le noyau d’un transformateur ou d’une bobine par un paquet de fils de fer de faible diamètre plutôt que par un cylindre plein de même section.
- 3. Supposons maintenant les perturbations suffisamment rapides pour que p soit grand. Alors
- J'„ (i»p) = —i J.(»»p).
- et puisque
- Nous voyons de plus qu’elle varie proportionnellement au rayon 0 du conducteur et, par suite, proportionnement à sa circonférence, tandis que dans le cas précédent elle variait comme le carré de la section droite. Cette différence ne doit pas surprendre. En effet quand les perturbations sont rapides le courant est surtout concentré dans la couche superficielle du conducteur. C’est donc plutôt le périmètre que sa section qui peut avoir de l’influence.
- L’effet de la perméabilité p., qui entre par sa racine carrée, peut dans certains cas être très important. Comparons les quantités de chaleur produites dans un cylindre de fer doux et dans un cylindre de cuivre de même diamètre par des courants de même période. Pour le fer doux, on a sensiblement p. = io:i et <7 = io1; pour le cuivre p. = u= 1600. Par conséquent le rapport des quantités de chaleur est
- _ 4 n V i P
- 1 ~ ’
- on a, d’après l’expression (2),
- 0 = partie réelle de
- in
- - v/£Ü»e TIIe ~?z e +
- V 4 7t
- Si nous nous bornons au cas des transformateurs et des bobines où les quantités électriques ne dépendent pas de z, nous avons a = p = o, et il vient
- 0 = — \/H (cospt— sin p t).
- V [o 7t
- Par suite, la quantité de chaleur produite dans le conducteur est égale à la valeur moyenne de
- i p II cos P t y/q^r II (cos p l — sin p t), c’est-à-dire
- Cette quantité de chaleur varie proportionnellement à la racine carrée de la résistance spécifique du conducteur. Si donc on veut éviter la perte de l’énergie sous forme de chaleur, il est avantageux de prendre un corps très bon conducteur, contrairement à ce que nous avions trouvé pour les courants de faible fréquence.
- vô6 x ioa
- c’est-à-dire que l’énergie qui est absorbée par un conducteur en fer est environ 80 fois plus grande que celle qu’absorbe un conducteur en cuivre.
- Cette absorption de l’énergie par un cylindre de fer peut facilement être mise en évidence par les décharges raréfiées. Prenons en effet deux bouteilles, de Leyde identiques et réunissons leurs armatures internes, d’une part aux deux pôles d’une machine ou d’une bobine d’induction, d’autre part à deux petites sphères voisines. Joignons par un fil présentant deux enroulements leurs armatures externes et plaçons une ampoule contenant de l’air très raréfié à l’intérieur d’un des enroulements. Quand la machine ou la bobine fonctionne, les bouteilles se chargent, et quand la différence de potentiel de leurs armatures internes est suffisante, une étincelle éclate entre les deux petites sphères auxquelles elles sont reliées; en même temps un courant se produit dans le fil joignant les armatures externes. Si la self-induction descircuits et la capacité des bouteilles sont convenables, ce courant est oscillatoire et les courants induits produisent dans l’ampoule des décharges lumineuses. Les appareils étant réglés pour qu’il en soit ainsi on constate que l’éclat des décharges dans l’ampoule n’est pas sensiblement modifié si l’on introduit un cylindre de cuivre dans le second
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- JOURNAL UNIVERSEL D'ÉLECTRICITÉ
- 573
- enroulement du fil de jonction des armatures externes, tandis que l’ampoule cesse d’être lumineuse si l’on substitue un cylindre de fer doux au cylindre de cuivre.
- L’énergie électrique des bouteilles ne se retrouvant plus sous forme d’énergie lumineuse dans l’ampoule, elle doit se retrouver sous quelque autre forme dans le fer doux; elle n’a pu se transformer qu'en énergie calorifique. Le fer doit donc s'échauffer plus que le cuivre.
- 4. Nous avons supposé que le conducteur cylindrique formant le noyau d’un transformateur ou d’une bobine d’induction était plein; nous pouvons traiter tout aussi facilement le cas où le conducteur est creux, le vide, que nous supposerons limité par un cylindre de même axe que la surface extérieure, étant rempli d’un diélectrique.
- On voit facilement, sans qu’il soit nécessaire d’entrer dans de longs développements, que la composante de la force magnétique parallèle à l’axe du cylindre est :
- y = A J, (ikr) e'»', dans le diélectrique intérieur,
- Y = [B J„ {ikr) + C K„ (inr)] dans le tube.
- où k et n sont donnés par les relations approximatives
- /,2 _ Y2 n* — 4 rc 11 * P
- ~ pi' W" — â
- Pour avoir la quantité de chaleur produite, cherchons la composante tangentielle 0 de la orce électromotrice. Si I est l’intensité du courant tangentiellement à un cercle de rayon r dont le plan est normal à l’axe, on a, d’après les équations qui lient les composantes du courant à celles de la force magnétique,
- t d y
- 4 711 ~ Hr ’
- Dans le diélectrique on a d’autre part :
- _ jC dfl 4 u dt }
- ou, puisque 0 varie, ainsi que les autres quantités, comme ev',
- 1 = — ip 0.
- 4 n
- Remplaçant 1 par sa valeur déduite de (3) et K par il vient
- ! p dr
- Dans le conducteur tubulaire on a
- « = *1 = —— 41-
- 4 it .dr
- Il s’agit de déterminer les constantes A, B, G des expressions de y en fonction de la valeur II de la force magnétique tangente à la surface du tube. Appelons p le rayon de la surface interne, p' celui de la surface externe. La composante y étant continue, on a
- A J. (i k p) = B J. [i n p) + C K. (t n p), et puisque 0 est aussi continu :
- — A J'„ (i k p} = — [B J'„ (i n p) + C K” (inp)\
- P 4^ L J
- p2
- Mais k2 étant égal à —y^, ^ sera très petit à
- moins que la fréquence ne soit du même ordre que celle des vibrations lumineuses. Si on écarte ce dernier cas, on peut remplacer J,, (ikp)
- et J'o (ikp) par —-^ik p. D’autre part, si nous
- nous bornons au cas où les vibrations sont assez rapides pour que np soit très grand, on peut également remplacer les fonctions de in p par les valeurs qu’elles prennent quand la variable est nulle. Dans ces conditions il vient :
- Une troisième relation est fournie par la condition que y soit égal à H e;i'< à la surface extérieure du tube :
- H = B J. (inp') -|- G K„ (inp'),
- ou, approximativement, puisque n p' est très grand en même temps que np,
- n p'
- TI : - B
- \'2 U 11 p'
- • + C-
- n p'
- s/’N
- A, B et C étant ainsi déterminés, portons leurs valeurs dans l'expression de 0 à la surface du tube :
- fl = - — {'b J'„ (inp') + C K'„ (i«p')') e<p‘; n 4 \ J
- on trouve que la partie réelle de 0 est celle de
- çnh — e— nli
- cil
- 4 77 c,,h + c — 'lh
- + (e"h + c~n
- + ^-P (c'"‘ - e~' 2 |X V
- “)
- II eu»,
- où h désigne l’épaisseur du tube p' — p.
- (4)
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-
-
-
- 5?4
- LA LUMIÈRE ELECTRIQUE
- 5. Si cette épaisseur n’est pas très petite, nh est très grand, et l’expression précédente peut être remplacée par la suivante:
- a n TT . , — — H e1»1. 4 iz
- En posant n = nx (i i), on a, puisque
- =v-
- ij.jp
- . J1 n u. p
- et la partie réelle de 0 est
- _ h ^cos pl — sin ptj .
- Par conséquent, la quantité d’énergie transformée en chaleur dans le tube, et le diélectrique qu’il contient est, par unité de longueur, la valeur moyenne de
- — L!h h (cos pt — sin p A II cos pt,
- 2 471 \ /
- c’est-à-dire
- g p' Hs 16 it
- Comme la chaleur développée dans le diélectrique intérieur est nulle ou tout au moins négligeable puisque les courants produits par des perturbations très rapides se concentrent dans la courbe superficielle du conducteur, l’expression précédente peut être considérée comme représentant la chaleur dégagée dans le tube. Si nous y remplaçons par sa valeur nous obtenons :
- I
- 8
- v/
- p> h*,
- 1 71
- expression identique, comme on devait s’y attendre, à celle que nous avons trouvée au § 3 dans un conducteur plein pour une très grande fréquence.
- Si nous supposons l’épaisseur p' — p du tube excessivement petite, nous ne pouvons plus remplacer par i le second facteur de 0. L’expression de cette quantité est alors :
- Il 0
- , -2îsin nt h \ —51 cos nt h
- _ "”(»+*) ______________b______H eü’i.
- 4 71 , U p . .
- H 2 cos n, h----- ! sin n, h
- P-
- Remplaçant sin n h par h et cos nl h par i, on trouve pour la partie réelle de cette expression y
- o =
- 7t »* p! a II Tjr
- • ---—-----;-- „ . H COS P
- a- + 411- p p- h-
- + r
- P<r*P
- - 4 »sps p2 h
- JTï H sin P ‘
- Par conséquent la quantité de chaleur produite dans le tube est, par unité de longueur,
- i n p8 pg p' h o-4 o" -t 4 l(!pi p- II*
- Cette quantité s’annule pour h — o et prend une valeur maxima pour h = —-— . Cette va-
- r 2 irpp
- leur maxima est
- I
- n%
- et le rapport de cette valeur à celle que l’on a trouvée pour un tube épais est
- K P p _ 111 P
- 11, a 1p.
- en remplaçant p par valeur tirée de nf= EEtL,
- G
- Comme n p et par suite n{p sont très grands, par hypothèse on voit que la quantité de chaleur développée dans un tube très mince doit être beaucoup plus grande que celle qui est développée pour un tube épais.
- Prenons comme exemple un tube de verre recouvert d’une couche d’étain extrêmement mince, le rayon du tube étant de 3 centimètres, et le nombre des oscillations de iooooo par seconde ; nous avons,
- o-= 1,3 XI1, p = 3, p=2nXio’, (i=l.
- On trouve alors que l’épaisseur qui correspond au maximum de chaleur est de 1/90 de millimètre environ et que ce maximum est à peu près 26 fois plus grand que la quantité de chaleur produite dans un cylindre d’étain plein de même diamètre.
- Cette absorption considérable de l’énergie par un tube de verre recouvert d’étain peut être montrée par les décharges induites dans les gaz raréfiés à l’aide du dispositif décrit précédemment. Si dans l’un des enroulements du fil de jonction des armatures externes des bouteilles de Leyde on introduit un cylindre d’étain plein et qu’on règle l’appareil de manière à obtenir des décharges lumineuses dans l’ampoule placée dans l’autre enroulsment, on constate la disparition de la lumière lorsqu'on remplace le cylindre par un tube de verre de même diamètre recouvert d’une mince couche d’étain.
- En terminant cette étude, des plus importantes en ce moment où les recherches sur les oscillations électriques sont nombreuses, faisons obser-
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-
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
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- ver que la méthode d’exposition adoptée, et qui est due. comme nous l’avons dit, à M. J.-J. Thomson, permet, sans calculs trop pénibles et par des approximations faites avec justesse, de se rendre compte d’un très grand nombre de faits, montrés par l’expérience ou vérifiés par elle. Nous n’avons considéré que la propagation des oscillations dans un fil cylindrique indéfini et l’absorption de l’énergie électrique dans de tels fils. Mais en réalité la méthode est beaucoup plus féconde. Elle permet d’aborder plusieurs autres problèmes sur les oscillations dans les conducteurs cylindriques. Nous espérons avoir bientôt l’occasion de le montrer.
- J. Blondin.
- CHRONIQUE ET REVUE
- DE LA PRESSE INDUSTRIELLE
- Commutateur Mac Evoy (1892).
- L’arbre B de ce commutateur porte à l’une de ses extrémités un rochet E, et à l’autre un carre-
- Fig. 1 et 2. — Plans, vue par bout, coupe 3-3, et détail du rochet E.
- let b, et il tend à entraîner par un ressort C un barillet D, calé sur la douille II, qui porte deux
- disques à contacts, K K' et Ka K:l, reliés, comme l’indique la figure 2, K à K' et Ka à Ks, par des pièces métalliques diamétrales k, de sorte que les bornes 7 et sont reliées par K et K' et les bornes Par E2 E3. La troisième paire de contacts, LL', est perpendiculaire aux deux autres, de manière à relier >' à p et j à y2. Le tambour D porte quatre taquets l alternativement, d’un côté puis de l’autre de sa jante et écartés deqo0, de manière à se trouver dans le prolongement des contacts. Une fois le ressort C tendu, en tournant l’arbre B pendant que le tambour D est fixé par l’appui de l’un de ces taquets sur la butée M, il suffit de faire basculer cette butée tantôt dans un sens, tantôt dans l’autre, pourque le ressort C fasse tourner le tambour et les contacts de 90", et les amène ainsi, par exemple, de la position (fig. 1) ou L L ferme le circuit de la dynamo sur celui j2j\ des lampes à arc, à la position figure 2 où il est fermé par / K G'j, sur celui des lampes à incandescence. G. R.
- Electromoteur à induit fixe de la Société Hélios.
- Dans ce moteur électrique, un roulement induit fermé sur lui-même est fixé aux pièces polaires et produit la rotation d’une armature en fer centrale. Cet enroulement peut être placé sur un noyau magnétique ou non, dans l’intérieur duquel tourne l’armature en fer.
- La concentration de l’acide sulfurique à l’aide du courant électrique, par Bertram Blount (’).
- Pour toute opération qui ne comporte que la dépense d’un certain nombre d’unités de chaleur, il serait évidemment absurde d’employer le courant électrique dans les conditions actuelles de production. Mais ce n’est qu’en quittant le laboratoire et en entrant dans la grande industrie que l’on peut se rendre compte combien le prix de revient de l’énergie entre bien souvent indirectement et pour assez peu dans les dépenses totales d’un procédé industriel.
- On se rendra compte, par exemple, de la possibilité d'appliquer l’énergie électrique à la concentration de l’acide sulfurique, si l’on examine les conditions du mode opératoire actuel. Dans l’industrie, on ne fait pas de II2 SO1 à 100 0/0 ; l’acide le plus concentré présente une très haute température d’ébullition (338° C.), et est
- (') The Eleclricicin, 10 novembre i8y3.
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-
-
- 576
- LA LUMIERE ELECTRIQUE
- puissamment corrosif. Ces deux propriétés augmentent les difficultés et le coût de la concentration à un degré hors de proportion avec la quantité d’énergie théoriquement nécessaire pour expulser l’excès d’eau.
- Les matériaux qui peuvent servir à la fabrication des vases dans lesquels la concentration peut avoir lieu ne sont pas nombreux; le verre, la porcelaine et le platine sont les seuls pratiquement applicables. Or, dans tout système de chauffage par transmission à travers les parois d’un vase, les substances non métalliques sont désavantageuses à cause de leur faible conductibilité pour la chaleur, qui détermine des pertes de chaleur, et les vases sont très susceptibles de se briser sous l’influence des tensions intérieures locales qu’y produisent de brusques changements de température. Il s’en suit que le platine est la substance le plus souvent préférée, malgré son prix très élevé et sa corrodibilité assez considérable.
- Récemment, un perrectionnement a été introduit dans cette industrie. On place une série de vases en verre sur des gradins, et l’on fait écouler le liquide lentement des vases supérieurs dans les vases inférieurs. En même temps, on chauffe le filet de liquide ainsi que la surface de l’acide contenu dans les vases à l’aide d’un jet de gaz chauds. On évite ainsi la nécessité de transmettre toute la chaleur à travers les parois des vases, qui peuvent alors être en verre ou en porcelaine.
- Le chauffage électrique pouvant être effectué avec une quantité d’énergie électrique à peine supérieure à la valeur théorique, il est intéressant de rechercher la quantité de chaleur, déduite des données thermo-chimiques, nécessaire àla concentration d’un poids donné d’acide à un degré de concentration connu. Cette question a été discutée par M. A.-II. Bucherer dans un récent numérode la Chemiker Zeilung.
- En admettant que 117 kilogrammes d’acide à 6o° B. contiennent 100 kilogrammes d’acide à 66° B., et que la chaleur spécifique moyenne de l'acide est o,33, et en adoptant les valeurs usuelles pour les chaleurs latente et spécifique de la „vapeur et la chaleur de combinaison de l’eau contenue dans l’acide, le nombre obtenu pour la quantité de chaleur qu’il faut pour la concentration de ces 117 kilogrammes est de 3c 679 calories, correspondant à 44,2 chevaux-
- heures. A raison de 5 centimes par cheval-heure le coût par tonne d’acide concentré serait donc d’environ 22 francs, ou, en adoptant le prix de revient de l’énergie établi par M. Swinburne, de 12,5o fr. par tonne.
- Même ce dernier chiffre est encore élevé et bien supérieur au coût de la chaleur fournie directement par un four. Mais, comme nous l’avons dit, le prix de revient de la concentration n’est pas uniquement lié au prix de revient de la chaleur.
- La manière la plus simple de communiquer la chaleur à l’acide sulfurique dans le procédé électrique consiste à envoyer un courant continu ou alternatif dans un fil de platine plongé dans l’acide contenu dans un vase en verre ou en porcelaine garni d'une enveloppe calorifuge. Le voltage à employer ne doit pas être assez élevé pour produire l’électrolyse; mais on pourrait aller pratiquement à 5 volts, d’autant plus que la surface exposée serait très petite et la résistance de l’électrolyte très élevée. Toutefois, si l’électrolyse se produisait trop activement, on pourrait se servir d’un courant alternatif.
- La température du fil serait peut-être de quelque i5o° C. plus élevée que celle du liquide à concentrer; en prenant donc la résistance du platine à 480” C., on trouve qu’un fil deo,5 cm. de diamètre et de 77 centimètres de longueur serait porté à cette température par un courant de 364 ampères sous une tension de 5 volts, et concentrerait 24 kilogrammes d’acide en cinq heures.
- Le calcul du prix de revient total du procédé électrique ne peut évidemment être fait sans les données qu’offrirait une expérience faite sur une grande échelle. Comme le chauffage direct ne reviendrait qu’à 2,5o fr. par tonne d'acide concentré, il faudrait, pour que le procédé électrique devînt pratique, qu’il permît de réaliser de grandes économies, sur l’usure des vases, par exemple. Mais à première vue son application dans des conditions économiques semble douteuse.
- ___________ A. H
- Coupe-circuit J. Riedel.
- Ce dispositif, exécuté en verre coulé, comporte deux parties séparables A et B (fig. 1) réunies par une vis/. Les conducteurs sont introduits dans des ouvertures latérales et pressés
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- dans les écrous métalliques c à l’aide de vis b. Le verre présente sur les autres matières employées pour ces sortes d'appareils l’avantage de permettre de couler directement les pièces métalliques dans les cavités ménagées à cet effet. La construction est donc moins coûteuse.
- Un canal creusé dans la partie A formant couvercle reçoit le plomb fusible c. dont les extrémités enroulées en spirales d sont fortement serrées entre le verre et les plots métalliques contenant les vis de serrage.
- Dans cette disposition, toutes les parties métalliques sont protégées par des isolants. En outre, en enlevant le couvercle, on peut rem-
- Fig. i. — Coupe-circuit Riedel.
- placer le plomb fusible sans avoir à toucher les bornes, ni aucune pièce en communication avec le circuit.
- La première transmission à courants triphasés aux États-Unis (’).
- La première chute d’eau de la Californie méridionale dont la force motrice soit transmise et distribuée par l’électricité est celle qui se trouve à l’embouchure du Jvlill Creek Canon, à 14 kilomètres de Redlands, une des plus florissantes parmi les villes les plus jeunes de l’état.
- Il y a moins de deux ans quelques habitants de Redlands se rendirent compte des facilités qu’offrait l’exploitation de cette force motrice hydraulique, et formèrent une compagnie qui,
- 11 y a environ neuf mois, chargea la General Electric Company de l’exécution des travaux.
- Au moyen d’un barrage peu considérable, de
- 12 mètres de longueur seulement, il a été possible de dériver le Mill Creek dans un tunnel de 5o mètres de longueur creusé dans le roc et qui déverse les eaux de la rivière dans une conduite en tuyaux d’acier qui aboutit, à 2200 mètres en
- aval, à la station centrale. A l’extrémité du tunnel l’eau traversé une couche filtrante de sable où elle dépose les matières qu’elle tient en suspension. En ce point la chute est d’environ 100 mètres. Elle donne une pression de 11 kilos par centimètre carré à l’extrémité de la conduite de 2 kilomètres qui fournit 67 mètres cubes par minute.
- L’eau actionne des roues Pelton dont les arbres pénètrent à l’intérieur de la station où ils commandent directement les dynamos. Les deux principales machines sont des alternateurs triphasés de 25o kilowatts. Il y a en outre deux excitatrices et une dynamo Thomson-Houston de 5o arc de 10 ampères.
- A l’étiage les génératrices peuvent développer 800 chevaux. On a ménagé l’emplacement nécessaire à l’installation d’un troisième alternateur triphasé et d’une seconde dynamo à arc de même puissance. Les grandes génératrices tournent à 6co tours par minute, donnent 100 alternances par seconde, et développent 100 ampères à 2 5oo volts.
- Chaque alternateur est actionné par une roue Pelton double, dont la vitesse est réglée par le régulateur différentiel Pelton mis en mouvement par l’un des arbres.
- Le tableau de distribution de la station est aménagé de façon que les deux grands alternateurs puissent être couplés de différentes manières et interchangés ; le couplage en parallèle est employé pour transférer la charge d’une machine sur l’autre.
- Deux circuits à trois fils partent de la station. L’un d’eux se rend au siège de la compagnie, à Redlands, à 12 kilomètres de distance, et sert à la distribution de force motrice et de lumière dans cette ville. L’autre continue jusqu’à Men-tone (7 kilomètres), où se trouve la fabrique de force de l’Union Company.
- Dans cette fabrique est installé un moteur triphasé de i5o kilowatts, faisant 7.50 tours par minute, et commandant par courroie et arbre de transmission intermédiaire deux grands compresseurs d’ammoniaque, deux pompes et un élévateur. Pour l’indication du synchronisme on emploie un synchroniseur acoustique Thomson. Cette usine fonctionne nuit et jour sans arrêt.
- Divers autres circuits vont distribuer la lumière à Redlands et à Mentone. On compte dès
- (*) The Eleclrical World, a décembre 1893.
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- maintenant 3o lampes à arc et pins de 1000 lampes à incandescence. Un certain nombre de moteurs sans commutateurs ni collecteurs de courant vont être installés sous peu. Les transformateurs sont du type ordinaire de la General Electric C°, mais calculés pour une fréquence de 5o périodes par seconde. Autant que possible on emploie de grands transformateurs avec des secondaires très étendus.
- On dit que jusqu’ici l’éclairage n’a rien laissé à désirer, les divers circuits ayant toujours été équilibrés; même pendant un certain temps les lampes ont été branchées sur deux circuits seulement et ont pu fonctionner ainsi sans inconvénient.
- La première machine est arrivée à Redlands le r1' septembre, et le 7 septembre on a déjà pu allumer des lampes ; six jours plus tard le moteur de la fabrique de glace était mis en route. Depuis ce moment la station a fourni un service ininterrompu.
- A. H.
- Voltmètre électrostatique Kennelly (’).
- 11 s’agit d’un instrument industriel indiquant jusqu’à 600 ou jusqu’à ii5o volts continus ou alternatifs.
- Sa construction est simple et bien comprise, comme on le voit à l’inspection des figures 1 et 2. Les extrémités recourbées de l’aiguille horizontale en aluminium oscillent dans les intervalles entre plusieurs segments cylindriques disposés verticalement. Cette disposition nous paraît réaliser une construction plus simpleque l’électromètre à quadrants ordinaire. Pour éviter les courts circuits, les lames métalliques sont enduites d’une épaisse couche de vernis. La suspension est bifilaire; on évite ainsi les inconvénients des fils de torsion. Un long index solidaire avec l’aiguille se déplace devant une échelle courbe. Le tout est monté sur une plateforme en fonte qu’il est facile, au moyen de retours d’équerre, de fixer contre un mur. Une boîte en bois munie d’une glace protège l’instrument.
- Aux environs de 5oo volts une variation de 1 0/0, soit de fi volts, est indiquée par un déplacement de l’aiguille d’environ trois millimètres. Les seules forces agissant dans cet instrument
- étant les attractions électrostatiques combattues dans la suspension bifilaire par la pesanteur, il semble qu’il y ait peu de chances de dérange-
- Fig-. 1 et 2. — Voltmètre électrostatique Kennelly.
- ment. Cet instrument est construit par Y Edison Manufacluring C°, de New-York.
- A. H.
- Charbons pour l’industrie électrique.
- En Angleterre, un fabricant de charbons pour l’électrométallurgie s’est vu intenter récemment un procès par un de ses clients qui, ayant voulu se servir des charbons fournis pour l’extraction de l’aluminium, les avait trouvés de mauvaise qualité. On a longtemps discuté sur ce qu’il faut entendre par la bonne qualité de charbons pour l’industrie électrique. 11 est certain que l’on manque de données nettes à cet égard et
- C) The Elaclrical Engineer, de New-York.
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- JO URNA L UNI VERSE L D’ÉL EC ERIC I TÉ
- que, d’autre part, les diverses applications exigent des qualités différentes.
- L’Eleclrician, de Londres, expose dans un de ses derniers numéros l’état de la question.
- Les pointes de charbon employées par Davy dans la production de l’arc voltaïque, dit-il, n’étaient autre chose que des baguettes de charbon de bois. Peu après, on se servit du charbon de cornue, à cause de sa dureté et de son usure moins rapide; on a pu voir à l’Exposition d’électricité de 1881, à Paris, des tiges à section carrée découpées dans du charbon de cornue, dont différents constructeurs se servaient dans leurs lampes à arc.
- Mais on fabriquait déjà à cette époque de bons crayons de charbon artificiels, et les perfectionnements successifs apportés à cette industrie ont permis à plusieurs fabricants d’obtenir des produits excellents pour les usages ordinaires. Tant que les fours électriques étaient à l’état expérimental, on y employait des faisceaux de crayons à arc ordinaires; mais dès que le besoin s’en est fait sentir, les fabricants ont produit, presque sans rien changer à leurs procédés habituels, des charbons de grandes dimensions.
- Comme il arrive fréquemment dans les industries nées sous l'influence de demandes pressées et exigeantes, on n’a pas étudié à fond les principes de la fabrication, et il arrive ainsi que l’on fabrique d’excellents charbons d’une façon plus ou moins empirique. De là aussi des ratés éventuels dont la cause est le plus souvent inconnue. Des lieux communs tiennent alors lieu d’explication.
- Le terme « carbone » employé quelquefois peut induire en erreur. Les charbons industriels ne sont pas formés de carbone pur. Le fabricant ne concentre pas tous ses efforts sur l’obtention d’un charbon pur. Il se contente de prendre le charbon finement divisé le moins souillé de matières étrangères que l’on trouve dans le commerce, et de l’agglomérer à l’aide’d’une substance qui, sous l’influence de la chaleur, laisse comme résidu du charbon approximativement pur.
- La composition du produit final 11e dépend pas seulement de la pureté de la matière première; elle dépend également de la pureté de l’agglomérant, de la nature de la décomposition qu’éprouve celui-ci à haute température, et enfin de la température de carbonisation.
- Les propriétés physiques des matières employées ne sont pas aussi importantes que leur composition chimique. Lorsqu’on n’a pas fait soi-même des analyses de charbon, on ne se rend pas assez compte de la quantité de matières étrangères que laisse comme cendres la combustion d’un crayon de charbon ordinaire. Dans l’électrométallurgie, surtout pour la fabrication de l’aluminium, il est absolument nécessaire d’avoir du charbon exempt de fer. Quelques fabricants ont donc éliminé ce métal de leurs produits.
- Une fois les éléments minéraux déterminés, il faut aussi se préoccuper des éléments, notamment de l’hydrogène, que le charbon retient encore après une carbonisation incomplète. L’analyse complète est donc nécessaire
- Enfin, si l’on arrive à distinguer les différentes variétés de carbone,'graphite, carbone amorphe, etc., qui peuvent coexister dans le produit, on a les données nécessaires à une fabrication rationnelle.
- Avec ces données on peut alors étudier l’influence des divers facteurs sur les propriétés les plus utiles dans la pratique. Il serait peut-être trop long de chercher les effets des divers éléments individuellement, mais on peut employer cet autre procédé qui consiste à choisir les variétés de charbons ayant donné les meilleurs résultats dans telle application particulière, à en déterminer toutes les constantes, telles que la composition exacte, la résistance spécifique, la densité apparente et réelle, la dureté, l’oxydabi-lité, et à guider la fabrication dans le sens de l’obtention d’un produit conforme à ce type.
- Une meilleure connaissance des qualités essentielles d’un bon charbon permettrait à l’acheteur de définir nettement ce dont il a besoin, et au fabricant de satisfaire avec certitude à ces demandes, sans avoir à recourir à de coûteux tâtonnements. A. H.
- Spring-jack Scribner (Western Electric C“) (1887-1893).
- Quand on enfonce la fiche n, comme en c, le spring c passe de la position b à la position c, où son isolant f la coupe en g de la ligne a et la relie par m n au cordon o. Lorsqu’on retire «, son ressort m ramène d’abord e à la position b, puis lâche la boule k. Le fil d’épreuve est indiqué en i.
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- :,So
- Pour éviter que la boule k ne rentre à la suite d’un choc accidentel, on charge sa tige q (fig 2). d’un ressort p, et on la munit d’un cliquet s, qui
- Câbles tubulaires flexibles Edmunds (1893).
- Ces câbles sont constitués par des fils tressés a a, ou enroulés en spirale d, disposés en forme
- Fig-, 1 à 3. — Spring-jack Scribner.
- s’arcboute en t, et l’empêche de rentrer, sauf quand sa douille u est, comme en figure 3, repoussée par le nez de m. G. R.
- de tubes autour des isolants b b..., qui leur laissent une flexibilité suffisante.
- ____________ G. R.
- Electrolyseur à dépolarisation Richardson (1893).
- Dans cet appareil, les anodes sont constituées par des blocs de charbon de cornue B B, fixés par coulée sur les barres de plomb B'; la cathode est constituée par une bande métallique C, guidée par des galets et mue par des rouleaux Ci c->.
- Fig. 1.— Electrolyseur Richardson.
- avec prise de contact par le balai c2. Le dépolarisant arrive continuellement sur la cathode par la trémie E, puis est repris par la noria F, après s’être épuisé. La dissolution à traiter entre par At et sort par A;, les gaz s’échappent par A3.
- Le dépolarisant se renouvelle ainsi constamment. suivant les besoins de l’opération, qui peut alors marcher d’une façon continue.
- G. R.
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- Connexions locales Siemens frères et Knorr (1892).
- Il s’agit de relier, par exemple, deux conducteurs locaux LL, aux feeders isolés MM,. La connexion se compose d’une base en poterie B, avec couvercle C, à vis D, divisée en deux parties par une cloison diamétrale P P. Les parties
- partiments positifs P, P,de la seconde cuve. Au sortir de la seconde cuve, le liquide est ramené à son réservoir, d’où il repasse aux cuves jusqu’à épuisement.
- La circulation dans les compartiments négatifs où se sépare la soude s’opère de même. La dissolution arrive, d’un réservoir en charge, par
- dénudées des câbles M M,, L L, sont serrées par des mâchoires en fer E E, I III, reliés : E avec H par le plomb fusible S, et E, avec II, par le plomb S,... C’est une disposition simple, sûre, accessible et robuste.
- G. R.
- Electrolyseur Andréoli (1893).
- L’appareil (fig. i) se compose de deux cuves d’ardoise A A,, divisées en compartiments positifs P P1 et négatifs N N, par des cloisons poreuses. La dissolution du chlorure de sodium à électrolyser, amenée par C au tuyau B, passe, par les branchements DDD... aux compartiments positifs P de la première cuve, d’où elle s’écoule, par d d d, E, F, B,, D,, D,... aux com-
- G II L L L, aux compartiments N, de la première cuve, d’où elle passe par ///, M, O, II, L,...,aux compartiments N de la seconde cuve, etc.
- On voit sur la figure 2, en B et H les tuyaux d’entrée de la dissolution, en E et M ceux de sortie, et en pp les tuyaux de dégagement du chlore aspiré en P des comparti ments positifs.
- Fig. 3 et 4.
- Les compartiments sont très étroits, l’épaisseur du liquide circulant entre les deux anodes en carbone de chaque compartiment positif et les deux cathodes des compartiments négatifs est très mince, de sorte qu’elle n’oppose qu’une faible résistance au passage du courant. Les cathodes étant plus minces que les anodes, les
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- compartiments négatifs sont plus étroits que les positifs, de manière à électrolyser la môme quantité de liquide dans les deux séries de compartiments. L’hydrogène dégagé des compartiments négatifs est aspiré par un tuyau parallèle à P, en sens contraire du courant de chlore.
- Les anodes sont en charbon de cornue, soigneusement planées (fig. 4) du côté faisant face aux cathodes B, dont elles sont séparées par des cloisons en porcelaine poreuse A; elles sont enfilées et fixées dans les trous de la planche
- (fig. 3) par leurs collets a, pourvus d’une garniture en chanvre paraffiné d, et d’une fiche en bois c, et cuivrés en b.
- G. R.
- Accumulateur de la Société pour le travail électrique des métaux (1893).
- Dans cet accumulateur les plaques A B B reposent par des encorbellements sur des lon-grines en bois fixées à la partie supérieure de la caisse, et plongées dans le liquide, et elles sont
- B
- Ûl
- Fig-. 1 à 6. — Accumulateur de la Société pour le travail électrique des métaux.
- guidées pardes rainures verticales aa, entaillées dans les parois de la caisse. Ces rainures ne font que maintenir le parallélisme des plaques qu’elles laissent libres de se contracter et de se dilater. Chacune des plaques se termine par un œillet C, enfilé et maintenu par des écrous sur une tige conductrice : chaque accumulateur comporte deux de ces tiges : une pour les plaques négative et l’autre pour les positives.
- G. R.
- v
- Coupe-circuits Siemens et Halske (1893).
- Quand le levier8occupe la position indiquée en traits pleins (fig. 1 et 2), les contacts lamellaires 11
- ferment en 10, 12 et i3 le circuit des fils 5 et 6. Quand on l’incline à qâ0, les contacts 11-11 du bras 8a quittent les segments 12.12 du contact 3, tandis que l’autre paire de contacts ii.n reste engagée avec les segments 13.13 du contact 4, de sorte que le circuit du fil 6 est rompu et celui du fil 5 fermé.
- Enfin, quand on amène le bras 8 à la position verticale, les circuits 5 et 6 sont tous les deux rompus.
- Le levier est pourvu d’encoches 14, qui le maintiennent dans ses diverses positions par la prise du bouton i5.
- Dans la position indiquée, la clef 9 du coupe-circuit automatique réprésenté par les figures 3
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- à 6, ferme, par 4.4 10,10 et l’électro-aimant 2 le circuit i5-i6 (fig. 6). Dès que l’intensité du courant dépasse sa valeur normale, l’électro 2
- fVv u\, "S*!!
- tourner, se dérobe sous la pression exercée par l’extrémité 21 de la clef 9 sur son encoche 24, de manière que cette clef prend, sous l’impulsion de son ressort 18, la position indiquée en pointillé (fig-. 5) où il coupe en 10-14 le circuit 15-16. Aussitôt après ce mouvement, le ressort 27, tordu par la rotation de l’arbre 23, le ramène à sa position primitive, dans laquelle il reste fixé par l’appui du taquet 28 sur la butée 29. Aussitôt que le courant reprend son intensité normale, l’armature 5 retombe, renclenche le levier 3i dans l’encoche 3o, et avertit ainsi que l’on peut replacer la clef 9 dans sa position primitive et refermer le circuit. Ce mouvement fait renclen-cher le nez 21 de la clef sur l’encoche 24 de l’arbre 23, qu’il franchit d’abord en pivotant comme un cliquet sous le ressort de rappel 22.
- Les supports 6 permettent de régler, en faisant varier la distance de l’armature 5 à l’élec-tro 2, l’intensité normale du courant.
- G. R.
- Coupe-circuit Haskins (1893).
- Fjg\ 1 à 6. — Coupe circuit Siemens et Halske.
- attire son armature 5, qui frappe le levier coudé 31, de manière qu’il se déclenche du disque 3o, calé sur l’arbre 24. Cet arbre, libre ainsi de
- E, laisse le ressort F relever ce bras, et rompre brusquement le circuit en CC, DD, sans étincelles.
- G. R.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- Chauffage électrique Crompton et Dowsing (1893).
- La surface de chauffe est divisée en plusieurs conducteurs ondulés et émaillés i. 2, 3, 4, pourvus d’autant de commutateurs permettant de les relier individuellement au circuit i3, de
- Fig. 1 et 2.
- manière à faire varier à volonté l’intensité ou la distribution du chauffage.
- Pour le chauffage des casseroles a (fig. 2), l’on emploie une auge plate c, àilaquelle on attache par une vis d le plateau à fil émaillé b.
- G. R.
- REVUE DES TRAVAUX
- RÉCENTS EN ÉLECTRICITÉ
- Sur le passage d’ondulations électriques à travers les électrolytes, par G. Udny Yule (*).
- Dans une première note présentée à la Société Royale et reproduite dans ce journal (2), l’auteur a donné les résultats de ses expériences sur l’interférence des ondes électriques traversant différentes épaisseurs d’eau distillée.
- Dans la seconde partie de son mémoire l’auteur s’est proposé d’étudier les mêmes phénomènes produits dans des électrolytes de plus grande conductibilité.
- Deux solutions de conductibilité différente ont été obtenues en ajoutant quelques gouttes
- (') Philosophical Magazine, décembre 1893 p. 53i. (2) La Lumière Électrique, t. XLIX, p. 89.
- d’une solution concentrée de sulfate de zinc aux 14 litres d’eau distillée employés précédemment. Les densités de ces deux solutions comparées à l’eau distillée à la même température étaient respectivement 1,00028 et i,ooo38 et leurs résistances spécifiques 5100 et 4030 ohms-centimètres, d’après les mesures faites avec le pont à téléphone de Kohlrausch. Pour donner une idée des capacités correspondantes, on peut ajouter que l’intensité des rayons traversant un mètre de la première solution serait réduite dans le rapport de 1 à 0,41, et par la même épaisseur de l’autre solution, dans le rapport x à 0,32.
- Dans la figure 1, la courbe 1 est celle déjà publiée relative à l’eau distillée; la coui'be 2 a été obtenue avec la plus étendue des deux solu-
- 120 Cm,
- Fig. 1. — Courbes de transmission : 1, pour l’eau; 2 et 3, pour des solutions de sulfate de zinc.
- tions, la courbe 3 avec la solution plus concentrée.
- Pour établir nettement la nature de l’effet périodique, d’autres expériences ont été faites avec des liquides de capacité inductive différente. La courbe 1 de la figure 2 a été déterminée en employant de l’alcool à go°; le liquide ayant fourni la courbe 2 de cette figure était un mélange de trois volumes d’alcool à 95° avec un volume d’eau. Dans les deux cas les maxima sont bien marqués.
- Résultats numériques. — Dans le cas des très faibles conductibilités que nous avons à envisager, nous pouvons considérer les valeurs coiTes-pondant aux maxima des courbes comme les vraies longueurs d’onde, la correction à introduire pour la conductibilité pouvant alors être négligée. Gomme nous connaissons la longueur d’onde dans l’air, nous pouvons déterminer les indices de réfraction n et les constantes diélee-
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- triques k des différents liquides par la relation ordinaire :
- en désignant par la et les longueurs d’onde dans l’air et dans le liquide considéré. Les longueurs d’onde ainsi déterminées sont données dans la première colonne du tableau I, qui contient dans ses deux autres colonnes les valeurs correspondantes des deux constantes n et k.
- TABLEAU I
- ). cm. 11 fi
- Eau 108 8,33 69,5
- ir° solution de Zn SO* 106 8,49 72,0
- 2” solution de Zn SO* 104 8,65 74,9
- Alcool à 95» Mélange de 3 vol d’alcool 174 5,17 26,7
- avec 1 volume d’eau .... J S4 5,84 34, i
- Air 900
- Les expériences avec les solutions de sulfate de zinc montrent qu’une addition de sel qui affecte considérablement la conductibilité d’une solution n’augmente que très légèrement sa constante diélectrique, résultat entièrement d’accord avec celui publié en 1892, par Gohn (1).
- Le tableau II met en regard des constantes diélectriques trouvées par l’auteur pour l’eau et l’alcool les valeurs déterminées par d’autres observateurs.
- TABLEAU II
- Méthode employée
- Constantes diélectriques
- Auteur
- Mau
- Alcool
- Courants alternatifs ou interrompus. ..
- Heerwagen Rosa (1891) Rosa (1892) Bouty....
- 79,56 —
- 75,70 25,7
- 70 3o,9
- — 7,93
- Bobine d’induc-i Tereschin........
- tion........./ Cohn et Arons...
- 83,8
- 76
- 27
- 26,5
- Oscillations hert-^ .........
- ziennes......{itschegïiâêff::::
- 8r
- 73,5
- 1,75
- 24
- 1,02
- Les nombres donnés par Stschegtiaeff concordent si bien avec la loi de Maxwell que l’on re-
- grette d’être obligé de ne pas en tenir compte, et la faible valeur trouvée par M. Bouty n’a pas été déterminée directement, mais elle a été déduite des constantes trouvées pour des mélanges de petites proportions d’alcool avec d’autres liquides.
- Les nombres trouvés par l’auteur concordent assez bien avec les valeurs élevées données dans le tableau précédent; mais ils sont un peu faibles. Ce fait probablement dû à ce qu’une partie de l’onde passe à côté du vase contenant l’électrolyte. Cette partie interfère avec l’autre, et fait avancer le maximum de la courbe. Cette cause d’erreur a été discutée dans la première note publiée.
- Théorie. — L’auteur s’était proposé tout d’abord de déduire des courbes, non les constantes diélectriques, mais les conductibilités des li-
- Fig. 2. — Courbes de transmission : i, pour l’alcool à 95°;
- 2, pour un mélange d’eau et d’alcool.
- quides. A première vue cette détermination semble possible, mais en pratique la question est trop complexe. En admettant que la conductibilité soit très faible, de façon que l’on puisse négliger la variation de phase due à la réflexion et l’accroissement de la partie réfléchie, l’équation de la courbe peut être déterminée par un procédé semblable à celui récemment décrit par M. Barton (*).
- Nous pouvons écrire l’équation de l’ondulation incidente sous la forme
- — a t + a( X
- sin (fR — fû-M, (fl
- “ P (2)
- (*) Wiedmann's Annalen, t. XLV, p. 370. — La Lumière Électrique, t. XLI1I, p. 627.
- (') Proc. lioy. Soc., t. LIV, p. 85 (1893). — La Lumière Électriquei t. XLIX, p. 188.
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- LA LUMIÈRE ELECTRIQUE
- jq étant la vitesse de propagation dans les parties non immergées des fils. On a, de môme, pour les ondes dans le liquide
- L’amortissement primaire y, ou la vitesse de décroissement des amplitudes des oscillations dans le primaire, est donné par
- t étant la période.
- L’amortissement secondaire, ou l’amortissement du système d’ondes entier dû à ce que les conducteurs entre lesquels il chemine ne sont pas parfaitement conducteurs, peut être négligé dans cette partie de la théorie, car on sait qu il est faible.
- ,Nous admettons que l’électrolyte possède une certaine conductibilité, quoique petite. Caractérisons l’amortissement que subit le système d’ondes à son passage dans le liquide par un facteur p tel que
- etl0 = l’intensité transmise lorsque la couche absorbante s’évanouit,
- lt = l’intensité transmise par une épaisseur t de la couche,
- b — la fraction de l’amplitude incidente réfléchie à la première surface,
- 4= —r.~ le temps employé par la radiation v 2
- pour traverser deux fois l’épaisseur de la couche.
- Si l’on suppose nulle la conductibilité de l’électrolyte, soit p — o, l’expression (6) se réduit à celle donnée par M. Barton pour le cas où il n’y a pas absorption.
- En analysant (6) nous voyons que le second membre peut se décomposer en deux termes; le premier donne une courbe continuellement décroissante à laquelle s’ajoutent les sinuosités dues au second terme qui est périodique. Si nous supposons infini l’amortissement primaire Y, l’interférence ne peut plus se produire, les termes périodiques s’évanouissent,et nous avons
- L
- l„
- (I -b*Y
- i — b'e
- — -2.pl
- P
- --~VvT ’
- (8)
- — px
- a« = a, e
- (4)
- où aL est l’amplitude initiale, et a2 l’amplitude de la même onde après son passage à travers une épaisseur x d’électrolyte. D’après la théorie de Maxwell, on a
- p=:27ry,CV, (5)
- en appelant :
- V, la vitesse de propagation dans l’électro-lyte,
- C, sa conductibilité,
- ;j., sa perméabilité magnétique.
- En prenant pour origine des coordonnées la seconde surface de l’électrolyte (surface de sortie des ondes), et en effectuant la sommation des rayons successivement émergeant, nous arrivons, toutes transformations faites, à l’expression suivante pour la courbe :
- L
- i„
- i — b-ye
- — ip l
- b* o
- ~ 4P l
- l +
- (6)
- dans laquelle —2pl—ûa
- Q.—b*ü
- a sin tt p + P cos L {i — fi b*e
- 2 pl — t9x
- , -2b*e- 2pl-L-xcosl.V+b'e-4pl-2t*a ’
- (7)
- équation qui donnerait la forme de la courbe pour le cas où il n’y a pas d’interférence. Ce n’est pas une simple courbe logarithmique, puisque nous n’avons pas tenu compte des réflexions .multiples à l’intérieur de la couche absorbante. Si nous annulions maintenant la conductibilité, la courbe deviendrait une droite parallèle à l’axe des abscisses.
- En posant l = °o dans (7), on fait disparaître Q ; c’est-à-dire que si l’épaisseur de la couche augmente les aspérités de la courbe s’évanouissent.
- Ce fait est dû à ce que le système d’ondes s’amortit rapidement, ce qui rend l’interférence imparfaite.
- La courbe pointillée de la figure 3 a été calculée à l’aide de ces équations pour la première solution de sulfate de zinc; sur la même figure on voit en trait plein la courbe expérimentale, ce qui nous donne b, et /2- Nous ne connaissons pas l’amortissement primaire y, mais par approximations successives on a trouvé comme valeur convenable 7 = 0,4. y nous permet de tirer a et p des équations (2) et (3). La conductibilité de la solution a été mesurée à l’aide du pont de Kohlraüsch ; elle fait connaître la valeur
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- de p. Nous avons alors toutes les données nécessaires.
- Les deux courbes, théorique et expérimentale, différent considérablement; la courbe expérimentale présente des valeurs toujours supérieures à celles de la courbe théorique. Cette différence ne peut pas être attribuées une variation de la conductibilité, qui ne produit qu’une chute plus ou moins rapide de la courbe. Elle pourrait être produite par une variation de la fraction réfléchie, mais seulement par une diminution de cette fraction ; c’est-à-dire que si nous tenions compte de la conductibilité dans le calcul de l’amplitude du rayon réfléchi, la divergence n’en serait que plus accusée.
- En réalité, il ne faut pas oublier que nous avons entièrement négligé les réflexions mul-
- Fig. 3. — Comparaison entre les courbes théorique et expérimentale pourla première solution de sulfatede zinc.
- tiples qui se produisent dans toutes les parties du circuit. La fraction réfléchie par la première surface n’est pas perdue, mais elle est renvoyée par les armatures secondaires des condensateurs et peut repasser dans le liquide.
- Le calcul deviendrait trop complexe, si l’on voulait tenir compte de toutes ces réflexions, d’autant plus qu’il s’introduit une nouvelle inconnue, l’amortissement secondaire. Le fait que ies deux courbes tendent à se rapprocher l’une de l’autre s'accorde avec l’explication donnée; en effet, l’épaisseur de la couche absorbante augmentant, les ondes s’affaiblissent tellement que les réflexions multiples sont de peu d’importance.
- Quoique le calcul soit impossible, une comparaison des deux courbes de la figure 3 montre qu’il ne s’est pas produit de variation de conductibilité importante. A. H.
- Sur les systèmes nodaux d’ondes électriques obtenues par la méthode de Lecher, par D. Mazzotto (*).
- Ce mémoire donne les résultats obtenus en étudiant les différents systèmes d’ondes produits dans un dispositif de Lecher, en faisant varier la longueur des fils primaires et secondaires, et la distance des armatures du condensateur.
- Le système de fils employé est représenté dans le bas de la ligure 2. Il consiste en deux plaques métalliques reliées par des fils aux boules d’un excitateur, elles-mêmes en communication avec les extrémités d’une bobine d’induction. En face de ces plaques primaires se trouvent deux autres plaques de même surface et reliées aux fils secondaires. Deux points opposés de ceux-ci peuvent être reliés par un pont que l’on peut déplacer le long des fils.
- Les points de différences de potentiel maxima sont indiqués non par des tubes de Geissler, comme dans les expériences de Lecher, mais par un « explorateur » consistant en deux fils (fîg. 1) enroulés autour de tubes de caoutchouc glissant sur les fils secondaires, et se rapprochant l’un de l’autre jusqu’à une distance de 2 centimètres.
- Quand on plonge l’appareil dans l’obscurité et lorsqu’on approche les doigts des extrémités en platine de ces fils, on en fait jaillir des étincelles si le pont se trouve sur un nœud. Cet « explorateur » présente sur le tube de Lecher l’avantage d’indiquer plus nettement les maxima et les minima, d’être moins fatigant à observer et moins capricieux dans son fonctionnement.
- Les armatures de condensateur employées par M. Mazzotto sont en zinc de o,25 cm. d’épaisseur et de 40 centimètres de largeur sur 40 centimètres de hauteur. Les fils primaires et secondaires y sont soudés à l’extrémité supérieure des côtés rapprochés; ces fils en cuivre ont 1 millimètre de diamètre. On pouvait faire varier la distance entre les armatures du condensateur entre 1 et 15 centimètres. La longueur maxima des fils primaires était de 2,42 m., celle des fils secondaires de 25 mètres.
- L’objet principal de cette étude a été la recherche d’une méthode rapide pour démêler les systèmes nodaux multiples qui se forment lorsque le système inducteur, c’est-à-dire les fils primaires et le condensateur, restant invariable
- (’) The Electrician, d’après les Atti delta R. Accad. dette Scienze di Torino, t. XXVIII, 11 juin 1893.
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- on déplace le pont sur les fils secondaires. La multiplicité des systèmes de nœuds est plus considérable qu’il ne résulterait des recherches de Lecher. Les harmoniques du système fondamental ne sont pas les seuls systèmes supérieurs que l’on observe; en variant la disposition des ponts, il est possible de produire tous les systèmes intermédiaires entre deux harmoniques. On a trouvé aussi que pour une certaine position du deuxième pont, les systèmes de nœuds
- obtenus en déplaçant le premier pont sont indépendants en position et en intensité de l'état du système au-delà du deuxième pont, et se comportent comme si les fils étaient coupés à ce pont et reliés par lui.
- Pour trouver tous les systèmes nodaux possibles, il suffirait donc de faire les observations nécessaires à la recherche des systèmes pour toutes les positions possibles du deuxième pont. Chaque système est suffisamment défini par
- 0*4 6. 8 10 1* 14 10 . Ifl 20 . as 94
- JHstance des arnutiitres » 5 cm
- Long! des fils primaires* 62 „
- Mètres
- Fig. i et 2. — Construction des lignes nodales.
- deux de ses nœuds. En prenant donc un système quelconque, en en suivant le développement à mesure que le second pont s’éloigne des plaques de zinc le long des fils, et en traçant les « lignes nodales », nous obtenons la figure e, dans laquelle les distances entre le pont et les armàtures sont prises pour abscisses, et les distances du second nœud, N2, des différents systèmes, pour ordonnées.
- Expérimentalement, les points des lignes nodales sont déterminés comme suit :
- On place le second pont à l’extrémité des fils secondaires, et l’on fait glisser le premier pont vers le second en s’éloignant des armatures et en maintenant l’explorateur toujours à mi-chemin entre les ponts. On s’arrête lorsque l’effet maximum est obtenu à l’explorateur, effet qui montre que le système d’ondulations qui le produit présente la plus grande longueur d’onde possible. On atteint ce point dèslepremier essai ; on en vérifie la position en constatant l’extinction graduelle de la lueur ou de l’étincelle à mesure
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- qu’on rapproche l’explorateur de chacun des deux ponts.
- Un note la position du premier pont et on en approche le second d’une longueur convenable. Puis on détermine la nouvelle position correspondante du premier pont comme précédemment; on continue ainsi jusqu’à ce que l’on se trouve trop près des armatures. Lorsque ceci a lieu, on déplace les deux ponts d’une longueur d’onde; le deuxième pont indique alors la position du troisième nœud, N3, et ses positions successives permettent de tracer une troisième ligne nodale.
- D’autres lignes nodales N4, Ns, etc., s’obtiennent aisément en portant sur les abscisses des
- longueurs égales aux demi-longueurs d’onde D’une façon analogue, on obtient les lignes des ventres V\, V2, etc., en joignant les points à égale distance des nœuds.
- A chaque ordonnée correspond alors un système dont les nœuds sont découpés par les lignes nodales. Les lignes en pointillé, N(, et une partie de N,, sont obtenues en prolongeant les systèmes de nœuds du côté de l’inducteur.
- M. Mazzotto a déterminé d’autres systèmes de lignes nodales avec des distances d’armatures de i,2,5 et 15 centimètres et des longueurs de fils primaires de 4, i5, 3a, 62, 122 et 242 centimètres. Les résultats de ces observations sont indiqués graphiquement dans la figure 3. L’ef-
- fifêtres
- * Long? des fils fw'urudrcs
- Fig. 3. — Systèmes de lignes nodales.
- tet d'allongement des ondes est maximum lorsque l’excitateur et le premier pont se trouvent placés symétriquement par rapport aux condensateurs.
- Les longueurs d’onde trouvées ont été comparées avec celles données par la formule de Salvioni, et présentent la même allure générale, comme le montre la figure.
- Mais cette formule, de même que celle publiée par Cohn et Ileerwagcn, ne donne que les nœuds du système fondamental. La figure 2 montre que les systèmes supérieurs ne sont pas des harmoniques du système fondamental dans le sens acoustique, puisque les lignes nodales ne se coupent pas en un point. M. Mazzotto incline à considérer ces systèmes d’ondes comme
- les harmoniques du système compris entre l’excitateur et le premier pont.
- A. H.
- Transformateur « hérisson » et condensateurs, par MM. F. Bedell, K.-B. Miller et G.-F. Wagner (').
- Essais sur le transformateur muni de condensateurs.
- De nouvelles séries d’expériences, les mêmes que celles correspondant au cas du transformateur seul, ont été faites ensuite avec l’adjonction d’une série de condensateurs de capacité con-
- (') La Lumière Electrique du 16 décembre 1893, p. 535.
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- venable placé entre les bornes du primaire de façon à réduire le courant de la ligne.
- La figure 14 montre la disposition des appareils. Les résistances Ra ll2 R3 sont comme précédemment des résistances non inductives destinées à faciliter la mesure des différences de potentiel primaire et secondaire et du courant primaire.
- La résistance R5 est destinée à abaisser la tension d’alimentation du transformateur de façon à prévenir la détérioration des lampes du circuit secondaire qui dans les essais précédents s’étaient trouvés à un trop haut voltage. La dif-
- londenaateur
- NAAAAA
- Voltmètre
- Charge du secondaire
- Fig. 14.
- férence de potentiel aux bornes primaires fut ainsi abaissée de 1154a 1089 volts.
- La résistance Rfl était destinée à la mesure du courant d’alimentation c’est-à-dire du courant fourni au transformateur et aux condensateurs.
- Les condensateurs employés, au nombre de six, étaient du type Stanley et destinés à être utilisés sur des circuits à 5oo volts. Les plaques sont formées de feuilles d’étain, la part active de chacune a les dimensions suivantes : longueur 27 centimètres, hauteur 20 centimètres, épaisseur 0,002 centimètre. Le diélectrique est formé de feuilles de papier enduits de cire de 0,01 centimètre d’épaisseur. Chaque condensateur est formé de deux séries de soixante feuilles
- d’étain; sa capacité est d’environ 1,5 microfarad. Un de ces condensateurs placé sur un circuit à 574 volts donne lieu à une perte de 4,4 watts ce qui représente un rendement de 96,9 0/0. Ces données sont prises dans un mémoire O présenté au Congrès de l’Association américaine pour l’avancement des sciences, et sur quelques expériences exécutées par MM. Ballantyne et Williamson et l’un de nous.
- En couplant les condensateurs en série ou en quantité on peut obtenir un certain nombre de capacités distinctes variant entre 0,25 et 2,25 microfarads sans laisser chaque condensateur à une tension supérieure à 5oo volts.
- Fig. i5. — Perte de tension aux bornes des lampes R„ en fonction de la capacité.
- La meilleure capacité à employer est celle pour laquelle le courant est en coïncidence de phase avec la tension. Lorsque ce résultat est à peu près obtenu, le courant dans la ligne est minimum. La capacité totale à employer peut être calculée théoriquement ou déterminée expérimentalement.
- Cette capacité est heureusement à peu près constante pour toutes les charges du transformateur. Pour la déterminer on faisait l’essai suivant : le transformateur était placé à circuit ouvert avec les condensateurs disposés de diffé-
- (') Bedell, Ballantyne et Williamson, « Alternate-current Condensers and dielectric Hystérésis ». Physical Review vol. I, p.81, sept.-oct. 1893.
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- rentes façons et en mesurait pour chaque combinaison la chute de potentiel aux bornes des lampes à incandescence R3 à l’aide du voltmètre multicellulaire. Cette variation représentée en fonction de la capacité affecte la forme de la figure i5.
- La perte minima a lieu lorsque le courant est minima et en coïncidence avec la tension.
- On voit que ceci est obtenu avec une capacité un peu inférieure à un microfarad, ce qui s’obtient en plaçant les six condensateurs en deux séries de trois, placées en dérivation aux bornes primaires.
- On fit trois essais, un premier sans charge et les autres avec i5 et 45 lampes. Les lectures portaient sur les tensions primaires et secon-
- D
- A
- 'f '?
- de condensateurs ; de même à charge égale la réduction est considérable.
- Les résultats sont représentés sur le diagramme polaire de la figure 16 établi en supposant que les courants suivent la loi du sinus. OC est le courant dans le condensateur lorsque le transformateur est à circuit secondaire ouvert, OA le courant primaire et OB la résultante, beaucoup plus petite que les deux composantes,
- Fig. 17. — Transformateur sans charge ; E, tension primaire, E* tension secondaire, I, courant primaire.
- 15 llarnnej A'
- le courant de ligne. Pour une charge de i5 lampes le courant dans le condensateur est OC', le courant primaire OA' et la résultante OB'. De même pour 45 lampes la résultante est O B". Dans tous les cas le courant dans le condensateur est décalé de — en arrière sur la ten-
- 2
- / / 8 i fcqAt ckàroe A
- Fig. 16. — Diagramme des courants.
- daires, le courant primaire et le courant dans la ligne; ce dernier est la somme du courant dans le transformateur et dans les condensateurs et est mesurée par la différence de potentiel aux bornes des lampes R5.
- Les résultats de ces trois essais sont donnés dans le tableau suivant qui montre clairement l’effet des condensateurs sur la diminution du courant de la ligne surtout à charge nulle :
- Lampes dans le circuit socondatro Courant primaire Courant dans la llgno
- O 0,95 0,187
- i5 1,24 0,867
- 45 3,07 2,73.
- Lorsque le transformateur est sans charge le courant dans la ligne est inférieur au cinquième du courant qui existe dans le cas où il n’y a pas
- Fig. îS. — Transformateur à quart de charge.
- sion du réseau OD et a une valeur d’environ 0,93 ampère. Les courants n’étant pas rigoureu-ment sinusoïdaux, cette représentation n’est qu’approximative, mais elle est néanmoins très commode pour les calculs.
- Les résultats des trois séries d’essais sont consignés sur les courbes 17, 18 et 19.
- Le courant de ligne est, comme on l’a déjà vu, la somme algébrique des courants dans le con-
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- densateur et du courant primaire; si ces courants étaient sinusoïdaux, ils devraient être en coïncidence avec la tension lorsque la capacité est bien déterminée.
- C’est précisément ce qui se produit sensiblement sur les figures 18 et 19. La forme irrégulière du courant de ligne peut s’expliquer parle fait que le courant étant la somme algébrique de deux courants presque égaux et opposés et étant par suite très faible par rapport à chacun d’eux, la faible différence de ces courants avec des sinusoïdes ont un effet marqué sur la résultante. Le courant de ligne possède ainsi une dépression assez nette qui se reproduit à chaque alternance.
- Pour une charge de i5 lampes l’effet est plus sensible que pour une charge de q5 lampes, pour
- Fig-, 19. — Transformateur aux trois quarts de charge.
- laquelle le courant primaire diffère assez peu du courant de ligne.
- Conclusion.
- D’après l’exposé des appareils et des méthodes de mesure décrites dans le premier paragraphe on peut conclure que la méthode de contact est précieuse pour l’étude des phénomènes à courants alternatifs et est susceptible d’une assez grande précision (’).
- La seconde partie montre clairement et une fois de plus que les transformateurs à circuit magnétique ouvert ont un bon rendement et une bonne régulation de potentiel.
- Enfin la troisième prouve l’avantage qu’on peut 'tirer de l’emploi des condensateurs pour diminuer le courant de la ligne alimentant des (*)
- (*) C’est du reste la conclusion à laquelle sont arrivés tous les expérimentateurs qui ont employé cette méthode.
- transformateurs à circuit magnétique ouvert, emploi recommandé par M. Swinburne depuis longtemps déjà.
- F. G.
- VARIÉTÉS
- LA TRANSMISSION ÉLECTRIQUE DE LA PUISSANCE DES CHUTES DU NIAGARA
- PAR M. C.EORGE FOREES (')
- Description des machines.
- Dans cette partie, nous nous occuperons principalement du type de dynamo qui a été finalement adopté. En ce qui concerne les turbines, il suffira de dire qu’elles sont chacune de 5ooo chevaux, qu’elles font 25o tours par minute, et qu’elles ont été établies par MM Faesch et Piccard, de Genève. Les parties principales de ces machines ont été construites par la Compagnie Morris, de Philadelphie, mais les régulateurs sont de fabrication suisse, et différentes pièces en acier ont été faites en France.
- La Cataract Construction Company avait invité beaucoup de maisons américaines et européennes à lui soumettre des plans de dynamos. Les projets reçus sont au nombre de 24 ; beaucoup d’entre eux sont excellents ; mais on résolut, après avoir évalué le surcroît de dépense dû aux forts tarifs d’entrée sur les produits étrangers, de faire construire les machines en Amérique.
- Aucun des projets américains ne répondait toutefois aux conditions imposées, et la Compagnie dut établir elle-même un projet de dynamo et en proposer la construction aux divers compétiteurs. On nous avait proposé des machines à inducteurs extérieurs fixes et armature intérieure mobile, et des machines à armature extérieure et à inducteurs intérieurs tournants.
- Nous avons naturellement préféré une dynamo à armature fixe, parce que les bobines peuvent être enroulées plus aisément et qu’elles ne sont pas soumises aux effets de la force centrifuge. Mais tous les modèles à inducteurs
- (') La Lumière Electrique du 1O décembre, p. 541.
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- tournants qui nous ont été soumis contenaient un point faible : les pôles inducteurs étaient fixés par des boulons ou des clavetages qui nous ont semblé peu sûrs, vu l’énorme force centrifuge qui doit se développer dans nos machines.
- En même temps, les constructeurs des turbines avaient insisté sur l’emploi d’un mobile à grand moment d’inertie, formant volant, qu’aucun des projets offerts ne comportait, de sorte qu’en acceptant un de ceux-ci on se serait trouvé dans la nécessité d’ajouter de lourds volants.
- La force centrifuge était un des facteurs les plus importants à considérer, parce qu’à c5o tours par minute, cette force prend une importance considérable avec les lourdes masses que nos machines doivent mettre en mouvement. De plus, dans tous les types que nous avons examinés, l’attraction magnétique était dans le même sens que la force centrifuge.
- Dans la disposition que nous avons élaborée, l’armature est fixe, et les inducteurs tournent à l’extérieur. La partie mobile est constituée par un anneau avec des pôles tournés vers le centre de rotation. On obtient ainsi le grand moment d’inertie que réclamaient les constructeurs des turbines. La condition posée était que le produit du poids des masses en rotation, exprimé en kilogrammes par le carré de leur vitesse en mètres par seconde devait égaler 46 5ooooo.
- Cette disposition assure aussi une bonne construction mécanique des parties mobiles. L’anneau de fer portant les pièces polaires et les bobines est seul à supporter l’effort centrifuge qui ne s’exerce donc pas sur des boulons. De plus, l’attraction magnétique entre les inducteurs et l’armature combat la force centrifuge au lieu de l’assister. L’armature étant fixe, toutes ses parties sont facilement accessibles ; de plus, on peut l’isoler dans les mêmes conditions qu’un transformateur, ce qui permet d’éviter l’emploi d’un amplificateur de tension. D’ailleurs, l’emplacement occupé par les cloisons isolantes est d’importance relative beaucoup moindre dans ces grandes machines que dans celles construites jusqu’ici.
- En partant de ces principes, nous avons d’abord établi un projet de machine pour 33 périodes par seconde, afin d’en comparer les parties principales avec d’autres types. Puis, il
- a fallu modifier ce premier projet en réduisant la fréquence autant que le permettaient les limites de poids fixées. Les parties mobiles de la turbine et de la dynamo, ainsi que l’arbre commun sont supportés par un piston hydraulique, et la Compagnie désirait n’employer aucun support, le collier qui se trouve à la partie supérieure de l’arbre ne devant remplir d’autre office que celui -de maintenir cet arbre dans la verticale. Il a donc été trouvé nécessaire de ne pas dépasser, comme poids des parties mobiles, 36 000 kilogrammes.
- Ces nécessités justifient l’établissement d’un type spécial de dynamo pour la transmission d’énergie des chutes du Niagara, et l’on peut dire en général que pour toutes les installations de quelque importance on devrait établir des machines spécialement adaptées aux conditions particulières des différents cas. Nous avons donc été chargé par le conseil d’administration de la Compagnie d'élaborer avec M. Sellers les plans d’un alternateur du type que nous venons d’indiquer.
- Nous ne pouvons pas encore présenter les plans détaillés de cette machine dans sa forme finale. La fréquence adoptée est de 162/3 périodes par seconde; il y a donc huit pôles. Les bobines de l’armature sont enroulées de façon qu’elles puissent être couplées pour donner 2Ôoo, 5ooo, 10 000 ou 20000 volts.
- Description générale d'un alternateur de 5ooo chevaux.
- Sur la plaque de fondation est boulonné un cylindre vertical ayant des saillies destinées à porter l’armature fixe et les coussinets des parties mobiles. Les bobines d’armature sont indépendantes et peuvent être enlevées et remplacées. Elles sont fixées dans des fentes du noyau et enfermées dans des compartiments étanches dans lesquels on peut faire circuler de l’huile. L’inducteur consiste en un anneau, de préférence en acier forgé, formant la jante d’une roue à huit rais en acier entourés chacun d’un tube à travers lequel on peut envoyer de l’air dans l’intérieur de la machine. Les pièces polaires sont boulonnées à la jante; leurs bobines sont constituées par un enroulement de bandes de cuivre. Il y a deux bobines sur chaque pôle.
- Le courant d’excitation est pris sur des an-
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- neaux en cuivre montés sur les rais et sur lesquels frottent des balais fixes. Le moyeu de la roue est fixé à l’extrémité supérieure de l’arbre, qui est maintenu par deux colliers présentant chacun quatre saillies boulonnées sur quatre bras correspondants du cylindre de fonte. Celui-ci présente extérieurement des côtes verticales qu’embrassent les disques de tôle formant le noyau d’armature.
- L’armature est enroulée en tambour, c’est-à-dire que tout le fil se trouve à l’extérieur. Cela permet d’enrouler les bobines, de les mettre en p'ace et de les remplacer séparément. Afin de rendre ces opérations faciles, les fentes qui reçoivent une bobine ne sont pas taillées radia-lement, mais parallèlement dans le sens de leur profondeur. Chaque bobine est placée dans un compartiment isolant, formant avec les autres un tube pour la circulation de l’huile, qui est amenée d’un réservoir et passe, après avoir traversé la machine, dans un réfrigérant, puis retourne au réservoir. La plaque de fondation, en fonte, a dû être limitée comme diamètre, afin d’en permettre le transport par chemin de fer.
- L’armature est construite en tôles minces, avec des canaux ménagés pour la ventilation. Les boulons qui serrent ces tôles, au nombre de huit, sont en acier au nickel, métal qui présente le grand avantage d’être non magnétique, de grande résistance électrique et mécanique. Cet alliage contient 25 o/o de nickel.
- Sur les 16 bobines que porte l’armature, huit sont enroulées en forme de bobines courtes, huit en bobines longues, avec la même longueur de fil dans toutes. En admettant que nous pourrons créer un champ très intense avec une bonne qualité de fer dans les inducteurs, nous trouvons que chaque bobine sera formée de 72 spires de fil n° o de la jauge Brown et Sharpe (8,25 mm.), ce qui assure une densité de courant très faible. Pour des machines devant fonctionner dans des conditions absolument sûres, on doit s’efforcer, en effet, de réduire réchauffement bien plus qu’on ne l’a fait jusqu’ici. Les dilatations et les contractions inégales des matériaux d’une machine de ce genre sont très nuisibles à sa conservation, et affectent sérieusement les parties isolantes.
- Les couches de fil des bobines sont séparées par des feuilles de mica. La matière que nous
- préférons pour la construction des compartiments isolants est la woodite, dont une lame de trois millimètres d’épaisseur résiste à une tension de 3oooo volts, et que l’huile ne détériore pas, même aux températures élevées.
- Les colliers de l’arbre étant, comme nous l’avons dit, supportés par quatre bras intérieurs du cylindre vertical, on peut, après avoir soulevé l’arbre et l’inducteur, déboulonner ces colliers, les tourner de 45 degrés et les enlever, pour laisser au centre de la machine un espace libre de i,5o m. de diamètre, à travers lequel les pièces à réparer de la turbine peuvent être hissées librement. Les colliers sont graissés par de l’huile arrivant sous pression ; ils portent, en outre, une tige de bismuth qui, lorsque la température s’élève dangereusement, donne un courant thermo-électrique actionnant un relai avec sonnerie d’alarme. Lorsque ce signal d’alarme se produit, on peut établir une circulation d’eau froide pour refroidir les coussinets.
- On s’est demandé quel était le métal à employer pour la construction de la roue qui supporte l’anneau inducteur. C’est l’acier qui semble le mieux approprié pour la légèreté, mais il faut le couvrir d’une couche de cuivre, ou mieux peut-être le nickeler.
- Il est évident que dans cette combinaison de pièces tournant à 25o tours par minute, il faut avoir grand soin d'équilibrer toutes les parties en mouvement. Tout doit être calculé non seulement pour une vitesse de 25o tours par minute, mais aussi pour une vitesse double, afin de prévoir le cas où cette vitesse maxima serait atteinte par suite d’un accident au régulateur, éventualité presque impossible. Nous avons indiqué un procédé permettant d’équilibrer toutes les'parties une fois pour toutes. On emploierait à cet effet un coussinet en caoutchouc garni de métal; la dynamo étant mise en mouvement à petite vitesse on ferait un premier ajustage; puis on augmenterait graduellement la vitesse jusqu’à 5oo tours par minute; un dernier réglage fait à cette vitesse assurerait un équilibrage parfait pour 25o tours par minute, et le frottement serait réduit au minimum.
- La circulation a pour but, non seulementd’as-surer l’isolement et de préserver la matière isolante, mais aussi d’abaisser la température autant que possible. Nous ne faisons pas encore usage de ces dispositions dans les machines ac
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- tuellement en construction, mais elles seront I adoptées dans la suite ; et comme la transmission électrique de la force motrice de l’eau prendra certainement un développement considérable, il est utile de donner ces détails, dont on pourra peut être se servir dans d’autres cas.
- Dans une réunion du Conseil des directeurs récemment tenue à New-York, il a été décidé, sur la recommandation des ingénieurs-conseils de la Compagnie, que la commande de deux ou trois alternateurs de 5ooo chevaux chacun serait donnée à la Westinghouse Electric and Manu-facturing Company, de Pittsburgh. M. Westinghouse et son ingénieur en chef, M. Schmid, ont en effet montré un très grand empressement à nous procurer des machines dont ils puissent garantir le parfait fonctionnement.
- Avant de quitter ce sujet des dynamos, nous désirons insister sur ce point que nos machines ont été établies pour des conditions toutes particulières. Une dynamo du même type que l’on voudrait construire pour d’autres installations devrait certainement subir des modifications. Il faut remarquer, par exemple, que des difficultés nous ont été créées par la nécessité de pouvoir ménager au centre de la machine un espace libre de i,5o m. de diamètre, sans avoir à démonter toute la machine.
- Nous donnerons plus loin d’autres détails qui ont été étudiés avec soin, mais au sujet desquels aucune décision n’a encore été prise; mais auparavant nous dirons quelques mots sur la sta-ion centrale.
- On a construit au-dessous de la station un tunnel qui en suit toute la longueur. A l’extrémité nord de la station une pièce spacieuse est réservée aux instruments de mesure et autres appareils à placer sous le contrôle de l’ingénieur en chef. Au-dessous de cette chambre se trouve une cave qui communique avec le tunnel existant sous la station et avec le tunnel conduisant de la station aux ateliers de la Pittsburgh Réduction Company, et qui pourra être prolongé jusqu’à Buffalo. Dans cette cave seront placés tous les fils à haute tension, les transformateurs, les résistances de charge et d’autres appareils à haute tension. Avec ces dispositions il ne peut y avoir aucun danger pour les personnes occupées à la station; et si l’on trouve des fils sur les murs de la station et autre part, nous tenons à pouvoir placer sur ces fils une pancarte avec ces
- mots : «sans danger», afin que toute personne puisse toucher aux objets de la station sans rien avoir à craindre.
- Pour le courant d’excitation, la meilleure solution consiste pour le moment à employer une machine Schuckert transformant le courant alternatif en courant continu, en intercalant des transformateurs pour abaisser la tension. Dans le but de faire augmenter le courant d’excitation avec la charge, il sera prudent d’enrouler sur ces transformateurs deux primaires et un secondaire. L’un des circuits primaires serait monté en série avec le circuit principal, l’autre en dérivation.
- Nous recommanderons de donner à ces transformateurs une capacité suffisante pour alimenter toutes les dynamos de la station, et de subdiviser le circuit secondaire en un certain nombre de sections, afin de pouvoir couper une section du transformateur chaque fois que nous arrêterons une des dynamos. Un commutateur mettrait les inducteurs de la dynamo en court circuit en même temps qu’il enlèverait du circuit la section correspondante du transformateur fournissant le courant d’excitation de toutes les dynamos. Cette disposition permet de coupler les inducteurs de tous les alternateurs en série, condition favorable au fonctionnement en parallèle des machines. On peut, naturellement, intercaler dans l’excitation un rhéostat de réglage.
- Pour le couplage en parallèle des dynamos il est nécessaire de disposer d’une charge artificielle, qui doit être formée en partie d’une résistance et d’une self-induction. Par ce moyen seulement la dynamo à mettre en circuit peut être placée exactement dans les conditions ultérieures de fonctionnement, autant en ce qui concerne le voltage que l’intensité de courant.
- Il peut être utile de décrire les opérations à effectuer pour le couplage en parallèle d’une dynamo avec les autres. On commence par relier l’induit au circuit de charge artificielle ; puis on tourne le commutateur d’excitation de façon à mettre en circuit une nouvellejsection du transformateur et l’on ouvre le court circuit des inducteurs. La dynamo étant excitée on met la turbine en route. La charge artificielle est alors réglée jusqu’à ce que la dynamo fournisse le même voltage et le même courant que les autres.
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- On réunit alors le circuit de charge artificiel et le circuit extérieur par un synchroniseur ou indicateur de phase, et lorsque le synchronisme est atteint, on terme un commutateur qui relie la charge artificielle au circuit extérieur. On élimine petit à petit la charge artificielle en augmentant la résistance du circuit, et lorsque le courant y est très faible on coupe ce circuit et la dynamo travaille dès lors en parallèle avec les autres machines.
- Pour couper le circuit d’une dynamo, on effectue les mêmes opérations dans l’ordre inverse. Après avoir relié le circuit de charge au circuit extérieur, on en diminue graduellement la résistance jusqu’à ce qu’il absorbe toute la puissance produite par une des dynamos. Les deux circuits peuvent alors être séparés; après avoir graduellement diminué la charge de la machine en intercalant les résistances, on agit sur le commutateur d’excitation qui met les inducteurs en court circuit en même temps qu’il coupe une section du transformateur. Il ne reste plus alors qu’à fermer les vannes d’admission de l’eau à la turbine.
- En observant des précautions de ce genre, dans le maniement des circuits à 20000 volts, les élévations dangereuses de potentiel ne peuvent se produire qu’à la suite d’une rupture accidentelle du circuit extérieur. Pour se garantir autant que possible contre ce danger, nous conseillons de placer en dérivation sur le circuit extérieur des fils reliés à une grande résistance, ou au primaire d’un transformateur dont le secondaire contient une résistance. En circuit, on place deux pointes de charbon écartées d’un centimètre environ, de façon qu’il ne puisse se former d’arc tant que la pression normale ne serait pas dépassée. Dans ces conditions, si un effet de résonance dû à la rupture du circuit ou à toute autre cause venait à se produire, un arc jaillirait entre les pointes de charbon, et la dépense d’énergie qui s’y produirait suffirait à faire disparaître la cause de l’excès de tension. C’est là le seul moyen automatique qui semble agir avec une rapidité suffisante pour éviter la détérioration des dynamos ou des transformateurs.
- Nous avons essayé, dans ce mémoire, de donner une idée des travaux qui ont déjà été effectués ou qui sont projetés aux chutes du Niagara, et de montrer les raisons très diverses qui nous
- ont guidé et qui peuvent également être prises en considération dans l’établissement d’autres transmissions électriques de force motrice.
- En décrivant les différents projets dont nous avons eu à nous occuper, nous avons évité de citer les noms des nombreux ingénieurs électriciens et constructeurs qui, par leurs inventions, leurs recherches ou leurs applications ont contribué au progrès de notre industrie; mais nous ne pouvons terminer cette communication sans mentionner les noms de ceux qui ont avancé à grands pas dans la voie des applications du courant alternatif à la transmission de la force motrice. Nous mentionnerons particulièrement MM. Ganz et C°, M. Schuckert, la Société Brown, Boveri et C°; en outre MM. Eickemeyer, Fer-ranti, Ferraris, Fleming, J. Hopkinson, Hutin et Leblanc, Rankin Kennedy, Mengarini, Mor-dey, Tesla, Elihu Thomson, et Henry Wilde. Nous devons tous beaucoup à leurs travaux.
- Pour terminer, rappelons les données qui ont permis de comparer les hautes et les basses fréquences appliquées aux moteurs polyphasés.
- Les différentes données sont les mêmes dans les deux systèmes, excepté que la fréquence de l’un, a, est double de l’autre, £>; a possède 16 pôles, et b en a 8. L’armature est la même dans les deux cas, elle tourne à la même vitesse et développe la même puissance; il n’y a également aucune différence dans l’induction et la densité de courant. Il y a seulement plus de cuivre et moins de fer sur a que sur b.
- Comme exemple, admettons que a contienne 5o 0/0 moins de cuivre sur l’inducteur que b, les ampères-tours par pôle étant égaux, et que b comporte 5o 0/0 plus de fer que a; de plus, que la perte par hystérésis dans b, ou II*, soit égale à la perte dans le cuivre G*. Les valeurs pour a sont
- II, = 2 X H, ;
- C --3C •
- IL + C. = g + ?) J^ȱ9a = Ma (H, + ct).
- Donc, les pertes totales dans l’inducteur de haute fréquence, même en négligeant les courants de Foucault, sont de 40 0/0 plus élevées que dans l’inducteur de basse fréquence.
- A. II.
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- FAITS DIVERS
- La distribution solennelle des prix de Tannée 1893 a été présidée par M. Lacaze-Duthiers, qui a consacré les premières phrases de son discours à une critique des théories chères aux réformateurs de l'orthographe. Le savant naturaliste n'a point de peine à démontrer qu’en sacrifiant aux fantaisies phonétiques on arriverait à rendre les étymologie^ parfaitement inintelligibles en zoologie, en paléontologie et en botanique.
- M. Joseph Bertrand a donné lecture de la liste des prix décernés par l’Académie. Le nombre des récompenses augmente chaque année dans une proportion honorable, par la générosité des testateurs, mais la plupart des travaux primés sont loin d’avoir une valeur de premier ordre. Il est à craindre que les commissions ne se laissent trop facilement entraîner par le détail.
- Nous n’analyserons que les récompenses accordées pour les recherches ayant trait à l’électricité ou au magnétisme.
- Le prix de six mille francs pour une meilleure organisation de notre puissance navale a été partagé entre trois concurrents parmi lesquels nous aimons à signaler M. Bourdelles, ingénieur en chef du service des phares.
- Afin d’obtenir une rotation plus rapide de sa cage d’optique, l’auteur la fait flotter sur un bain de mercure, comme s'il s’agissait d’une coupole d’équatorial. Grâce à ce dispositif combiné avec l’emploi de l’électricité, on est parvenu à donner aux phares de premier ordre une puissance de 40 millions de bougies, chiffre vingt fois plus grand que tout ce que Ton avait réalisé jusqu’alors.
- M. H. Gauthier, fils de l’éditeur bien connu, a obtenu un encouragement sur les fonds du prix Jecker pour ses publications scientifiques. Parmi les livres qui lui ont valu cet honneur figure un ouvrage relatif à l’action chimique des courants électriques.
- Déjà deux fois l’Académie a accordé des prix de physique aux calorimètres du Dp d’Arsonval. Ces appareils, dont nos lecteurs connaissent déjà le principe, viennent d’être l’objet d’une troisième récompense, justifiée par l’invention de thermomètres thermo-électriques d’une grande délicatesse. A l’aide de ces nouveaux enregistreurs, l’auteur a démontré que l’excitation nerveuse n’a pas besoin de produire un mouvement appréciable d’un muscle pour déterminer dans son sein une production de chaleur et une augmentation de combustions organiques.
- M. d’Arsonval a imaginé de plus un chronomètre électrique destiné à mesurer la vitesse de l’agent nerveux, et un myophone traduisant par des sons téléphoniques les plus faibles vibrations musculaires. C’est ainsi qu’il a démontré que la fibre musculaire pedt répondre à plus de 5ooo excitations par seconde.
- L’Académie a saisi de plus cette occasion pour faire remarquer qu’avant M. Tesla M. d’Arsonval avait établi
- expérimentalement la possibilité pour le corps humain de se laisser traverser impunément par des courants ayant plus de 7 millions de périodes par seconde. Il avait de plus constaté que ces courants inoffensifs jouissent de propriétés organoleptiques importantes telles que la production de l’anesthésie locale, la diminution de la pression sanguine dans les artères, et l’augmentation des échanges gazeux respiratoires.
- La commission des métiers insalubres a accordé sa sanction au grisoumètre de M. Coquillon, qui fonctionne depuis 1890 dans les houillières de Saint-Etienne, et repose comme on le sait sur la propriété d’un fil de platine porté au rouge de brûler toutes les traces de gaz carburé et de diminuer le volume du mélange.
- Le prix Planté a été accordé à M. Blondlot, pour la mesure de la vitesse de la propagation de l’électricité dans un fil conducteur. A t’aide de la photographie combinée avec le miroir tournant, ce physicien a retrouvé le chiffre de 3ooooo kilomètres par seconde découvert en i85o par MM. Fizeau et Gounelle.
- Nous avons le regret d’ajouter que nous ne voyons dans la liste des concours ouverts pour 1894 et les années suivantes aucun prix spécialement destiné soit à l’électricité, soit au magnétisme.
- Les physiciens qui cultivent ces deux branches de la science ne peuvent prétendre qu’à quelques prix généraux.
- La plupart des fondations sont absorbées par des pro blêmes de botanique, d’anatomie, de minéralogie ou de géologie d’un intérêt très médiocre. C’était le caractère que Ton reprochait déjà aux fondations de l’ancienne académie et qui avàit été invoqué comme un des principaux arguments pour obtenir leur suppression à l’époque révolutionnaire.
- Dans YElectrical Engimer, M. P. Schoop indique le procédé qu’il emploie pour obtenir une gelée acide pour accumulateurs transportables. II n’emploie que de l’acide sulfurique de poids spécifique T,22, du silicate de soude dilué de poids spécifique 1,20 et du carton d’amiante.
- L’acide dilué s’obtient en mélangeant une partie d’acide sulfurique concentré avec trois parties d’eau distillée; il faut que l’acide ne contienne pas d’impuretés (platine, arsenic, antimoine, etc.).
- Le silicate de soude contient toujours du chlore. Pour le purifier on le mélange à égal volume avec de l’eau distillée, dans une auge en fer, dans laquelle on place ensuite un vase poreux que Ton remplit d’un mélange de cette solution de silicate et d’un égal volume de soude caustique de poids spécifique i,a5. Dans ce mélange on plonge une tôle de fer qui servira d’anode, tandis que l’auge en fer formera la cathode; il faut que les liquides intérieur et extérieur soient au même niveau. Le courant passant dans ce bain transporte le chlore à l’anode, où il est absorbé par la solution alcaline.
- La fibre d’amiante s’obtient en faisant bouillir pendant
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- deux heures du carton d’amiante dans de l’acide sulfurique dilué à poids spécifique 1,10. Le carton se désagrégé, forme une pâte que l’on jette sur un filtre et qu’on lave à l’eau distillée.
- Il est nécessaire de suivre ces prescriptions avec soin, si l’on veut obtenir une matière utilisable. On procède ensuite de la façon suivante :
- 18 litres de la solution acide à poids spécifique 1,22 sont versés dans un vase en verre ou en ébonite; on y ajoute 45o grammes de fibre d’amiante encore humide, mais ne retenant qu’un tiers ou la moitié de son poids d’eau. On agite ce mélange pour le rendre aussi homogène que possible, puis on y verse rapidement 4 1/2 litres de silicate de soude à poids spécifique 1,20, et l’on agite. Ce mélange est aussi liquide que de l’acide ordinaire, mais il ne doit pas contenir de flocons solides. Il faut alors le remuer constamment jusqu’à ce qu’il prenne un aspect huileux.
- A ce moment on doit remplir avec ce mélange les éléments, qu’on laisse ensuite reposer pendant 24 heures. Les plaques doivent être auparavant imprégnées d’acide. Le liquide s’épaissit de plus en plus, et au bout de 24 heures il forme une gelée solide.
- En observant ces précautions on n’a pas à craindre une désagrégation de la masse par suite des dégagements de gaz; ceux-ci s’échappent en effet entre la plaque et la surface de la gelée. Cette masse conserve toutes ses propriétés à la condition qu’elle soit toujours recouverte d’une légère couche d’acide; si cette précaution n’était pas observée, la gelée se dessécherait.
- La résistance de cette masse est à peu près le double de celle de l’acide à t,20.
- Les batteries à électrolyte gélatineux se recommandent pour toutes les installations où la surveillance ne peut être très active. Les courts circuits entre les plaques y sont absolument impossibles; en outre un vase peut être brisé sans qu’il en résulte une interruption du circuit.
- Les ateliers de construction d’Œrlikon emploient sur les lignes de tramways de Hildburghausen, de Rome et de Zurich des accumulateurs contenant une gelée préparée sans doute d’une manière analogue. On a constaté qu’au bout de la 4006 charge la capacité des éléments est restée la même qu’au début, et à la 8oo° charge seulement elle avait diminué environ de moitié.
- En 1892, le Conseil municipal de Paris décidait l’établis-ment d’une ligne de tramways tubulaires à traction électrique, allant du bois de Vincennes au bois de Boulogne.
- Nous avons donné dans notre numéro du 10 octobre 1891
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- une description complète du système dû à M. Berlier, qui est concessionnaire de cette ligne.
- Le projet, soumis à l’administration des ponts et chaussées pour la déclaration d’utilité publique, en revient au bout d'un an et demi; mais il n’est plus reconnaissable.
- L’État s’attribue la propriété du tramway, et la ville n’est plus que concessionnaire, avec le droit de rétrocéder la concession.
- Le Conseil avait stipulé dans le cahier des charges la participation aux bénéfices; le Conseil d’État a supprimé cette clause, parce que la Ville ne fournit à l’entreprise ni subvention ni garantie d’intérêts.
- En outre, le projet met en question la propriété du sous-sol, qui jusqu’à ce jour n’avait pas été contestée à la commune. L’État stipule, en effet, que le chemin de fer lui fera retour à l’expiration de la concession.
- Le Conseil municipal refuse d’entrer dans ces vues ; pour peu que les difficultés qui surgissent ne soient pas aplanies par des concessions réciproques, le tubulaire Berlier n’aura plus rien à envier au funiculaire de Belle-ville sous le rapport de la lenteur du ... démarrage.
- Le Board of Trade vient de réglementer l’installation des tramways électriques en Angleterre, tramways dont le fonctionnement avait soulevé les plaintes des services téléphoniques.
- Les points principaux de cette réglementation sont d’après la Revue scientifique les suivants : Tout conduc-teur non isolé placé entre les rails sera relié électriquement à ceux-ci à des intervalles n’excédant pas3o mètres par des bandes de cuivre ayant une section d’au moins 40 millimètres carrés.
- Toute ligne de retour non isolée devra toujours être reliée au pôle négatif du générateur. La ligne devra être isolée de manière que la perte par mille (1609 mètres) n’excède pas un centi-ampère. Cette perte devra être vérifiée tous les jours. Quand la ligne et le conducteur de retour seront tous deux aériens, l’intervalle entre les fieux conducteurs ne devra pas excéder 0,90 m.; au cas où les deux conducteurs seraient souterrains, cet intervalle ne devra pas excéder 0,45 m.
- La machine Westinghouse qui actionnait un certain nombre de dynamos à l’Exposition de Chicago a fonc-tionnéc sans aucun arrêt pendant 83 jours 2 heures et i5 minutes.
- La station centrale de Deptford se débat depuis quelque temps dans une période de malchance. L’autre semaine encore divers accidents se sont produits simultanément à plusieurs machines. On sait que cette station transforme en ce moment une partie de son matériel.
- Comme le relate YElectrician de Londres* une des deux grandes machines établies pour 1250 chevaux, mais pouvant en donner près de i?5o, était en réparation. On en changeait l’enroulement pour abaisser la tension de
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- 10 000 à 2400 volts. Une machine Corliss eut un de ses distributeurs détérioré et dut être arrêtée. Dans la môme semaine une dynamo de 750 chevaux avait été mise hors service, un objet étant tombé à l'intérieur de la machine et ayant déformé l’arbre. De plus une machine de 35o chevaux se trouvait en réparation. Pour comble de malheur un des principaux robinets de vapeur fut cassé.
- Il y eut à la suite de ces accidents des interruptions du service d’éclairage.
- La ville de Bloomfield, dans l’état de New-Jersey, a pris pour devise : « Place aux jeunes ».
- L’électricien municipal est un jeune homme de quinze ans.
- Il paraît que l’on a essayé récemment à Vienne un nouveau type d’accumulateur dont la capacité par kilogramme d’électrodes positives serait de 12G ampères-heures. Si sur d’autres points ce nouvel accumulateur ne présente pas d’inconvénients sérieux, on peut lui promettre un bel avenir.
- La voracité des requins est proverbiale ; mais on ne savait pas que ces squales profitent des progrès de l’industrie humaine pour varier leurs mets. Toujours est-il que l’on a trouvé récemment une lampe à incandescence dans l’estomac de l’un de ces poissons affamés qui suivent par bandes les navires, prêts à ramasser tout ce qui tombe à l’eau.
- D’après les journaux américains la localité de Great Falls (Montana) mérite d’être appelée la « ville électrique ». A cinq kilomètres de cette ville, aux Black Eagles Falls on a établi un fort barrage pour conduire les eaux du Missouri à une station d’électricité ofi elles actionnent des turbines et des dynamos.
- A Great Falls, les tramways sont mis en mouvement, éclairés et chauffés par l’électricité. Des élévateurs, des presses à imprimer, des grues et d’autres machines de Great Falls reçoivent leur force motrice des circuits électriques; on y trouve même des casseuses de pierre électriques. On rencontre souvent dans la rue, devant les maisons en construction, des maçons qui se servent d’un pétrin à mortier électrique, qu’ils mettent en communication à l’aide d’un lil volant avec la ligne la plus proche.
- Des restaurants pratiquent la cuisine électrique, des bouchers actionnent par l’électricité leurs hache-viande des épiciers lui font tourner le moulin à café, des tailleurs en chauffent leurs fers à repasser* et les ménagères
- lui font actionner leurs machines â coudre. Au lieu des : fourneaux fumeux on voit d’élégants réchauds et rôtissoires, des bouillotcs, des théières électriques; on presse jun bouton, et au bout de 10 minutes on a de l’eau bouil-| lante.
- 1 N’est-ce pas le paradis de l’électricité ?
- 1
- L’industrie française n’a pas été dépassée jusqu’ici en matière de phares, grâce aux travaux des savants ingénieurs qui s’occupent de cette branche de l’industrie. Un nouvel exemple nous en est fourni par le fait suivant.
- Les phares de Fire-Island, qui éclairent l’entrée de la rade de New-York, vont être transformes par l'adoption des verres lenticulaires français exposés à Chicago.
- Le feu visible à une distance de 24 milles sera le plus puissant du monde; celui du Havre ne viendra plus qu’au second rang.
- A l’aide d’un électromètre à écoulement d’eau distillée, M. Le Cadet, continuant les observations qu’il avait commencées avec M. André, a pris pendant deux ascensions aéronautiques les différences de potentiel à 20 mètres de distance verticale â diverses altitudes. A cause de quelques accidents arrivés à ses appareils pendant les expériences, il n’a pas pu poursuivre la série complète des observations; il émet sous réserve les conclusions suivantes :
- Par beau temps, le champ électrique n’est certainement pas croissant avec la hauteur. Ce champ électrique est le même au même instant tout le long d’une même verticale.
- Le Japon continue à donner une large place aux applications du courant électrique. On y projette de construire un chemin de fer électrique entre Uwajimaet Nakamura, villes séparées par une distance de 80 kilomètres. Ce sont les chutes du Semba, en Ivita-Uwa-gun, qui fourniraient la force motrice.
- Un autre projet de chemin de fer électrique est â l’étude; il doit relier Takidàm, Kobe et Ynamacho, sa longueur sera de 24 kilomètres, et on utilisera les chutes d’Arino-Mura.
- A propos du tramway électrique de Bordeaux au Bouscat un de nos confrères s’exprime ainsi ;
- « Ce qu’il y a de particulier et ce qui constitue l’avantage de ce système, c’est que l’enroulement des dynamos Thomson-Houston est fait de telle manière que la machine ne produise, à chaque instant, que la quantité de courant nécessaire pour la marche des voitures se trou-
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- vant sur la ligne; en môme temps, la dynamo n’absorbe que la quantité correspondante de la force motrice. La production du courant produit par le générateur électrique varie toutes les fois que la charge des voitures se modifie, et cela sans l’intervention de l’employé-conduc-teur. Ces changements de force se produisent automatiquement. »
- La découverte de ces propriétés si particulières fait honneur à la sagacité de notre confrère.
- Récemment M. S. Elliott, manufacturier à Newsburg, a adapté à la cheminée de son usine, un système fumivore, dont Indush'ies andlron donnent une courte description. La fumée ne passe pas directement dans la cheminée, elle est au préalable aspirée à travers un liquide qui en retient toutes les parties solides et dissout les vapeurs sulfureuses. La fumée ainsi débarrassée de ses parties nuisibles est envoyée ensuite dans la cheminée.
- On recueille plusieurs produits secondaires utilisables. Le liquide ayant servi au lavage est un puissant désinfectant; on recueille aussi du charbon pur, qui peut être utilisé dans la fabrication des crayons électriques.
- Éclairage électrique
- Le préfet du département d’Oran a donné son approbation au traité passé par le Conseil municipal de Tlemcen avec M. Gastambide pour l’éclairage électrique de la ville.
- D'après la Cote des valeurs d'électricité et de gaz les principales clauses sont les suivantes : la commune concède à M. Gastambide, pour une durée de quarante années, le monopole de la fourniture de l’énergie électrique pour les usages publics et particuliers; l’éclairage de la ville sera assuré par 200 lampes de 16 bougies et 100 lampes de 10 bougies, moyennant une;; annuité de 16800 francs. Les particuliers paieront :
- o,o36 fr. par lampe de 10 bougies et par heure.
- 0,048 fr. — 16 —
- 0,06 fr. — 20 —
- Toutefois, le minimum de perception sera calculé sur un éclairage de 1000 heures par an.
- A l’expiration de la concession, toute l’installation sera la propriété de la commune.
- Ce traité est certainement très avantageux pour la commune. Elle n’avance pas de capitaux, n’assume aucune responsabilité matérielle au sujet de l’installation et du bon fonctionnement des usines, et, moyennant une augmentation de dépenses de moins de 4000 francs, dote la ville d’un éclairage triple de celui qui existe actuellement.
- L’inauguration de l’éclairage électrique doit avoir lieu dans les dix mois qui suivent l’approbation du traité par le préfet, soit vers le i*r octobre prochain.
- Télégraphie et Téléphonie.
- L’administration des finances vient de publier le rendement des impôts et revenus indirects, ainsi que des monopoles de l’État pendant le mois de novembre 1893.
- Par rapport aux évaluations budgétaires, il y a plus-value sur les postes (126000 francs), et sur les télégraphes (33ooo francs). Les téléphones présentent une moins-value de 8000 francs.
- Par rapport au mois de novembre 1892, les postes sont en augmentation de 5i 5oo francs, les télégraphes de 379500 francs et les téléphones de 5oo francs.
- Dans quelques villes américaines on fait en ce moment l’essai d’un système automatique pour la mise en relation des lignes téléphoniques au bureau central. Pour un nombre limité de lignes ce système donnera, peut-être, des résultats pratiques; mais nous’doutons fort qu’il puisse jamais remplacer la téléphoniste dans un bureau de grande capacité; le mécanisme deviendrait alors d’une complication telle que son entretien coûterait autant que le salaire des employés.
- Dans une communication au Congrès des brevets de Chicago, M. O.-D. Lockwood a fait remarquer que depuis la prise du premier brevet téléphonique, il y a 17 ans, le Patent Office des États-Unis a délivré 770 brevets pour des téléphones et 2110 brevets pour des applications téléphoniques.
- D’après une statistique présentée par l’American Bell Téléphoné Company à l’Exposition de Chicago, il existe en ce moment aux États-Unis 710 000 kilomètres de fil téléphonique dont 147000 souterrains; 552700 téléphones et i35o bureaux téléphoniques desservant 232000 abonnés; le nombre des communications entre abonnés se chiffre annuellement par 600 millions; et les bureaux téléphoniques occupent 10000 personnes.
- Imprimeur-Gérant : Y. Nory.
- Imprimerie de La Lumière Électrique. — Paris. 3if boulevard des Italiens.
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- JL
- Journal universel d’Electricité
- 51, Boulevard des Italiens. Paris
- Directeur : D' CORNÉLIUS HERZ
- XV* ANNÉE (TOME L)
- SAMEDI 30 DÉCEMBRE 1893
- N» 52
- SOMMAIRE. — Sur le coût des lignes à haute tension ; Paul Boucherot. — Notes sur la théorie élémentaire des appareils à champ tournant ; André Blondel. — La propagation de la lumière dans les métaux ; C. Raveau. — Chronique et revue de la presse industrielle : Coupe-circuit Warner. — Coupe-circuit Edmunds. — Turbo-moteur Mac Elroy. — Sur l’induction unipolaire, par F. Vogel. — Pompe à mercure automatique, par F. Neesen.
- — Revue des travaux récents en électricité : Le pouvoir lumineux des lampes à incandescence, par P. Gruner.
- — Sur la transformation produite dans le fer par une déformation permanente à froid, par M. Georges Charpy.
- — Sur la résistance électrique du bismuth comprimé, par M. Ed. van Aubel. —Faits divers. — Table des matières.
- SUR LE COUT DES LIGNES
- A HAUTE TENSION
- Il n’y a pas encore bien longtemps qu'il était de règle de proclamer l’infériorité, pour le transport de la force et la distribution, des courants alternatifs sur les courants continus. L’une des raisons que l’on donnait à l’appui, et que nous avons été étonné de voir reproduire il y a peu de temps, est la suivante.
- Une différence de potentiel efficace de 1000 volts en alternatif correspond à une différence de potentiel maxima de 1400 volts; il s’ensuit que si l’on admet comme tension limite pour la sécurité 10000 volts, la tension efficace limite pour le courant alternatif ne devra pas dépasser 7000 volts, et que par conséquent une ligne à courant alternatif coûtera le double d’une ligne de même puissance à courant continu, le poids de cuivre, à rendement égal, étant inversement proportionnel au carré du voltage.
- L’expérience a montré depuis combien ce raisonnement était erroné, puisque les tensions efficaces usitées pour les courants alternatifs ont dépassé énormément celles usitées pour les courants continus. Il y a eu à cela, ainsi qu’on l’a dit, une raison d’ordre naturel : l’action bienfaisante des courants alternatifs sur les isolants,
- en opposition avec l’action électrolytique, destructive, des courants continus.
- Il y a bien pour le compte de l’alternatif une légère cause d’infériorité que nous examinerons plus loin, due au décalage existant souvent entre la différence de potentiel et l’intensité dans les appareils récepteurs, décalage qui fait qu’à voltage égal et à puissance égale la perte à consentir et le coût de la canalisation sont plus grands pour le courant alternatif que pour le courant continu. Mais c’est là une cause d’infériorité pour ainsi dire apparente, étant donnée la facilité avec laquelle on peut surélever le voltage lorsqu’il s’agit de courants alternatifs.
- En résumé, lorsqu’il s’agit de transmettre une certaine intensité sous un certain voltage, les difficultés sont les mêmes dans les deux cas, aux effets d’induction près.
- On classe habituellement les canalisations en deux grandes catégories : aériennes et souterraines. Les canalisations souterraines peuvent elles-mêmes être à câbles concentriques ou non.
- Il est fort difficile d’établir pour les lignes souterraines à haute tension une règle aussi simple que celle formulée par lord Kelvin pour les lignes aériennes, à cause de l'introduction dans les formules de la valeur de l’isolant, qui varie nécessairement avec la tension.
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- Cette difficulté est encore augmentée si l’on tient compte de la capacité très appréciable des lignes souterraines, concentriques ou non.
- Les lignes aériennes sont ordinairement nues. Tout au plus dans les endroits où la chute d’un fil sur le sol pourrait avoir des inconvénients, met-on une couverture, qui n’est qu’une simple protection mécanique et dont le prix n’entre pas dans les considérations générales.
- Dans ces conditions, lord Kelvin a montré que la dépense occasionnée par la transmission de l'énergie à travers une canalisation est mi-nima lorsque le prix de l’énergie perdue annuellement eri chaleur est égal à l’intérêt de la partie du capital immobilisée dans le conducteur. La démonstration de ce théorème est assez facile. Nous allons la reproduire pour faciliter la compréhension de ce qui suivra.
- La dépense annuelle occasionnée par la transmission de l’énergie se compose de deux parties : la perte de l’énergie transformée en chaleur dans la ligne, et l’intérêt et l’amortissement du capital engagé dans cette ligne.
- Or, la perte d’énergie est, à différents coefficients près, inversement proportionnelle à la section de la ligne, et l’intérêt et amortissement du capital engagé est, lui, proportionnel à la section, à une constante près.
- La dépense annuelle peut donc se mettre sous la forme
- J + P*-
- Or cette fonction est susceptible de passer par un minimum. Le produit des deux termes étant constant, ce minimum correspond à
- ,*=v/T
- ou à
- La dépense annuelle est donc minima quand le prix de la perte d’énergie dans la ligne est égal à l’intérêt plus l’amortissement de cette ligne.
- Dans le calcul de l'intérêt augmenté de l’amortissement de la ligne, ainsi que dans celui du prix de l'énergie perdue, il y a une remarque fort importante à faire.
- En général le prix d’une ligne, aérienne ou
- souterraine, se compose de deux parties : une partie qui correspond à la pose et au matériel de support, poteaux dans le premier cas, cani-vaux dans le second, et qui est presque complètement indépendante de la section de la ligne, et une autre essentiellement variable : le cuivre de la ligne. Seule cette seconde partie doit figurer dans le calcul de la condition économique.
- De même, pour le calcul du prix de l’énergie perdue par an, le prix du kilowatt-heure doit être non pas celui de la distribution ordinaire, mais le prix du kilowatt-heure supplémentaire, calculé pour un accroissement de travail avec le matériel existant, sauf, naturellement, le cas où cet accroissement de travail serait limité; dans ce cas évidemment, il n’y aurait pas à calculer de condition économique.
- Dans certains cas particuliers cette règle de Thomson prend une forme différente qui est également digne d’attention. C'est lorsqu’il s’agit d’utilisation de chutes d’eau. Le prix de l’énergie perdue par an est alors remplacé par l’intérêt et l’amortissement du capital engagé dans les machines correspondant à la puissance perdue en ligne.
- En effet, la dépense annuelle occasionnée par la transmission de l’énergie à travers la canalisation est alors, la somme de l’intérêt et de l’amortissement du cuivre de la ligne et de l’intérêt et de l’amortissement de la partie du capital machines (turbines et dynamos) correspondant à la puissance perdue en ligne. Or, ici encore, la première partie de la somme est proportionnelle à la section, et la seconde inversement proportionnelle à la section. Le minimum correspond donc encore à l’égalité de ces deux parties; égalité qui ne correspond pas à l’égalité des capitaux engagés, car le taux de l’amortissement des turbines et dynamos est ordinairement plus grand que celui de l'amortissement du cuivre des lignes.
- Qu’il s’agisse de puissance fournie par des machines à Vapeur ou par des chutes d’eau, dans les deux cas le résultat est indépendant de la longueur de la ligne. En effet chacun des termes croît avec la longueur de la ligne, et proportionnellement à cette longueur, mais le minimum en est indépendant.
- Si l’on doublelaligne, par exemple, le prix de la perte sera doublé, ainsi que l’intérêt du capital engagé, mais tous deux resteront égaux, et fina-
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- lement les conditions économiques seront exprimées en ampères par centimètre carré, ou, ce qui est équivalent, en volts perdus par kilomètre.
- La question est donc très simple lorsqu’il s’agit de lignes aériennes devant transmettre une énergie donnée sous un voltage également donné.
- Lorsqu’il s’agit de lignes souterraines, la question n’est plus aussi simple.
- Supposons d’abord que ces lignes n’ont pas de capacité appréciable.
- La dépense occasionnée annuellement se compose alors de :
- i° Prix de l’énergie perdue par an, inversement proportionnel à la section ;
- 2° Intérêt du capital immobilisé dans le cuivre, proportionnel à la section ;
- 3' Intérêt du capital immobilisé dans l’isolant, dépendant à la fois du voltage, qui détermine l’épaisseur, et de la section.
- Cette troisième partie peut être considérée comme proportionnelle au voltage et au diamètre, c’est-à-dire à la racine carrée de la section.
- Le plus souvent le voltage étantfixé d’avance, cette troisième partie peut être considérée comme proportionnelle à la racine carrée de la section. Le minimum de dépense correspond alors à
- I
- , , — - — 2 a 4- P A* 2 — S ,
- équation obtenue en dérivant la formule de la dépense par rapport à s et en égalant à zéro, et qui peut encore s’écrire :
- 3
- p.v 2 — i. (l)
- 11 est alors facile par approximations successives de tirer s.
- Mais lorsque le voltage n’est pas imposé par les circonstances, il peut être intéressant de rechercher dans certains cas quel doit être le voltage le plus économique à employer. Car, eu égard à la dépense de l’isolant, ce n’est pas, a priori, le voltage le plus élevé qui est le plus économique pour les canalisations souterraines.
- La formule du minimum de dépense est alors :
- i
- a. P(!i~a = A- ~ J (a)
- mais sa complication ne permet pas de tirer la valeur de la section.
- On peuf malgré cela se rendre compte de ce que nous venons de dire au sujet du voltage en examinant trois cas particuliers.
- i° Si l’on suppose que l'on fasse varier le voltage tout en admettant une perte d'énergie en ligne constante, la section où le prix du cuivre seront inversement proportionnels au carré du voltage. Le prix de l’isolant étant déterminé par son épaisseur, proportionnelle au voltage, et sa circonférence proportionnelle à la racine carrée de la section, c’est-à-dire inversement proportionnelle au voltage, il sera constant quel que soit le voltage; la dépense annuelle sera la somme de trois termes, dont deux constants (perte d’énergie et isolant) et le troisième inversement proportionnel au carré du voltage. 11 y aura donc intérêt à augmenter le plus possible ce voltage.
- 2° Si l'on suppose, au contraire, le poids du cuivre, c’est-à-dire l’intérêt du capital cuivre constant, le prix de l’isolant sera proportionnel au voltage; la dépense annuelle sera dans ce cas la somme de trois termes, dont deux constants et le troisième proportionnel au voltage. Il y aura donc intérêt à diminuer le plus possible ce voltage.
- 3° Enfin si l’on suppose la condition du minimum dedépenseréaliséeen l’absence de l’isolant, c’est-à-dire seulement pour le cuivre et la perte en ligne, et que l’on cherche ensuite à rendre la dépense (cuivre -j- isolant) mimma, on arrive au résultat suivant :
- Le prix du cuivre, par hypothèse, est inversement proportionnel au voltage. Le prix de l’isolant sera donc proportionnel au voltage et à la racine carré de la section ou de l’inverse du vol-
- G _
- tage, c’est-à-dire à — = Ve-\/e
- La dépense annuelle sera donc
- I
- a C -f \i C 2 ,
- a comprenant les coefficients pour le cuivre et pour la perte d’énergie : elle sera minima pour
- Ce n’est qu’une première approximation, mais qui peut être très utile et permettre d’arriver à trouver la condition économique
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- pour l’ensemble sans grands tâtonnements. Ayant trouvé ce voltage (3), la formule (x) permettra de trouver la nouvelle condition économique réelle avec l’isolant. Cette nouvelle condition conduira nécessairement à une section plus faible que la première. On pourra ensuite, à l’aide de cette nouvelle section, déterminer un nouveau voltage e', puis une nouvelle section, etc..
- Je suppose, par exemple, que la règle de Thomson, abstraction faite de l’isolant, conduise comme condition économique, à pei'dre dans une ligne io volts par kilomètre; on cherchera alors avec la formule (3) le voltage pour lequel le prix du cuivi'e et de l’isolant sera minimum. Je suppose que l’on trouve 2000 volts; ce voltage permettra avec la formule (1) de trouver une section plus proche de la vérité, telle que celle qui correspondrait à perdre 12 volts par kilomètre, et ainsi de suite.
- C’est la façon théorique dont on devrait pi'o-céder. Pratiquement, on agit plus simplement en demandant au constructeur de câbles ses prix pour différentes sections et difféi'entes épaisseui's d’un certain isolant. Car malheureusement les coefficients entrant dans les formules sont très mal établis., et je ci'ois que les constructeurs de câbles eux-mêmes sont très peu fixés sur ce point et ne savent que par à peu près les épaisseurs d’isolant nécessaire pour différents voltages. Quelques auteurs ont indiqué 1 millimètre de caoutchouc par 5oo volts, d’autres croient qu’il suffit de moins.
- Aussi, dès que l’on veut tenir compte de la capacité, s’il s’agit de courants alternatifs, n’est-il plus guère possible de faire un calcul sérieux. Cette capacité peut en effet avoir deux influences opposées au point de vue spécial qui nous occupe. En premier lieu, par suite du courant qu’elle entraîne, elle augmente la perte d’énergie dans la canalisation; mais d’autre part, si les appareils récepteurs ont une self-induction, soit réelle, soit apparente, elle diminue le courant nécessaire à la transmission d’énergie en diminuant le décalage, et il peut arriver souvent que cette diminution soit très importante.
- A çe point de vue d’ailleurs il peut être très intéressant dans certains cas de compléter les installations par l’addition de condensateurs, ainsi que nous l’avons déjà proposé dans quelques articles.
- Nous avons montré que l’addition de condensateurs, soit en dérivation, soit en série, pouvait augmenter dans une proportion fort appréciable l’utilisation spécifique des alternateurs. Ce sera une propriété ti'ès avantageuse des condensateurs, quand ils seront devenus industriels, de pouvoir diminuer la perte annuelle dans les canalisations à grande distance. Pour qu’il y ait un certain intérêt à cette addition, il faut nécessairement que le décalage existant dans les circuits utilisateurs ait une certaine valeur f1).
- Soient E et I les valeurs de la différence de potentiel et de l’intensité aux appareils récepteurs. La puissance transmise est
- E I cos 9.
- Si l’on ajoute en dérivation à l’extrémité de la ligne un condensateur C tel que l’intensité qui y passe soit
- I sin 9,
- c’est-à-dire un condensateur ayant pour capacité C = , le courant total qui passe dans
- la ligne et qui était I devient I cos œ. Il s’ensuit que le capital engagé dans la ligne peut être réduit dans le l'apport de 1 à cos ©, et que la pei-te annelle en ligne peut être réduite dans le rapport de 1 à cos s, moyennant la dépense du condensateur, qui est
- v Es c = v -
- b>
- 1 sin 9,
- dans laquelle y est le prix du condensateur de 1 microfarad supportant 1000 volts.
- Soit par exemple à transmettre 20 000 watts sous une tension de 2000 volts à un appareil dans lequel le décalage à ce l'égime est de 1/4 de période; s’il n’y avait pas de décalage, il suffirait de transmettre 20 ampères, mais il faut en vérité transmettre 28,3 ampères. Je suppose en outre que la condition économique corresponde à une perte en ligne de 10 volts par kilomètre et que la distance soit de 10 kilomètres, soit 20 kilomètres de ligne La perte totale sera donc de 200 volts, ce qui, sans condensateur, exigei'a une ligne de 7,07 ohms, qui aura environ 48 millimètres carrés de section et coûtera dans les (*)
- (*) Ce qui a surtout lieu dans les installations pour le transport de la force.
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- 6o5
- 17 à 18 000 francs de cuivre. Le coût annuel de la
- ligne sera d'environ 2 X18000 = 1800
- 100
- francs (perte d’énergie et intérêt).
- Avec un condensateur, la ligne n’ayant à transmettre que 20 ampères, aura une résistance de 10 ohms, et par conséquent une section de 3q millimètres carrés, et ne coûtera que 12000 francs. Le coût annuel de la ligne sera devenu d’environ i25o francs.
- Et qu’aura coûté le condensateur qui aura permis'cette économie? En comptant sur le prix actuel de 25 francs le microfarad de 1000 volts et sur une fréquence de 80 périodes par seconde, environ 1000 francs. Si pour une raison quelconque on se trouve dans l’obligation d’établir la ligne en conduite souterraine, des câbles concentriques seront tout indiqués, car ils pourront avoir une capacité voisine de celle nécessaire pour obtenir ce résultat. Mais, si cela est possible, la ligne aérienne avec addition de condensateur à l’usine réceptrice sera moins coûteuse.
- L’addition de condensateurs en série peut, dans certains cas, être encore plus avantageuse en améliorant le fonctionnement de certains appareils.
- J’imagine par exemple un transport de force formé de deux machines synchrones réunies par une ligne. On sait que pour qu’un tel système soit dans les conditions les plus parfaites de stabilité, il faudrait que l’inductance du circuit général fût égale à sa résistance. Or, pour des alternateurs avec fer, il n’est pas rare de voir l'inductance 25 à 3o fois plus grande que la résistance. En supposant que la résistance de la ligne atteigne une valeur à peu près égale à la somme des résistances des deux machines, l’inductance est encore 12 à i5 fois plus grande que la résistance. Pour cette raison, non seulement les machines n’ont pas leur stabilité très assurée, mais encore l’intensité qui les traverse lorsqu’elles produisent un certain travail est plus grande de i5 à 20 0/0 que celle qui serait nécessaire si l’inductance était égale à la résistance.
- L’addition d’un condensateur en série dans le circuit d’un tel système a donc pour résultats :
- i° Diminution du capital_ engagé dans les machines ;
- 20 Diminution du capital engagé dans la ligne;
- 3° Augmentation du rendement des machines ;
- 4° Augmentation du rendement de la ligne;
- 5° Accroissement de stabilité du système et de la sécurité du fonctionnement.
- Cette addition est donc digne d’être prise en considération.
- Nous avons indiqué l’avantage que l’on peut tirer des condensateurs pour diminuer le coût des lignes à courants alternatifs pour faire surtout ressortir le seul point faible que ces courants aient à leur passif au sujet des canalisations. Mais, ainsi que nous l’avons dit en commençant, ce n’est pas une cause d’infériorité réelle, étant donnés le moyen d’y remédier et la grande facilité avec laquelle on peut dépasser avec les courants alternatifs les tensions usitées dans l’emploi des courants continus.
- Les raisonnements que nous avons faits pour les courants alternatifs simples s’appliqueraient également aux courants polyphasés; mais nous n’avons pas cru devoir les considérer en particulier, comme on en a l’habitude maintenant.
- Paul Boucherot.
- NOTES SUR LA THÉORIE ÉLÉMENTAIRE
- DIîS
- APPAREILS A CHAMP TOURNANT Q)
- V. — Moteurs a flux tournant asynchrones.
- Le problème capital des courants polyphasés est celui des moteurs à flux tournant asynchrones. La théorie de ces appareils, qui n’a été exposée jusqu’ici que dans des cas particuliers et sous une forme un peu difficile (2), présente au
- (') La Lumière Electrique du 16 décembre 1890, p. 5i6.
- (2) La belle théorie, aujourd’hui classique, de MM. Leblanc et Ilutin n’a été établie que pour le cas tout spécial de leurs moteurs à courants diphasés avec bobines superposées, et en supposant implicitement une alimentation à courant constant. Toutes les théories ultérieures n’ont fait, au moins en France, que reproduire celle-ci sous une forme plusou moinssimplifiée. Al’étrang-er, au contraire, on s’est préoccupé dans ces derniers temps d’étudier le moteur dans ses conditions habituelles de fonctionnement, c’est-à-dire à potentiel constant ; M. Behn-Eschenburg en parti-
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- contraire, quand on emploie les notations vectorielles, une grande simplicité, tout en étant plus générale. Les équations se réduisent à très peu près, comme on va le voir, à celles du transformateur à courant alternatif ordinaire ; on a donc a priori le choix entre les deux méthodes de calcul de Maxwell et de Hopkinson. C’est la seconde que je choisirai, pour les motifs indiqués plus haut.
- Comme j’emploierai désormais exclusivement les quantités vectorielles, je supprimerai, pour simplifier l’écriture, les annotations vec. accolées aux lettres dans le précédent chapitre.
- i° Théorie générale.
- Considérons d’abord un moteur bipolaire à iriducteur fixe et induit mobile (*), du type Dobro-xvolsky ou Brown sous sa forme actuelle, c’est-à-dire, avec les bobines (ou spires) de l’induit fermées chacune en court circuit.
- Notations : Soient, en valeurs vectorielles :
- U la tension d’alimentation aux bornes de l’inducteur ;
- Ij, I, les courants inducteur et induit;
- N, etN2 les nombres de spires réduits que j’ai désignés par qn et q^nx sur le tableau de la page 5ao, c’est-à-dire les produits du nombre de bobines par le nombre de fils extérieurs de celles qui sont en montage étoilé;
- SU la réluctance du circuit magnétique commun aux deux enroulements;
- Kl5 kx et K2, Æ2les coefficients définis plus haut dans l’étude des flux (p. 475) et des forces électromotrices induites (p. 479);
- V\ r2, ^ X2 les résistances et les self inductions cycliques des deux enroulements ;
- M leur coefficient d’induction mutuelle ;
- culier a publié dans ce sens un très intéressant travail (.Elektrotechnische Zeitschrift, 8 septembre 1898), auquel on peut reprocher seulement l’omission des termes de réaction mutuelle des bobines d’un même circuit entre elles.
- (*) Pour me conformer à l’usage, j’appellerai inducteur (ou primaire) la partie alimentée par le courant extérieur, et induit (ou secondaire), l’autre partie, bien que M. Swin-burne, avec l’ingéniosité originale qui lui est habituelle, ait fait remarquer fort justement, ii y a quelque temps, que ces termes sont en contradiction formelle avec ceux employés pour les moteurs à courants continus. (Inst, of Electr. Eng., i3 avril 1893, p. 327).
- <l>j <I>2 ôF les flux tournants inducteur et induit et le flux résultant ;
- E, les forces électromotrices induites par ce flux §F dans l’inducteur et l’induit;
- T la durée d’une période des courants polyphasés inducteurs;
- to la vitesse angulaire relative de l’induit par rapport à l’inducteur ;
- 2 7T
- ù=-^- la vitesse angulaire des deux flux tournants 'I>,"et <l>n.
- On sait que ceux-ci tournent bien avec la même vitesse absolue dans l’espace. Il est du reste aisé de s’en rendre compte en se rappelant que la force électromotrice vectorielle induite par <1>,
- 7C
- est de - en retard sur lui, que le courant vecteur induit est décalé d’un angle constant par rapport à la force électromotrice vectrice, et que d'une manière générale tout l’ensemble des vecteurs tourne synchroniquement.
- Composition des flux. — Dans les moteurs à induits cylindriques, que j’étudie ici plus particulièrement, parce que ce sont ceux qui se prêtent le mieux à l’analyse, la règle du parallélogramme est applicable. En effet, chacun des flux tournants «Iq et (I>2 est, comme on l’a vu plus haut (p. 36i), représenté par une équation de la forme :
- %
- en appelant r le rayon du tambour et b sa longueur, et en posant
- B, = B,„mx sin — a),
- B2 tz. Bo inux si n ^^— — et — ,
- B, et B3 étant les. inductions mesurées en un point M de l’entrefer et a étant l’angle qui définit la position de ce point mesurée à partir d’une origine quelconque.
- Admettons qu’il n’y ait pas de fuites magnétiques, c’est-à-dire que le flux de l’induit se ferme entièrement à travers l’inducteur, et inversement. L’induction totale
- B = B, + Bs ;
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- 607
- son vecteur est donc la somme géométrique des deux autres
- (B) = (R,) + (B,),
- et par suite
- (4.) = (<!>,) + (*,),
- c’est-à-dire que les flux tournants se composent suivant la règle du parallélogramme d’une manière aussi légitime que les champs magnétiques dans la théorie de Ferraris. Cette règle est applicable à tous les moteurs dans lesquels les fuites magnétiques sont négligeables, en particulier à ceux qui comportent des induits et des inducteurs cylindriques enroulés en tambour, avec un petit entrefer (types Dobrowolsky Brown). Elle est représentée graphiquement sur la figure 1.
- Lorsqu’on augmente l’entrefer ou que l’on emploie la forme d’enroulement en anneau, une partie plus ou moins considérable des lignes de
- Fig. 1 et 2. — Composition des flux.
- force de chacun des enroulements, où se produisent des forces magnétomotrices opposées, pourront se fermer directement à travers l’air sans traverser l’autre enroulement, donnant ainsi lieu à des fuites magnétiques. Soient (1 —vt) la fuite proportionnelle du flux «b,, et (1 — r>2) la fuite proportionnelle du flux<I>2; la composition des flux devra se faire comme le montre le graphique figure 2 ; le flux résultant dans l’induit F s’obtient en composant vx ‘Ifi avec <ï>2, et le flux résultant dans l’inducteur Ft, en composant <!>, avec v2 (1»2.
- Je ferai d’abord la théorie en supposant les fuites négligeables.
- Solution graphique. Arrêtons par la pensée les vecteurs des flux et représentons-les sur le graphique de la figure 3. Puisque, par hypothèse, il n’y a pas de fuites magnétiques, le vecteur <F est la résultante des flux <1>, et <1>2; ce flux oV donne naissance aux deux forces électromotrices effectives E, et Ej>, représentées par les vecteurs OE,
- et OE2 décalés de ^ en avant et en arrière de OD
- Le circuit induit ne comprenant pas d’autre self-induction ou réactance que celle de son enroulement, et l’effet de réaction étant déjà représenté par le flux <t>2, l'intensité I3 est en coïncidence de phase avec E2 f1). Par conséquent le flux <f>2 auquel elle donne naissance est perpen* diculaire à cT; le triangle O D A est donc rectangle.
- La force électromotrice induite par le flux «ï»! tout seul serait le vecteur O e2, perpendiculaire à O»!»,, et dont la projection est E2. L’angle de décalage (s2, E2) == 0 est égal à l’angle (<I>t, 3).
- L’intensité vectrice It étant en concordance de phase avec le flux inducteur <!>, qu’elle produit,
- Fig. 3 et 4, — Solution graphique, sous sa forme primitive, puis simplifiée.
- la chute de potentiel vecteur rx Ii, due à la résistance de l'inducteur, se représente par un segment O a porté sur-le vecteur «Iv En composant O a avec la force contre-électromotrice Ex induite dans l'inducteur, on obtient le vecteur O/, qui représente la différence de potentiel vectrice U aux bornes de celui-ci.
- Le diagramme ainsi obtenu ne diffère, comme on le voit, du diagramme Kapp-Fleming pour les transformateurs que par l’interprétation des vecteurs et des angles, ce qui justifie les termes de primaire et de secondaire indiqués plus haut pour les deux circuits.
- Avant d’aller plus loin, je ferai une nouvelle
- (') Contrairement à une théorie de M. Sahulka « sur le champ tournant de Ferraris » La Lumière Électrique, t. XLII, p. 241), où la réaction d’induit se trouve comptée deux fois, sans que l’auteur s’en soit aperçu.
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- 6ç>8
- LA LUMIERE ELECTRIQUE
- remarque qui me permettra de compléter ce diagramme des transformateurs par la détermination graphique de la tension aux bornes. Soit O/ le vecteur qui représente celle-ci; menons par le point a, extrémité du vecteur r, I1, l’horizontale a b, et joignons bf. L’anglefba ou <p ainsi formé est donné par l’équation
- V
- ' ba~
- — QS'N, 4
- Sx
- r, 1,
- «K.
- .4*,
- ât
- ON,8___Q *,
- ~ r,
- (0
- cp est donc, pour chaque moteur, un angle constant dont la tangente est égale à la réactance cyclique de l’inducteur.
- On peut à l’aide de cette remarque construire immédiatement la longueur a f, qu’il faut porter sur la verticale de a pour obtenir le vecteur of.
- Pour simplifier l'épure, on fera bien, comme on le verra plus loin, d’amplifier la construction
- *1
- précédente dans le rapport —=- par un simple
- ri fi
- changement d’échelle; le triangle fb a se trouve alors remplacé par son semblable F B A; les constructions restent les mêmes, l’échelle seule est modifiée. La même ligne O «hj représente dans ces conditions soit un flux, soit une intensité, soit une tension, et l’on voit aisément que ces échelles sont dans les rapports suivants :
- Échelle des volts__ 4>, __K, 4 r
- Echelle des flux r, I, r, St 1 ’
- Échelle des intensités__
- Echelle des volts *
- Échelle des intensités___„ 411
- Echelle des flux 1 St
- J’ai montré dans un précédent travail (*) que l’emploi des échelles multiples est le procédé le plus commode pour la pratique des diagrammes, et souvent même le seul possible pour l’application à des machines réelles. J’ajouterai que c’est aussi le plus rationnel.
- L’épure simplifiée sous sa forme définitive (fig. 4) ne présente plus aucune complication.
- Équations générales. — On a les relations suivantes, toutes évidentes d’après la figure 3, Y désignant l’angle F O A :
- Flux résultant.
- S* «= <V — $*, = <V cos* e. (2)
- Forces électromotrices induites.
- E, =— ÛN, S; E,— — (Q — io)^tS=(Q-o>) MI.cosO 4 4
- (3)
- Tension aux bornes.
- U* = E,* -f (r, I,)* + 2 I.) E, sin 6.
- Intensité des courants.
- U cos y — \f + E,* — U8 sin*r _
- I. =
- r,
- (4)
- (5)
- (6)
- K 4 r,
- t f. \ XT CTC Nj S( MC T
- (Q —10) N. S—-( 1 — — ) = QMI1cos
- ' " W)
- Angle de décalage 9 entre les flux <f>, et «F, et entre les forces èlectromolrices correspondantes e, et E, :
- tang9 = (Q — <o)-p. (8)
- Flux composants :
- 4.,:
- 4 -rc K, N, I, cR.
- ; (9)
- —*N,It. (10)
- cJv
- kt k2
- A part les coefficients ~ dans l’expression
- des forces électromotrices induites et K2dans celles des flux, cès équations sont exactement celles de la théorie d’Hopkinson pour un transformateur dont le secondaire aurait une résistance variable.
- ri —
- Lorsque le moteur tourne synchroniquement, a) =£2, r'— 00, et tout se passe sensiblement comme dans un transformateur à vide.
- La diminution de vitesse correspond purement et simplement à une augmentation de charge, la résistance variant en raison directe de la vitesse t».
- L’analogie complète des régimes du moteur et du transformateur ne s’étend pas aussi bien à la puissance et au rendement, et il est bon de traiter ces questions d’une manière indépendante, ainsi que celle du couple moteur.
- Couple moteur. — La puissance P,, qui serait nécessaire pour faire tourner l'induit en sens inverse, avec la vitesse relative ü — 10, par rapport au même flux inducteur rendu immobile a pour valeur (en se rappelant que E2 et I2 sont en coïncidence de phases)
- .E/ ’ r.
- (11
- (*) La Lumière Électrique, t. XLVII, p. 34.
- P, = E, I,
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- 609
- c’est-à-dire, d’après les équations précédentes :
- Pr = — <ü) M I, cosuj . (12)
- Le couple moteur s’obtient en divisant cette puissance par la vitesse relative (Q — oj); d’où
- G = (Li — m) M*I,!
- cos2 fl
- r,
- — I,2 sin 0 cos 0
- st
- _ (Q —m)rt ~~ ?-52 + (U — w)2 X,2
- (.3) M21,2.
- Cette dernière formule est en apparence identique à celle donnée par MM. Leblanc et Hutin, dans leur étude citée plus haut, mais elle en diffère cependant par le sens des symboles. Ici, en effet, ceux-ci sont vectoriels, et par suite applicables à tous les moteurs, quels que soient le nombre de phases et de bobines, tandis que ceux de MM. Leblanc et Hutin représentent les constantes ordinaires d’un des circuits diphasés à deux bobines seulement. L’identité entre leur formule et la mienne a lieu dans ce cas, grâce au fait déjà signalé que, dans les enroulements à deux bobines, les coefficients d’induction cyclique ne diffèrent pas des coefficients d’induction simple. Dans le cas où il n’y a pas de fuites magnétiques, on peut remplacer dans la première formule de cette page M par sa valeur X, X2. Mais il vaut mieux poser dès maintenant, pour plus de généralité :
- <7 représentant la proportion des fuites magnétiques; il reste alors l'expression (16) :
- (£1 — o>) ~
- G =)., (1 — cr) I,2 Sin 6 cos6r=)., (i — a) I,2------------!_
- qui est extrêmement commode pour le calcul des moteurs. En remarquant que «I», = —“r-—,
- e/t
- on peut l’écrire aussi :
- (17)
- C = (1 — <t) (— <i> 2 sin 0 cos 0 = 3t' ‘I>,* sin 0 cos û,
- \4* 4W
- SJt' étant une constante. Sous cette forme on voit que le couple est, à chaque instant, proportionnel à la surface du triangle rectangle formé par les vecteurs des flux induc leur et induit (')•
- (') Autre expression équivalente du couple, en fonction du flux total S7 et des ampères-tours de l’induit :
- C = —N, It St 4
- Puissance. — La puissance électrique fournie par le moteur est le produit du couple par la vitesse absolue o>;
- P = 10 G, (18)
- G ayant la valeur précédente.
- Rendement. — Le rendement s’obtient en retranchant de la puissance les pertes dues aux quatre causes habituelles :
- r Perles par effet Joule. La chaleur dépensée est, dans l’inducteur :
- dans l’induit :
- La perte totale est donc :
- (19)
- 2° Perles par hystérésis. — Le flux total dans l’induit aussi bien que dans l’inducteur étant S7, si on appelle Sx et S2 les sections moyennes connues du fer dans chacune des deux parties, on aura pour valeurs de l’induction dans l’inducteur et dans l’induit :
- B,
- «y
- s?
- B.=
- Soit Vj, V2 les volumes de fer correspondants soumis à l'hystérésis; la périodicité étant £2 dans l’inducteur et ü — 0 dans l’induit, la perte totale par hystérésis sera, d’après la loi de Steinmetz;
- v,/(ï)'',u + vsy(|)v(û-») (=0)
- 3° Perles par courants de Foucault. — Il n’y a pas à proprement parler de perte dans l’induit, car les courants de Foucault dans celui-ci contribuent à la production du couple de rotation aussi bien que les courants induits dans les spires. Leur effet est donc simplement de modifier légèrement les constantes ),2 et r., appliquées à l’induit, et nous pouvons le supposer implicitement englobé dans celles-ci.
- Dans l’inducteur, au contraire, la perte par courants de Foucault croît proportionnellement au carré de la force électromotrice qui la produit, c’est-à-dire au carré du flux total S7 et de la
- (14)
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- 6io
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- vitesse de rotation de ce flux £2. On a donc, en appelant g-pn facteur convenable, sensiblement constant pour un inducteur donné,
- p" = g 3*Oa. (ai)
- 4° Perte par frottement et résistance de l'air. — Je l’appellerai p’" . Elle est de la forme
- fiü> ‘ b C 0.A
- Le rendement a en définitive pour expression : p + p’ + P” + p"’
- ---------iTc-----» <22>
- p, p\ p", p'" ayant les valeurs données ci-dessus.
- Élude du fonctionnement d'un moteur. — Pour appliquer les relations et propriétés générales que je viens d’indiquer, il faut connaître les conditions d’alimentation du moteur. Celles-ci étant données, le problème à résoudre consiste à exprimer toutes les inconnues : vitesse de rotation, courants, couple, puissance, rendement, etc., en fonction d'une seule d'entre elles, qui sera de préférence la vitesse. Une fois cette résolution obtenue, on peut en déduire toutes les conséquences pratiques nécessaires.
- Diagramme de fonctionnement. — La méthode graphique permet d’obtenir immédiatement et de représenter sous forme de courbes le courant primaire Ij, la tension aux bornes U, le couple C et la puissance P, en fonction de la vitesse.
- Ces courbes seront décrites en coordonnées polaires, le rayon vecteur étant mesuré à partir du point O et l’angle 0 à partir d'un axe horizontal OH (fig. 5); mais comme on a
- il suffit d’élever au point H, ayant pour abscisse
- pq un axe vertical HQ0 pour que l’ordonnée IIQ, ^2
- comprise entre H et le rayon vecteur O Q, représente précisément la vitesse (Q — w) (1). On réalise ainsi un système de coordonnées linéo-polaires extrêmement commode. L’ordonnée maxima H Q„ étant égale à Ü, on peut compter directement les vitesses absolues o> = Q„Q au lieu des différences ü— <>.
- On a fait plus haut, pour simplifier l’épure,
- (') On peut plus généralement donner à l’abscisse OII une longueur quelconque à la seule condition de mesurer les vitesses O — <«> aune échelle convenable sur la droite
- HQ..
- la convention que la même longueur OA représente le flux <I>! à une certaine échelle, l’intensité à une autre, et le produit 1\ I, à une troisième. Il y aura donc trois premières échelles, auxquelles on ajoutera celles qu’on trouvera les plus convenable pour le couple, la puissance et la vitesse.
- La courbe de 'lq, ou du courant primaire à l’échelle des ampères, décrite par A quand le régime varie, se déduit tout d’abord de la loi d’alimentation donnée. Par exemple, c’est un cercle quand on alimente à courant constant (fig. 6).
- La courbe du couple C0G s’obtient en portant sur chaque rayon vecteur OA une longueur proportionnelle à l’aire du triangle OAD (fig. 4).
- La courbe de puissance P0 P se déduit de la
- N Liyne de synchronisme h
- Fig. 5. — Diagramme polaire type du fonctionnement des moteurs asynchrones.
- précédente en multiplant chaque vecteur OC par la vitesse correspondante tor=Q0Q mesurée sur l’échelle HQ„,
- Enfin la courbe de voltage aux bornes F0F, à l’échelle des volts, se déduit de la courbe d’excitation A0 A par la construction indiquée plus haut, page 608.
- Une fois la courbe du voltage construite, il suffit pour avoir la tension U correspondant à chaque valeur du courant, de mener la verticale du point A ; sa rencontre avec la courbe F donne immédiatement OF de la figure 4.
- La courbe du rendement s’obtiendra facilement en calculant chaque perte sur l’épure; on remarquera en effet que toutes les variables co,<Iq, »l>2, et ü? qui entrent dans les expressions (19), (20), (21) et (22), sont directement mesurables sur la figure.
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- Une propriété très remarquable de ce diagramme, sur laquelle on reviendra plus loin, c’est que les trois courbes polaires principales de voltage, intensité primaire et couple moteur, ne dépendent que du système inducteur et non du bobinage de l'induit. Bien plus, si l’on passe d’un moteur à un autre ayant même rapport
- ü —, ces trois courbes restent les mêmes, les
- r i
- échelles seules étant à modifier, conformément aux équations.
- 2° Moteur alimenté à intensité constante.
- Ce cas est celui qui a été étudié par MM. Butin et Leblanc dans leur théorie déjà citée. La résolution en est faite par les équations (2 à 8) dans lesquelles il suffit de faire It et «I», constants et de remplacer 3" par sa valeur
- Fig- G. — Diagramme polaire du moteur asynchrone à courant constant.
- (I) courant primaire, (II) voltage, (III) couple.
- Un changement de la constante d’induit —
- r2
- produit un simple déplacement de l’axe des vitesses Q„H.
- On voit que ce diagramme permet d’embrasser d’un coup d’œil toutes les conditions de fonctionnement et de construction d’un moteur, résultat que les équations algébriques seules sont incapables de fournir. Je vais examiner comme exemples les deux cas particuliers où le moteur est alimenté à intensité constante, puis à potentiel constant, en développant surtout l’étude de ce dernier cas, qui est, dans les conditions d’emploi actuelles, le plus intéressant pour la pratique.
- pour que toutes les variables se trouvent exprimées en fonction de Q—<0.
- Fig
- 7. — Moteur asynchrone à courant constant. Variation du couple en fonction de la vitesse.
- Inducteur O — 3
- r,
- Induit n
- — =1, courbe I. r 2
- 5, courbe II. et 10, courbe III.
- En particulier le couple conserve l’expression (16) et la condition pour qu’il soit maximum est évidemment, comme l’ont indiqué MM. Butin et Leblanc,
- —= 1 ou, dans mes notations, 0 = 45°:
- le couple maximum lui-même est
- (l- <tW=: — — <I>,2. (
- 2 V J V / 4. 4®
- 24
- Le diagramme de fonctionnement d’un rpotguj-
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- 6i 2
- ainsi alimenté est des plus simples, la courbe d'excitation <I>, étant un cercle, et la courbe de couple C une courbe facile à construire,
- en posant
- p = Asin 20
- ^ St ^ , 8K, 4 m 1 ’
- (25)
- La courbe du voltage F0 F est une ellipse, dont l’équation s’écrit immédiatement, d'après la figure 4, en se rappelant que l’angle F B A = <p. En effet, en posant
- OD = „r et DF=)’,
- on a
- y = ^*(tang: 0 + tang ç) = Y^OA2 — x* + .r tang <p ;
- D’où
- (y — a; tang ç)1 + A2 -OA‘ = o, (26)
- Fig. 8. — Diagramme polaire d’un moteur à résistance secondaire variable (Hutin et Leblanc) donnant un courant et un couple constants.
- équation d’une ellipse ayant pour diamètres conjugués l’axe des y et une droite faisant l’angle ® avec l’axe O >L Cette courbe est représentée sur la figure 6, en (II). Les courbes (I) et (III) sont utilisées seulement à partir du rayon limite OQo correspondant au démarrage. La partie des courbes correspondant à un angle 0 négatif se rapporterait à la machine employée comme génératrice, cas d’emploi dont MM. Hutin et Leblanc ont les premiers indiqué la possibilité. x
- Pour bien montrer l’influence de la constante d’induit — sur la loi de variation du couple, il suffit de développer en coordonnées rectangu-
- laires (fig. 7) les formes différentes que prend
- cette loi de variation pour diverses valeurs de
- ^2
- rz
- la constante d’inducteur restant constante (tang® a été pris égal à 3 sur les figures 6 et 7). Pour cela, on trace une fois pour toutes sur la figure 6 la courbe polaire du couple, puis on donne à l’axe des vitesses les positions H Q0, IF Q'0, Ii” Q"„
- correspondant aux diverses valeurs de —. La
- O
- courbe en coordonnées rectangulaires correspondant à la droite IIQ0par exemple se construit en élevant en chaque point Q une perpendiculaire à cette droite, ayant une longueur égale au rayon vecteur du couple O C.
- On a obtenu de cette façon les trois courbes de la figure 7, correspondant aux valeurs
- Q -A-= 1 5 et 10. On voit combien elles sont r2
- différentes et combien cette question des va-
- leurs relatives de ^ et A mérite d’être prise en
- considération.
- Le rendement n’est pas maximum lors du synchronisme, comme on le croit souvent. Il suffit pour s’en rendre compte de se reporter aux expressions des pertes, comme on le verra pour le moteur à potentiel constant.
- Ce cas n’ayant pas autant d’intérêt pratique que le suivant, je ne le développerai pas davantage. J’ajouterai seulement le diagramme d’un cas particulier intéressant, étudié par MM. Leblanc et Hutin sur leur moteur : celui où l’on règle la résistance r2 du circuit induit
- de façon à avoir constamment — toj — = 1.
- Alors- le couple et le courant primaires sont constants à toute vitesse, et le diagramme se réduit à la figure 8. On verra plus loin ce qu’il faut penser de cette solution.
- 3° Moteur alimenté à potentiel constant.
- C’est le cas qui se présente habituellement pour les moteurs placés sur un réseau de distribution. Soit U le voltage d’alimentation supposé constant.
- Dans le diagramme qu’il s’agit de déterminer, c’est la courbe du voltage F0 F qui se trouve donnée cette fois sous forme d’un cercle ayant pour rayon O F = U mesuré à l’échelle des volts
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- O F peut représenter à l’échelle des flux un flux fictif auquel je donnerai le symbole F.
- L’équation de la courbe des intensités primaires O A (à l’échelle des intensités) s’en déduit immédiatement en coordonnées rectangulaires; en posant sur la figure 4, O D = x, D F = r, on a en effet
- y — S'O F2 — .v2 — .v tang 9, ou
- (y + .r tan g <p)‘- + .v2 -OF’ = o, 127
- équation d’une ellipse ayant pour diamètres conjugués les directions O Y et 0„ (lig. 9), et passant par le point M. La seule partie utile de cette courbe, si la machine travaille comme réceptrice, c’est l’arccompris entre la droite de démarrage O Q0 et la droite de synchronisme OX. ,
- La valeur algébrique de toutes les inconnues est déterminée dès que l’on connaît <19. Or, en substituant dans l’équation (27) les valeurs .v = <I>! cos ü, y = <19 sin 0, on a :
- cos2 0 + (sin 0 + cos 0 tan g pf F2
- =------------------- , (28)
- cos3 0 [1 -r (tangO + tang 9)9’ '
- ♦[o—)£+°£r
- ou, ce qui revient au même :
- + Kû - “) f;I
- i.a=
- U2,
- + + n ?;] _____________U2 ____________
- cos2 0 [1 + (tango + tang 9)’]’
- oü)
- expression fort différente, comme on le voit, de celle relative au moteur à intensité constante. Le couple maximum s’obtient en annulant la dérivée de C, ce qui donne pour l’angle 0„, correspondant :
- tang 0,„ = = y tan g2 9 + , (34)
- ou
- ("--)f; = v/(urO'+’ I35i
- H" N',H
- Fig. g. — Diagramme polaire d’un moteur asynchrone à potentiel constant.
- (I) courant primaire; (II) voltage aux bornes;
- (III) couple moteur.
- D’où
- (36)
- expressions qui, par substitution dans les équations (2) à (10) achèvent la solution algébrique du problème. Cherchons en particulier l’expression du couple.
- Couple. — Celui-ci, qui est toujours proportionnel à l’aire OAD (fig. 4), et dont la courbe se construit aisément d’après cela, peut s’écrire sous les formes suivantes :
- C = (1 — <j) X, I,2 sin 6 cos 0,
- U2 tang 0
- (! — a> ' J (tang ü + tang 9)*’
- (“-)£
- o — m) T 4- ü —
- J r._ r,
- — (! — (?) >1 L'r
- I +
- [(
- C,
- ItlX
- Î(-'D F------- Vi.nS-,+ ,
- / \ 4 */ 1 + (tang 9 -f v tang- 9+1)
- et l’intensité du courant Ij correspondant
- , _ U /cos2 9 + (1 + sin 9)2 1 r, V 1 + cos2 9 v '
- La courbe du couple affectera sur le diagramme une forme (fig. 9) analogue à celle de la figure 6, en ce qu’elle est tangente à O X et O Y, mais dissymétrique, la position du maximum étant dirigé suivant l’angle 0,„. Ce dernier est plus grand que l’angle 9, dont il diffère peu en pratique, car tang 9 est toujours grand en comparaison de 1 ; on le construit très facile-
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- ment (en vertu de l’équation (34) en portant (fig. 10) sur la ligne Nn = O n tang <p une longueur N«’ = 0 n.
- La ligne On' ainsi obtenue donne la position du vecteur OA,„, et par suite la valeur de la vitesse to,„ correspondant au maximum du couple. Le couple va en décroissant d’une manière continue depuis 0 = 0,„ jusqu’à 0 = o.
- La valeur de C111I1X possible dépend exclusivement des éléments de construction de la carcasse et du bobinage de l’inducteur, et en aucune façon du bobinage de l’induit. On voit aisément par la formule (36) que Cm„x va en croissant quand » diminue jusqu’à la valeur o. Alors la réactance du primaire est nulle, et la courbe du courant primaire est aussi un cercle.
- Fig. 10. — Construction de la direction du couple maximum.
- La courbe de couple peut être tracée sur l’épure dès qu’on s’est donné le primaire, sans connaître le secondaire, car l’équation (32) ne contient comme variable que 0.
- Au contraire, la loi de variation du couple réellement réalisé en fonction de la vitesse dépend de la construction de l’induit. Si l’on modifie l’une des constantes ).2 ou r2, la valeur
- de — change; l’abscisse OH de l’axe des vi-r2
- tesses varie proportionnellement à cette expression; pour une même valeur de la vitesse w, chaque rayon vecteur O A sera donc d’autant
- plus bas que ^ est plus grand. Si l’on applique
- f V.
- cette remarque en particulier à la droite de démarrage (10 = o), on voit que celle-ci peut se trouver soit au-dessus soit au-dessous du couple maximum Cm.
- Par conséquent, pour un même système inducteur alimenté à potentiel constant, la loi de
- variation du couple peut être profondément modifiée par la construction de l’induit; suivant que tang 0o est plus grand ou plus petit que tang 0,„, c’est-à-dire
- le couple maximum se trouvera dans les limites de fonctionnement ou hors de ces limites. Dans le premier cas, la variation du couple en fonction de la vitesse sera représentée par une courbe de la forme de figure 11 courbe I; dans le second par une courbe de forme analogue à celles des courbes II et III de cette figure ou même des courbes II et III de la figure 7.
- Fig. u. — Moteur asynchrone à potentiel constant. — Variation du couple en fonction de la vitesse dans les mêmes hypothèses que pour la figure 7.
- L'intensité primaire I, est voisine de son minimum lorsque le moteur tourne synchroniquement à vide (0 = o), mais la valeur O D correspondant à ce cas sur le diagramme ne représente en réalité que l’intensité du courant magnétisant à vide. Pour avoir l’intensité vraie (fig. 12) il faudrait y ajouter une autre composante perpendiculaire Dj A', représentant le courant consommé par l’hystérésis, calculé comme dans un transformateur ordinaire, et dont l’importance relative est d’autant plus grande que le circuit magnétique est meilleur,, c’est-à-dire l’entrefer plus étroit. Le courant à vide sera ainsi représenté par le vecteur O A/.
- L’angle de décalage a entre le courant total et le flux est ce qu’on appelle l’angle hystérétique. En supposant qu’il reste constant quand le flux total varie, il sera facile de tenir compte de l’hys-
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- térésis, à tous lés régimes. Il suffit en effet (fig. i3) d’ajouter à la composante de l’intensité D A perpendiculaire au flux O D une composante hystérétique A A' telle que l’angle
- ABA' = a.
- Or, le rapport du couple à réchauffement a pour expression très simple d’après l’équation 06).
- —— = fi — <A sin 0 cos 6. (3S)
- /•il.* V / / i
- Le courant primaire total O A' doit être représenté non plus par la formule (31), mais par la suivante :
- _ u2
- cos29[i + (tangâ' + tangop)2]’
- en posant
- tang 6'= tang 9 tang a.
- En charge le courant hystérétique peut être
- On en déduit immédiatement : i" Qu’avec une vitesse donnée et pour un enroulement induit donné le système inducteur doit présenter une constante de temps cyclique
- ^7- aussi faible que posible ;
- 2° Qu’avec un enroulement inducteur donné et un courant primaire donné I,, on réalisera le maximum de couple en se rapprochant autant que possible pour le secondaire de la condition
- (£2 — <ü) — 1.
- r2
- On verra plus loin dans quelle mesure on peut se conformer à ces desiderata.
- Puissance. — Le couple passant par un maximum, la puissance to G présentera évidemment elle-même un maximum compris entre la ligne de maximum O C,„ et l’axe O X, et d’autant plus
- rapproché de ce dernier que — est plus grand.
- ri
- Rendement. — Celui-ci a pour expression, d’après ce qu’on a vu plus haut :
- ü)G ( 4
- 4 u (/’ (fe) + riCfa)]+/S?
- '.6 V,(Q-(o); S, ‘-8 \
- 0>CÎJ 6|'.«
- -f- g e?- -f- b t») C U>-
- Fig. 12 et i3. — Modifications du diagramme de la figure 4 pour tenir compte de l’hystérésis.
- pratiquement négligé en face du courant de travail O A, car le flux total & et par suite l’induction diminue avec la charge, tandis que le courant augmente rapidement (dès que le vecteur O A a dépassé le petit axe de l’ellipse).
- On voit, par l’expression de I,, que ce courant O A augmente d’autant plus vite et est d’autant plus grand pour un couple donné que l’ellipse est plus aplatie, c’est-à-dire tang © plus grand.
- Le meilleur moteur est celui qui donne le couple demandé avec le moindre courant primaire I,, ou plutôt avec le moindre échauffe-ment par effet Joule.,
- Les premières pertes vont en croissant avec la charge, tandis que les secondes diminuent. Par conséquent, le rendement aura son maximum en général à un régime compris entre la marche à vide et la pleine charge et il présentera en tout cas un minimum à vide.
- Si l’on s’arrange de façon à ce que les pertes inverses soient à peu près égales au régime de pleine charge, le maximum de rendement sera voisin de ce régime.
- La perte à vide ne diffère pas sensiblement de ce qu’elle serait dans un transformateur ayant même carcasse, si ce n’est qu’il n’y a presque pas d’hystérésis ni de courants de Foucault dans la partie de fer constituant l’induit-Influence des fuites magnétiques. —L’influence de ces fuites est difficile à chiffrer autrement que par des coefficients empiriques, et je dois
- r, I.s.
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-
- Giô
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- me contenter de donner ici quelques indications générales très sommaires.
- Les fuites de l’inducteur aussi bien que de l’induit ont un double résultat :
- r Elles abaissent les coefficients de self-induction X, et ln et augmentent par conséquent le courant primaire, à voltage égal;
- 2° Elles réduisent le coefficient d’induction mutuelle, et par suite le couple.
- On pourra facilement, d’après ce qu’on a dit aux pages 607 et 610, construire le diagramme complet en faisant intervenir ces pertes; mais en général ce travail serait sans utilité, et il suffit, pour tenir compte de l’action des fuites, de donner au coefficient a, qui figure dans l’expression du couple, une valeur empirique convenable d’après des expériences faites sur des moteurs déjà construits.
- Le coefficient (1—n) allant en augmentant avec la charge, il se peut, si le moteur est mal construit, que le couple maximum se trouve notablement réduit. On ne devra pas s’en prendre à la théorie, mais bien à l’imperfection du circuit magnétique, et améliorer celui-ci en conséquence.
- Dans une prochaine etdernière note j’étudierai la construction et le démarrage des moteurs (1).
- André Blondel.
- LA PROPAGATION DE LA LUMIÈRE
- DANS LES MÉTAUX (2)
- 3. — Discussion.
- 1. Une discussion complète des résultats obtenus ne pourrait trouver utilement place ici, parce qu’elle suppose une étude préliminaire de la réflexion métallique que j’espère exposer plus tard. En particulier, je me bornerai à signaler
- (*) Toute la théorie que j’ai développée ici s’applique par un simple changement de symboles, aux transformateur^; on peut donner ainsi à la théorie de ces appareils une forme en grande partie nouvelle, et d’un emploi très facile; la courbe de couple devient, à un facteur constant près, la courbe de puissance, et on doit faire d’une manière générale <0 =0.
- (*) La Lumière Electrique du 21 octobre i8q3, p. 119.
- les expériences par lesquelles M. Kundt a cherché à démontrer que sa méthode mesurait d’une façon exacte les angles des prismes malgré l'épaisseur extrêmement petite de la couche métallique.
- Il s’est préoccupé aussi des effets de la diffraction, mais ceci tient surtout à ce qu'il n’avait pas étudié complètement le problème au point de vue théorique; l’exposé donné plus haut, d’après M. Lorentz ramène précisément la question à un problème de diffraction.
- J’indiquerai seulement quelques expériences :
- Si l’indice nQ mesure réellement le rapport des vitesses dans l’air et dans le métal, la déviation variera, si on remplace l’air par un milieu ti'ans-parent d’indice différent, dans un rapport correspondant à l’indice de réfraction de ce milieu. Pour le vérifier on a disposé l’expérience comme il suit : Sur la lame de verre qui portait les prismes on a fixé, en avant des prismes et à une petite distance, une seconde lame de verre plane et on a rempli de liquide l’espace qui la séparait des prismes. On a déterminé alors à nouveau la déviation. Si e' est la nouvelle déviation et n' l’indice de réfraction du liquide rapporté à l’axe, pour un angle réfringent y, on a
- t'—y (n — n'), e =Y (»— 1);
- d’où
- e — t' — y («'— 1).
- On peut donc déduire n' des valeurs de e et &'. On a fait trois expériences en lumière blanche avec des prismes et des liquides différents, qui ont donné les résultats suivants :
- Observé Calculé
- Métaux r — —
- e e' n' jt n'
- Ver ... 25,44 + 17,83 + 7,o8 1,44 + 8,64 1,42
- Cuivre 8,55 — 3,o5 — 3,o5 1,47 — 7,01 i,49
- Platine 14,52 + 9,6i + 4,3n 1,33 + 4,78 i, 36
- L’accord est parfaitement satisfaisant.
- M. Shea a exécuté également diverses expériences de contrôle.
- On pourrait supposer,quelqu’invraisemblable que soit l’objection, que sous une incidence oblique, le passage à travers une lame de métal à faces parallèles fait subir une élévation au
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- rayon incident. On peut écarter même ce doute, car l’expérience a démontré surabondamment qu’une couche d’argent à faces bien parallèles, déposée chimiquement sur une lame de verre polie, ne causait aucune déviation de la lumière qui la traverse obliquement.
- Si la loi de Descartes s’appliquait encore aux milieux absorbants, la réflexion totale devrait se produire, pour l’argent, l’or et le cuivre, sous des incidences encore peu élevées. M. Quincke a déjà remarqué qu’il n’en était rien. Pour se convaincre que le phénomène ne se produit pas, même sous des incidences voisines de 900, pour lesquelles on ne peut pas, par suite d’autres raisons, faire des observations sur les prismes, on a exécuté les expériences suivantes : Une lame de verre bien plane de 20 centimètres de large sur 4 centimètres de haut fut recouverte par des procédés chimiques d’une couche d’argent très mince, homogène et cohérente. Cette lame fut dressée sur la plate-forme du spectro-scope avec le petit côté vertical et munie d'écrans noirs tellement disposés que toute la lumière qui arrivait à l’objectif de la lunette dût préalablement traverser la lame d’argent puis la lame de verre. Sous une inclinaison de 89° 20'la lame d’argent était encore transparente. Des couches d’or et de cuivre déposées par électrolyse sur du verre platiné étaient encore parfaitement transparentes sous un angle de 85".
- Enfin M. Shea indique encore qu’il a exécuté des expériences soignées sur la réfraction dans des prismes d’or, d’argent, de cuivre et de platine en opérant en lumière polarisée. La lumière incidente était polarisée par un nicol parallèlement, obliquement ou perpendiculairement à l’arête réfringente du prisme. En aucun cas on n’a constaté d’influence sur la déviation. De plus on a placé des prismes de fer, de cobalt et de nickel entre les pôles d’un électro-aimant de Ruhmkorff disposé de telle façon que les lignes de force magnétique fussent parallèles à la direction de propagation à l’intérieur du métal. On fit alors des mesures de déviation en lumière ordinaire ou polarisée rectilignement, en lançant un courant dans l’électro-aimant.
- On pouvait faire varier l’intensité du champ magnétique de 2000 à 12000 unités G G S. Dans tous les cas la déviation fut la même qu’on avait obtenue en lumière naturelle sans exciter l’élec-tro-aimant.
- 2. M. Kundt a cru pouvoir tirer de l’ensemble de ses mesures les conclusions suivantes :
- Si l’on considère l’ensemble des valeurs de 11 données par M. Kundt dans le tableau de la page 123, il « saute aux yeux » une relation entre l’indice de réfraction et la conductibilité des métaux pour l’électricité et la chaleur. Les corps pour lesquels l’indice de réfraction est le plus petit et par suite la vitesse de la lumière la plus grande sont les meilleurs conducteurs pour l’électricité et la chaleur.
- La conductibilité galvanique spécifique et le coefficient de conductibilité calorifique sont, à une température donnée, des quantités parfaitement définies ; la vitesse de la lumière dans un corps à une température donnée ne l’est pas, car elle varie avec la longueur d’onde. Pour étudier de plus près et formuler la relation .générale dont nous venons de parler, il faudra déterminer ce qu’on entend par vitesse de la lumière.
- Les formules de dispersion conduisent pour les corps transparents aune valeur limite définie de l’indice de réfraction lorsque la longueur d’onde croît indéfiniment. L’existence d’une pareille limite pour les métaux ne peut pas être démontrée, mais elle paraît fort vraisemblable. Il est probable que, parmi les nombres déterminés, ceux qui s’en approchent le plus sont ceux qui se rapportent à la lumière rouge.
- Représentons la vitesse v de la lumière rouge dans l’argent par 100, on trouve pour les autres métaux :
- Argent..................... 100
- Or......................... 71
- Cuivre..................... 60
- Platine.................... i5,3
- Fer........................ 14,9
- Nickel..................... 12,4
- Bismuth.................... 10,3
- On trouve dans le traité d’électricité de M. Wiedemann (j1) un tableau des valeurs les conductibilités spécifiques déterminées par divers expérimentateurs; pour certaines séries on a posé la conductibilité de l’argent égale à 100. En comparant ce tableau avec la liste précédente on trouve que, sauf pour le bismuth, la valeur de la vitesse de la lumière est comprise entre les valeurs extrêmes des conductibilités
- (') Troisième édition, t. 1, p. So3.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- déterminées par les divers expérimentateurs. Le nombre donné pour le cuivre est un peu faible, mais il faut remarquer que le cuivre électrolytique des doubles prismes pourrait contenir de l’oxyde, ce qui rend l’indice de réfraction trop grand, c’est-à-dire la vitesse de la lumière trop faible. La conductibilité du bismuth, d’après tous les expérimentateurs, est notablement inférieure à io, mais le métal sur lequel on a déterminé la conductibilité était toujours cristallin ; la mince couche métallique qui constituait les prismes de bismuth ne montrait au microscope aucune trace de structure cristalline; la conductibilité de la mince couche de bismuth non cristalline employée pourrait être notablement différente de celle de tiges cristallisées et sensiblement plus élevée. D’ailleurs les différents expérimentateurs ont donné des valeurs très différentes de la conductibilité pour la chaleur et l’électricité dans le bismuth.
- On peut donc, pense M. Kundt, déduire des nombres précédents la probabilité de l’existence d’un rapport constant entre la conductibilité électrique et la vitesse de propagation d’ondes lumineuses de grande période dans les métaux.
- Pour compléter la démonstration, il serait nécessaire de déterminer sur les mêmes échantillons ou, tout au moins, sur des échantillons préparés par électrolyse de la même façon, les indices de réfraction des ondes de longue période et la conductibilité spécifique. Il resterait à voir si on peut réaliser avec précision ces déterminations expérimentales.
- Si on admet la proportionnalité précédente comme démontrée au moins approximativement sur l’expérience, il en résulte une relation intime entre la vitesse de la lumière et la conductibilité des métaux pour la chaleur, car si grandes que puissent être les différences entre les diverses déterminations expérimentales, de l’ensemble de toutes les recherches existantes il résulte néanmoins que la conductibilité pour l’électricité et la chaleur dans les métaux sont approximativement proportionnelles.
- 11 existe donc une proportionnalité au moins approximative entre la vitesse de la lumière, la conductibilité électrique et la conductibilité calorifique des métaux. Cette remarquable relation indique une similitude entre le mouvement delà lumière dans les métaux, le mouvement de
- l’électricité dans le courant électrique et celui de la chaleur dans un flux de chaleur.
- M. Kundt a cherché une explication de cette similitude dans l’hypothèse que la conductibilité à l’intérieur d’un métal tienne exclusivement au rayonnement d’une couche à une couche voisine, le rayonnement se produisant avec la vitesse de la lumière dans le métal correspondant, et que, d’autre part, ce que nous appelons électricité se déplace dans un conducteur traversé par un courant galvanique avec la vitesse qu’a la lumière dans le métal. Cet essai de théorie n’a pas été développé.
- Enfin, M. Kundt remarque que, si la proportionnalité entre la vitesse de la lumière et la conductibilité électrique qui semble résulter de ses expériences existe réellement, il doit en résulter encore quelques conséquences qui pourraient être vérifiées par l’expérience. Il en cite deux en particulier.
- La résistance électrique des métaux varie avec la direction, lorsqu’on les place dans un champ magnétique. Les indices de réfraction devraient aussi être modifiés par l’aimantation.
- Nous avons vu plus haut que les expériences postérieures de M. Shea n’avaient pas vérifié cette conclusion.
- Une autre conséquence est la suivante : La conductibilité électrique ou calorifique des métaux varie avec la température; il devra en être de même pour leur indice de réfraction. Tel a été le point de départ du second travail de M. Kundt que nous avons exposé plus haut.
- Le coefficient de variation de la conductibilité calorifique avec la température n’est pas le même pour les différents métaux. La conductibilité électrique des métaux solides purs diminue, en moyenne, comme l’a montré Aradtsen, de o,oo37 de sa valeur pour une variation de température de i°. Glausius a fait remarquer le premier que cette valeur était très voisine du coefficient de dilatation des gaz qui s’introduit dans l’expression des lois de Mariotte et de Gay-Lussac, et que par suite la conductibilité des métaux serait inversement proportionnelle à la température absolue.
- M. Kundt pense que les recherches postérieures ont vérifié cette loi; enfin il considère l’accord entre les valeurs de \i déterminées plus haut et celles du coefficient de variation de la résistance avec la température comme fournis-
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- sant une vérification satisfaisante de la loi qu’il énonce.
- 3. Cette manière de voir a été vivement critiquée par M. Drude, qui a discuté les nombres utilisés parM. Kundt :
- La conductibilité du cuivre varie considérablement avec les impuretés. D’après les recherches de Matthicssen et Holzmann, la conductibilité c du cuivre pur est 93,08 0/0 de celle de l’argent; si le cuivre a été fondu au contact de l’air, elle tombe à 73,3; lorsque le cuivre contient 0,48 0/0 de fer, c — 34,6, et poulie cuivre qui contient 1,33 0/0 d’étain, c = 3c,6. Au point de vue optique, le cuivre fondu au contact de l’air ne subit que des modifications presque inappréciables ; pour du cuivre qui contient 0,430/0 de fer et o,3i 0/0 d’étain, l’indice n ne varie que de 7 0/0. Encore cette variation serait-elle probablement beaucoup moins forte pour les autres métaux.
- Passons aux observations faites sur l’or. La conductibilté est tirée d'un travail de Pouillet; on a
- n c ne
- Or pur.......... 0,37 62 23
- — à 18 carats. 0,57 11 6
- En outre pour le platine impur la valeur de n ne subit qu'un très faible accroissement: poulie plomb, une faible diminution. Ces variations sont d’ailleurs si faibles que les observations ne mettent en évidence que leur petitesse, sans permettre de fixer absolument leur signe.
- Pour le mercure, voici les valeurs de la conductibilité mesurée par MM. Matthiessen et Vogt.
- n c ne
- Mercure pur.................. 1,73 10,9 18,9
- — contenant 2 0/0 de zinc. 1.55 i3,6 21,1
- La loi de M. Kundt se vérifie mieux ici. Toutefois la conductibilité elle-même varie peu avec la composition.
- Passons maintenant à la relation entre la conductibilté et l’état mo éculaire.
- M. Siemens a trouvé pour l’étain une diminution brusque et notable de la conductibilité dans le passage de l’état soluble à l’état liquide. L’auteur a trouvé également l’indice de réfraction de l’étain plus élevé pour l’état liquide que pour l’état solide, mais les résultats ne sont pas très certains.
- Les expériences faites sur l’alliage de Wood
- sont plus certaines. D’après Weber, la conductibilité de cet alliage varie entre 180 et 75° dans le rapport de 1 à o,58, tandis que l’indice n’augmenterait que de 3,5 0/0 par la fusion.
- Ce qui précède montre que les variations de la vitesse de la lumière et de la conductibilité électrique pour un même métal ne sont pas parallèles ; le tableau suivant des valeurs de ne pour les divers métaux nous montre combien la loi de Kundt s’accorde peu avec les résultats cités plus haut. Les valeurs de n se rapportent à la lumière rouge, celles de c à o" C. Ces dernières valeurs sont empruntées aux travaux de Matthiessen.
- n ne C
- Argent 0,20 100 20
- Cuivre o,58 77,4 OU 93,1 45 OU 54
- Or o,3i 55,9 17
- Aluminium.. 1,62 33,8 55
- Zinc 2,36 27,4 65
- Magnésium . 0,40 25,5 IO
- Cadmium ... i,3i 22, I 29
- Fer 2,52 14,4 36
- Etain 1,66 12,6 21
- Platine 2, r6 11,5 25
- Plomb i,97 10,5 21
- Antimoine .. 3,17 4,3 14
- Mercure 1,87 1,6 3
- Bismuth 2,07 1,2 2
- Le zinc et le bismuth donnent les valeurs extrêmes du produit ne. Relativement au dernier, M. Drude remarque en outre que l’échantillon étudié au point de vue présentait une structure cristallisée ; l’opinion émise par M. Kundt que le bismuth pourrait constituer une exception, parce que l’échantillon étudié au point de vue optique dans ses recherches n’était pas cristallisé, tandis que la conductibilité n’avait été mesurée que sur du bismuth cristallisé, ne se trouve donc pas justifiée.
- Ces observations étant demeurées sans réponse, on doit considérer la question comme tranchée dans le sens deM. Drude^). Cette con-
- f1) Il faut toutefois remarquer que les indices utilisés par M. Drude ont été détermines pour la lumière du sodium et par une méthode indirecte. Toutefois, la dispersion est trop faible, et les deux méthodes ont donné, lorsqu’elles ont élé employées concurremment, des résultats trop peu différents pour que ces deux causes paraissent suffisantes à expliquer les divergences signalées par M. Drude.
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- clusion négative n’est pas la seule qui doive résulter de cette étude. Les valeurs trouvées par M. Kundt pour les indices des métaux ne restent pas des quantités absolument isolées ; elles concordent remarquablement avec celles qu’on a déduites de considérations toutes différentes que j’espère exposer dans un prochain travail. Je compléterai en même temps le présent article en traitant la seconde des questions annoncées : l’action des lames minces à faces parallèles sur la lumière.
- C. Raveau.
- CHRONIQUE ET REVUE
- DE LA PRESSE INDUSTRIELLE
- Coupe-circuit Warner (1893).
- Ce coupe-circuit est caractérisé par ses contacts élastiques, larges et très robustes, constitués par quatre touches dd’, épaisses, serrées
- Fig-, i à 3. — Coupe-circuit Warner.
- par des boulons l, et creusées de manière à passer, lorsqu’on y enfonce le levier c, de la po-sitiôn pointillée (fig. i à 3) à celle indiquée en traits pleins, en exerçant sur ce levier une pression et un frottement énergiques.
- Coupe-circuit Edmunds (1892).
- Quand on pousse le levier B à droite, il ferme le circuit sur l’électro a2, dont l’armature, qui repose sur g2, vient, attirée de bas en haut, frapper le levier E et le faire basculer jusqu’à ce qu’il prenne la position symétrique de celle figurée, et s’enclenche avec le ressort D. Dans cette position, ce levier ferme par son axe e, comme l’indiquent les flèches, la dérivation du circuit principal C sur les lampes. Au con-
- Fig. i. —Coupe-circuit Edmunds.
- traire, quand on pousse le levier B à gauche, l’armature de A ramène E dans la position figurée, où il coupe les lampes du circuit. On voit que, dans les deux cas, le courant ne passe qu’un instant au travers des électros A ou A2, quelle que soit la durée du contact de B, de sorte que l’on ne risque pas de brûler ces électros.
- Turbo-moteur Mac Elroy (1893).
- Dans cette turbine, la vapeur suit un trajet centripète ; admise en J H (fig. i et 2), autour
- G. R.
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ELECTRICITE
- (j'2I
- du disque moteur A, elle s’échappe du centre G, Par 8 §1 après avoir parcouru les canaux spira-loïdes K des plateaux F, qui vont en s’élargis-
- Vfc=^j?=t?
- Fig-, i à 4. — Turbo-moteur Mac Elroy.
- sant vers le centre, de manière à permettre à la vapeur de se détendre en même temps qu’elle réagit sur les aubes du disque A (fig. 3 et 4).
- G. R.
- Sur l’induction unipolaire, par F. Vogel.
- L’auteur a fait un certain nombre d’essais en vue de combiner une machine unipolaire de tension relativement élevée; ces essais n’ont pas donné de résultats et, dans une communication à la Société électrotechnique de Berlin, M. Vogel indique les causes de cet insuccès.
- La machine qui a été soumise aux expériences est représentée par la figure 1. Elle se compose d’une armature tournant entre deux électroaimants à pôles annulaires concentriques dont la figure 2 donne une vue de face. L’armature est formée de disques de tôle superposés, percés de trous situés sur une circonférence à égale distance des deux pôles de chaque aimant. L’en-, roulement passe à travers ces trous et autour de la circonférence extérieure de l’armature. Cet enroulement en anneau (fig. 3) se termine à deux bagues calées sur l’arbre en fer forgé.
- La résistance totale de l’enroulement était de 0,45 ohm. Les électro-aimants étaient excités à
- l’aide du courant d’un accumulateur, et l'on mesurait l’intensité de courant à l’aide d’un galvanomètre de 1 ohm de résistance. En faisant tourner le disque à a5oo tours par minute, on a obtenu un courant de 0,006 ampère correspondant à une force électromotrice de 0,0087 volt.
- Les spires de l’enroulement ont ensuite été supprimées et on n’a conservé que les deux fils de connexion entre les bagues (fig. 4). A la même vitesse et avec la même induction magnétique
- Fig. 1. — Machine unipolaire.
- le courant obtenu a été de 0,0082 ampère, correspondant à 0,0082 volt.
- Dans les deux cas, la force électromotrice induite a donc été la même. C’est conséquemment aux lignes de force joignant le pôle intérieur d’un aimant au pôle intérieur de l’autre en traversant l’arbre qu’était due cette force électromotrice. On s’en est assuré en reliant l’arbre à un des pôles par une pièce de fer ; le dispositif de la figure 3 a
- Fig. 2. — Vue de face de l’aimant.
- alors donné o,oo63 ampère, celui de la figure 4 0,0082 ampère.
- Il restait à examiner si la force électromotrice dans l’enroulement était nulle parce que, l’armature présentant des solutions de continuité, les lignes de force étaient entraînées, ou si ce fait était du à une autre cause. Pour éclaircir cette question, on a employé deux aimants formés d’anneaux dentés, comme l’indique la figure 5. L’enroulement total a donné dans ces
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- conditions 0,0078 volt, et le fil de connexion seul 0,0081 volt.
- Cette dernière expérience indique que les lignes de force restent fixes dans l’espace. Dans l’armature en rotation ces lignes de force doivent contourner les ouvertures et former des tourbillons. Ces lignes de force détournées induisent dans les fils qui traversent les ouvertures pour relier les portions de fil latérales des forces électromotrices égales et opposées à celles induites dans les fils extérieurs.
- Si les lignes de force restent stationnaires dans l’espace, les courants moléculaires d’Am-père sautent dans l’armature d’une molécule à l’autre avec une vitesse constante. En appliquant la notion des courants moléculaires, on se rend facilement compte à l’aide de la figure 6, par exemple, que les courants qui remplacent les
- Fig. 3 et 4. — Modes d’enroulement.
- lignes de force dans l’armature exercent sur les portions du conducteur passant à travers les ouvertures des forces qui sont exactement compensées par celles qui s’exercent entre les portions de fil extérieures parallèles au disque et les faces polaires.
- La rotation du disque a donc lieu sans produire un couple opposé à la rotation. La seule force qui se manifeste est celle qui tend à tourner les spires parallèlement aux faces polaires ou normalement aux lignes de force. Cet effet donne lieu seulement à une pression exercée dans le sens de l’épaisseur du disque, mais ne crée pas découplé de rotation.
- Gette interprétation a été vérifiée encore par d’autres expériences. On a revêtu les deux faces de l’armature de deux disques de cuivre sur lesquels frottaient des balais, les uns près de l’axe, les autres au milieu, entre les deux pôles des
- électro-aimants. On recueillait ainsi deux courants qu’on pouvait relier en série.
- Mais ensuite, pour montrer l’influence des conducteurs transversaux, on a bouché les ouvertures du disque de fer au moyen de rivets. Les deux forces électromotrices des disques de cuivre montés en série ne donnaient plus alors de déviation au galvanomètre; elles se trouvaient, en effet, exactement compensées
- Fig. 5. — Aimant denté.
- par celle induite dans les rivets. L’existence de cette dernière force électromotrice se manifeste lorsqu’on fait frotter deux balais sur les deux circonférences sur lesquelles viennent affleurer les rivets; ces balais reliés à un galvanomètre y produisent une déviation.
- La conclusion de cette étude, c’est que toutes les machines unipolaires comportant un enroulement genre anneau avec des conducteurs tra-
- Fig. a
- versant le fer de l’armature sont basées sur des principes erronés et ne sauraient donner de résultat pratique.
- L’auteur en déduit aussi que les phénomènes magnétiques présentent des analogies avec les courants électriques plutôt qu’avec l’influence électrostatique, et cela parce que les lignes de force traversent effectivement le fer.
- A. H.
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- Pompe à mercure automatique, par F. Neesen (').
- L’auteur s’est proposé d'obtenir une pompe fonctionnant d’une manière continue et en ern-ployantle plus petit volume de mercure possible. Il a été conduit à adopter des dispositions analogues à celles déjà employées en France dans certaines modifications de la pompe Sprengel, mais dont l’auteur n’avait pas connaissance lorsqu’il a commencé son travail.
- En réalité, on n’utilise plus le phénomène d’aspiration dont se sert la trompe Sprengel; l’air est expulsé par des gouttes de mercure formant piston. Les gouttes de mercure cheminant
- dans des tubes étroits poussent devant elles des volumes d’air plus grands que le volume des gouttes, tandis que dans les pompes Geissler et autres le volume de mercure est égal au volume du vide produit.
- La disposition décrite diffère des autres par le mode de formation des gouttes de mercure, parla réunion de plusieurs pompes en une seule; de plus, elle peut être actionnée très facilement à l’aide d’une trompe à eau ordinaire.
- Dans un réservoir à mercure A (lig. 1) plonge verticalement le tube R qui aboutit à sa partie supérieure à l’intérieur d’un petit vase a. De ce vase un tube de distribution G conduit aux tubes (*)
- (*) Communication faite à la Société éleclroteclinique de Berlin.
- capillaires c, c2etc., s’évasant en des tubes gl et g., de section telle qu'une goutte de mercure puisse y cheminer sans se diviser. Le diamètre intérieur de ces tubes ne peut dépasser 2 millimètres. Aux coudes de ces tubes viennent se souder des bouts ct e2 qui conduisent au tube J en communication avec le récipient dans lequel on veut faire le vide. Les tubes descendants^ g2 ne sont pas verticaux; on leur a donné une certaine inclinaison pour s’opposer à la division des gouttes. Ils aboutissent par un coude au tube collecteur D; celui-ci communique par un tube N à soupape de verre v avec le réservoir B, relié lui-même par un tube E à soupape w avec le réservoir A. Le tube à soupape N peut être remplacé par un tube en U, de longueur barométrique et sans soupape.
- Le tube H muni d’une soupape r fait communiquer le tube collecteur D avec la trompe aspirante. Les tubes g ont environ 20 centimètres de longueur; leur nombre est arbitraire, mais la pompe est d’autant plus efficace que ce nombre est plus grand. Le réservoir A peut être soulevé et abaissé.
- Pour le fonctionnement automatique, deux dispositions peuvent être adoptées. Dans l’une (fig. 2), le réservoir B est suspendu par une corde L à un bras N2 du robinet P; un second bras de levier N, porte un contre-poids G. Les points d’application de L et de G peuvent être déplacés.
- L’ouverture du robinet est triangulaire; le corps du robinet porte trois tubulures iq s2 s3. L’une s, est ouverte à l’air extérieur, l’autre s3 conduit à la trompe d’aspiration, enfin, v2 est reliée par un tuyau de caoutchouc avec le réservoir B.
- Le contrepoids G est réglé de façon à occuper la position indiquée sur la figure lorsque le réservoir B contient peu de mercure. Mais lorsque B est plein de mercure, son poids sollicite le levier N2 et par suite le robinet P à tourneri Toutefois, ce mouvement n'est pas instantané, parce que, pendant la rotation, le bras du levier G se raccourcit, celui N2 s’allonge. Le contrepoids G n’agit donc à nouveau qu’après l’écoulement à peu près total du mercure.
- Cette disposition à robinet a été remplacée récemment par une autre à soupapes, dessinée sur la gauche de la figure 1. Dans celle-ci le vase B est fixe; il est fermé à sa partie supérieure par
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- un couvercle en acier d portant le siège des soupapes zx et zz réunies par une tige et portant un flotteur S. zx communique avec l’air extérieur, z2 avec un tube b conduisant à la trompe. Une ouverture o fait encore communiquer l'intérieur de B avec les soupapes.
- Le fonctionnement de la pompe est le suivant :
- La trompe reliée à r, K, H raréfie l’air dans le récipient. Le mercure monte dans R et passe par a dans C, il s’élève ensuite jusqu’au coude des tubes gx gz dans lesquels il tombe par gouttes et chasse l’air devant lui dans le grand tube D, d’où le tube H l’aspire. Derrière les gouttes, le vide se forme peu à peu dans les tubes ex ez f et le récipient. Le mercure écoulé retourne par N au réservoir A.
- Dans la disposition de la figure 2 le vase B se remplit de mercure venant de N, ce vase étant alors en relation avec la trompe aspirante. Le vase B, étant à peu près rempli, son poids fait tourner le robinet P, qui le met alors en relation avec l’air extérieur, ce qui permet au mercure de redescendre dans le réservoir A. Puis, une fois le vase B vide, le contrepoids le remet de nouveau en communication avec la trompe.
- Le jeu de la disposition à soupapes est analogue au précédent.
- Le vase a a pour but de retenir l’air que peut entraîner le mercure montant du réservoir A.
- La quantité de mercure nécessaire au fonctionnement de cette pompe ne dépasse pas 2 à 3 kilogrammes.
- REVUE DES TRAVAUX
- RÉCENTS EN ÉLECTRICITÉ
- Le pouvoir lumineux des lampes à incandescence, par P. Gruner (*)
- En 1888, le professeur H.-F. Weber a établi pour le rayonnement des solides une loi qui s’est trouvée vérifiée par la plupart des observations récentes. La question présente un intérêt pratique dans son application à l’éclairage par
- lampes à incandescence, que l’on ne peut traiter d’une façon précise au point de vue théorique qu’en partant d’une loi de ce genre. La donnée importante dans ce problème est la constante appelée par Weber « pouvoir lumineux », dont la valeur détermine en grande partie la puissance éclairante d’un corps incandescent.
- Le professeur Weber a calculé la valeur de cette constante d’après les résultats d’observation de Langley, Nichols et Garbe, et en a toujours déduit la même valeur pour le charbon et pour le platine. Cette concordance semblait indiquer que le pouvoir lumineux de tous les corps doit avoir à peu près la même valeur.
- C’est pour vérifier cette présomption que l’auteur a entrepris une série de recherches. Nous nous contenterons d’indiquer ici la méthode d’observation et les résultats finaux.
- Méthode d'observation.
- D’après la loi de rayonnement donnée par Weber, un corps solide à la température absolue T, de surface rayonnante S, émet dans toutes les directions, pendant l’unité de temps et pour la longueur d’onde X, la quantité d’énergie :
- où c est le pouvoir émissif, a = 0,0043 la « constante de température », b2 le « pouvoir lumineux » de la substance.
- A chaque température, le corps émet des rayons de toutes les longueurs d’onde, depuis X — o jusqu’à X = 00 . L’énergie totale rayonnée dans l’unité de temps est donc donnée par :
- = C n S ea T ~ b T, 2
- OU
- P = CS e“TT, (2)
- en posant
- cb^=C,
- 2
- (*) Elektrotechnische Zeitschrift, i5 décembre 1893.
- « constante du rayonnement total »
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- 6s5
- Si le corps rayonnant se trouve dans un récipient vide d’air, dont la surface intérieure est
- g
- S0 et la température absolue T0; et si g- est
- petit, et le coefficient d’absorption de l’enveloppe très près de i, l’énergie rayonnée par unité de temps devient :
- p = cs('"t-',,,t) »
- Les relations (i) et (3) indiquent immédiatement la voie à suivre pour déterminer b2. En portant à l’incandescence dans le vide un filament de constante de rayonnement total G et de surface S, on peut déduire de (3) très exactement la température absolue en mesurant la puissance électrique dépensée dans le filament. Cette puissance transformée en chaleur est équivalente à l’émission de chaleur par conduction, convection et rayonnement; dans le vide le plus élevé (comme dans les lampes à incandescence), le rayonnement intervient seul., de sorte que l’équation (3) peut être appliquée à la détermination de la température.
- Si l’on mesure l’énergie émise par unité de temps pour une même longueur d’onde X à deux températures différentes Tj et T3, on tire de (i) :
- P.
- P,
- a T‘ h*
- b» T,ai2
- V T* b* T,2 X2)
- -a(T< T0 b'ï'i-IV T ,*)
- descence par le courant d’une batterie d’accumulateurs Tudor. Le nombre d’éléments variait de 12 à 3q, et les variations de température s’étendaient sur une échelle de plusieurs centaines de degrés. L’intensité de courant a été déterminée en valeur absolue au moyen d’une boussole des tangentes. La différence de potentiel a été mesurée par la méthode des grandes résistances.
- Après l’exécution de toutes les mesures sur une lampe, on ouvrait celle-ci et on mesurait à l’aide du microscope d’une machine à diviser la surface S du filament. La constante de rayonnement total C est tirée des tableaux de Weber; enfin, la température T0 de l’enveloppe de verre a été mesurée directement avec un thermomètre.
- Pour chacune des températures l’intensité lumineuse a été mesurée à l’aide d’un spectro-photomètrede Crova pour les longueurs d’onde suivantes, à peu près uniformément espacées dans le spectre visible : rouge, X = 0,687^.; orangé, X = o,632 jj.; jaune, X = o,589 u; vert, X = 0,526 ij. ; bleu, X =0,486 y. ([/. — 0,001 mm.).
- La lumière de la lampe à étudier était reçue directement sur la fente de l’objectif, et les rayons d’une lampe à incandescence de comparaison arrivaient par le tube latéral contenant les prismes de Nicol. Chaque détermination photométrique était répétée dix fois.
- Résultats ci’observation.
- Il s’ensuit :
- b' —
- 1 _i_
- 1
- )’
- ou
- b' =
- T, + T,
- >«T,-T,3 p, Pt
- T, — T.
- Mais le rapport des puissances peut être remplacé par le rapport des intensités lumineuses ^ déterminé à l’aide d’un spectropho-112
- tomètre.
- Les observations ont été effectuées d’après cette méthode. La lampe était portée à l’incan-
- Huit lampes de marques différentes ont été examinées, mais cinq d’entre elles seulement ont donné des résultats utilisables. Les valeurs moyennes de b2 fournies par ces cinq lampes pour les cinq longueurs d’onde choisies sont indiquées dans le tableau ci-après.
- On voit que les valeurs de b2 ne s’écartent pas systématiquement de la valeur moyenne, et les observations 11’ont pas montré une relation bien définie avec la variation de température. Il est vrai que les différences entre les valeurs obtenues sont, dans certains exemples, assez considérables, ce qui a engagé l’auteur à examiner les différentes sources d’erreur. Il a trouvé que l’erreur moyenne est de 4 0/0, mais qu’elle peut atteindre 100/0, vu le peu de précision de toute mesure photométrique. En outre, on a trouvé au cours des observations que le
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- photomètre donnait lieu à une erreur systématique difficile à évaluer. Quoi qu’il en soit, les cinq valeurs moyennes de fi2 peuvent être consi-
- dérées comme suffisamment précises pour que leurs différences indiquent des caractères émis-sifs différents pour les divers charbons.
- Pouvoirs lumineux de lampes à incandescence.
- Types de lampes 0,687 [*• Valeurs dû b2 0,63a p. X lût* pour les loi 0,589 (j. gueurs (l'onde 0,526 p. 0,480 (J. Moyenue générale
- Woodhouse et Rawson. N» III 223 209 214 220 217,4
- Siemens et Halske. N» IV 187 197 201 21 I 206 200,4
- — _ N» V 188 200 201 209 210 201,6
- Cruto nouvelle. N° VII i83 198 196 210 213 200
- Edison-Swan. N° VIII 217 215 215 225 218
- Mais ces variations ne sont pas parallèles à celles de la constante de rayonnement total, dont la valeur est pour tous les charbons gris de 0,000oi3, pour tous les charbons noirs, de 0,000017. Au contraire, les valeurs de fi2 sont irrégulières ; le charbon gris du filament Edison-Swan et le charbon noir du filament Wood-house présentant les valeurs les plus élevées, 0,218 X io~6 ; le charbon gris du filament Siemens et le charbon noir du filament Cruto, les valeurs les plus basses o,2ooX io-8.
- Si l’on compare ces résultats à ceux déduits par le professeur Weber des déterminations de Langley et Garbe, il semble que l'on puisse conclure qu’avec tous les charbons employés jusqu’ici pour l’éclairage le pouvoir lumineux fi2 est de 0,20 x io-8 à 0,22 x io-6 unités C. G. S. (X exprimé en \j. = 0,001 mm.), que ces charbons appartiennent aux espèces grises ou aux noires.
- A. H.
- Sur la transformation produite dans le fer par une déformation permanente à froid, par M. Georges Charpy.
- M. Osmond a été conduit à la suite de ses études sur les transformations du fer (1) à admettre que ce métal pouvait exister sous deux variétés allotropiques qu’il appelle fer-a etfer-(ü. Le fer-j} aurait des propriétés très différentes de celles du fer-a, et, d’après M. Osmond, c’est à la transformation du fer-a en fer-p qu’il faudrait attribuer en majeure partie la modification que subit l’acier par la trempe.
- D’après M. Charpy (J), le fait qui tendrait le plus à confirmer l’idée de la transformation allotropique est le suivant : Si l’on soumet une barre de fer ou d’acier à l’essai de traction et qu’on construise la courbe qui représente les allongements en fonction des efforts, on constate que la courbe présente toujours l’une des deux formes indiquées dans la figure 1.
- Les observations faites sur plus de 3oo bar-x-eaux d’acier de différentes nuances, différem-
- ment trempés, recuits ou écrouis, et essayés à la traction avec la machine du colonel Maillard munie d’un enregistreur automatique, conduisent l’auteur à énoncer le résultat suivant :
- La rorme A présentant un palier rectiligne s’observe toujours dans les fers et aciers recuits; et seulement dans ces métaux; la forme B s’observe dans les fers et aciers écrouis ou trempés et dans les métaux autres que l’acier.
- On est donc conduit à admettre que l’allongement notable qui se produit sous charge constante correspond à un changement d’état du
- (l) La Lumière électrique, t. XXXV, p. 25i 313,364,524.
- (*) Comptes rendus, t. CXVII, p. 85i.
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- métal; si cela est, il doit se produire, en même temps que cet allongement, une variation brusque des différentes propriétés du métal, c’est-à-dire que les courbes qui représentent la variation des différentes propriétés en fonction des charges auxquelles le métal a été soumis doivent toutes présenter un palier.
- M. Charpy a étudié à ce point de vue la densité et l’aimantation résiduelle de barreaux d’acier de différentes nuances. Les variations de densité sont très faibles et ne présentent aucune régularité, ce qui était à prévoir, la traction donnant naissance à des solutions de continuité, mais le magnétisme a donné des résultats très nets.
- On a soumis à l’essai de traction des barreaux d’acier en arrêtant l’essai aux points marqués 1, 2, 3, 4 sur le diagramme. On aimantait ensuite ces barreaux et l’on mesurait l’aimantation résiduelle après un intervalle de vingt-quatre heures au moyen d’un galvanomètre balistique. Voici les résultats obtenus :
- Allonge- Aimantation Aiman-
- ment résiduelle, tation
- Numéros Effort» perma- (divisions résiduelle
- •lu subis nent, do après
- llUITOHU kg. : mm* mm. pour 10 cm. l'échelle) recuit
- Série I : J'er doux.
- 1 25,20 0,0 2,5 1,0
- 2 25,20 1,6 4,8 1,5
- 3 3l, 10 4,3 6.5 1 ‘1
- 4 33,6 6,o 6,5 1,5
- Série II : acier extra-doux, 0,12 de carbone 0/0.
- 1 CO 4X 10 0,2 4 3,5
- 2 34,3 2,7 1 ) 3.5
- 3 35,5 4,7 i3,5 3,5
- 4 41,1 6,8 14,5 o,5
- Série III : acier mi-dur, 0 ,5 de carbone 0/0.
- I 35,5 0 8 3,5
- 2 38,5 1,3 14,5 4
- 3 41,0 2,9 17,0 4
- 4 52,5 4,6 17,0 3,5
- La dernière colonne indique les résultats obtenus par le magnétisme sur les mêmes barreaux recuits à 8oo° et rèaimantés ; ces dernières expériences ayant été faites sur des morceaux prélevés dans le barreau, ne sont pas comparables aux premières en valeur absolue. On s’est assuré d’ailleurs que le métal soumis à l’essai de traction après recuit donnait encore une courbe à palier. On a pu ainsi, par une série d’étirages et de recuits successifs, faire appa-
- raître et disparaître le palier jusqu’à cinq fois sur le même barreau.
- On voit que l’aimantation varie notablement dans la partie rectiligne de la courbe et reste invariable quand on a dépassé la région où la charge reste constante.
- Il semble donc bien qu’une déformation permanente à froid produise dans le fer et l’acier de différentes nuances une modification que l’on peut regarder, au moins provisoirement, comme une transformation allotropique du fer.
- Sur la résistance électrique du bismuth comprimé, par M. Edm. van Aubel (').
- Des recherches de l’auteur faites en 1889 et publiées dans ce journal (2) il résulte que le bismuth pur préparé par électrolyse possède une résistance spécifique constante à o% et que la variation qu’éprouve cette résistance sous l’influence de la température et d’un champ magnétique est la même pour des tiges trempées ou refroidies lentement. M. van Aubel en concluait que la divergence existant entre les valeurs trouvées par lui-même et par d’autres physiciens pour la résistance des bismuths commerciaux, vendus comme purs, et pour les variations de cette résistance avec la température, le champ magnétique ou l’état moléculaire devaient être attribuées aux traces d’impuretés que contiennent les échantillons. Depuis lors, plusieurs physiciens, notamment MM. Leduc (3), Drude et Nernst (*), Lénard (5) ont confirmé la plupart des conditions de ce premier travail.
- Les nouvelles recherches se rapportent à une tige de bismuth trempée et à une tige de bismuth comprimée à froid ; toutes deux ont été obtenues au moyen du bismuth électrolytique pur préparé par M. Classen.
- La mesure des résistances s’effectue par la méthode du pont double de lord Kelvin.
- Le diamètre du fil comprimé, qui était à peu
- {*) Journal de Physique, y série, t. II, p. 407 414 (septembre 1893).
- La Lumière Électrique, t. XXXII, p. 542 — Annales de Chimie et de Physique, 6" série, t. XVIII, p. 433.
- — Comptes rendus, t. CVIII, p. 1102.
- ts) La Lumière Electrique, n° 26, t. XXXVTTI, p. 493.
- — Journal de Physique 2” série, t X, p. 112.
- (4) La Lumière Electrique, t. XLI. p. 18O — Ann dur Physik, XLII, p. 568, 1891.
- (“) Ann. der Physik, t. XXXIX, p. 619, 1890
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- près cylindrique, a été déterminé en plusieurs points à l’aide du sphéromètre de Wild.
- Pour calculer la résistance absolue à o° de la tige trempée que l’on obtient en coulant le bismuth dans l’angle dièdre très aigu formé par deux plaques de fer, on a opéré de la façonîsui-vante :
- La tige a été partagée en trois morceaux ayant respectivement 4,5 cm., 4,5 cm. et 7,1 cm. de longueur. Chacun de ces morceaux a été pesé séparément, et, au moyen de la densité du bismuth pur, on en a déduit la section moyenne de chaque morceau, savoir respectivement :
- o "'0445
- o *0409
- o'7o3i7
- Cela étant, soient R la résistance électrique à o° de la tige entière et R0 la résistance spécifique à o° du bismuth. On aura :
- R ~ R. X
- 4-’^-= + R, x-^5- + R,
- 0,0445
- 0,0409
- . 7.1 '0,0317’
- R étant mesuré en unités C. G. S., cette équation donnera l’inconnue cherchée R0.
- Le champ magnétique est déterminé par la méthode de Stenger au moyen de déviations qu’éprouve dans ce champ une bobine parcourue par un courant d’intensité connue. Cette intensité qui est très faible, doit être mesurée avec la plus grande exactitude. A cet effet, M. Van Aubel emploie la disposition représentée par le diagramme 1, où S est la bobine, P un élément Daniell, A et B deux boîtes de résistance, X et Y deux fils reliant les pôles de la pile à un électromètre de Mascart.
- En appelant l’intensité du courant dans le circuit ESB, c’est-à-dire l’intensité du courant à mesurer, I celle du courant dans le circuit EFCAD’, wx la résistance intercalée entre D et E, nous avons par l’application des lois de Kirchhoff à chacun des circuits:
- Mi
- Ii = I
- W, + M',’
- I = -
- w +
- 1I>, w. ’ w, + w.
- et par suite
- i. = -
- —------x---------,
- 11’, + 1I’S 11', + 11’.
- w +
- e étant la force électromotrice de la pile.
- En faisant varier l’une des résistances, w par exemple, on fait varier l’intensité du courant, et en observant les déviations de la bobine correspondantes à diverses intensités on obtient plusieurs mesures de l’intensité du champ magnétique ; on en prendra la moyenne.
- La force électromotrice de l’élément employé est déterminée avec le plus grand soin, au moyen de l’électromètre Mascart, par comparaison avec un élément Clark. Les deux conducteurs X et Y venant des pôles de la pile permettent de faire cette détermination dans chaque cas, la force électromotrice de l’élément Daniell variant va riant avec la résistance intercalée.
- Le champ magnétique est produit au moyen d’un électro-aimant de Ruhmkorff dont les pôles portent deux disques épais de fer doux verticaux, entre lesquels on place le bain d’eau ou
- l'Electrotnctix.
- Fig. 1
- de glace fondante contenant la tige de bismuth.
- Les résultats obtenus dans ces nouvelles expériences confirment la conclusion déduite de celles de 1889 ; que la trempe et la compression n’altèrent que faiblement les propriétés électriques du bismuth pur. C’est en effet ce qui résulte des trois tableaux suivants, qui se rapportent respectivement à une tige lentement refroidie, à une tige trempée et à une tige obte-nue par compression à froid, où R0 désigne la résistance spécifique à o° en unités C. C. S, et K le coefficient de la relation Rt = R0 (1 -f- K/).
- I. — Tige lentement refroidie (expériences de 1889).
- de o” à 22’1 0° à 56“ o" à 99"7
- Iv = 0,00411 = 0,00427 = 0,00450
- R„ — 107,99 x xo5
- II. — Tige trempée (expériences de 1893).
- o* à 22°8 K == 0,00421 R0 =: 110,35 X lo’ o" à 39°95 ;= 0,00422
- o° à 61 “98 = 0,00431
- o° à 99041 = 0,00440
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- III. — Tige comprimée (expériences de 1893).
- de o0 à 22°8 o* à 39'g o’ à 62°1 o* à 99“4
- K - 0,00398 R0 = ii2,i5 x 10’ = 0.00404 = 0,00418 = 0,00430
- Si au moyen des données de ce dernier tableau on calcule la résistance spécifique à 22°, on trouve
- R,j = 121,97 x io3.
- Ce nombre est assez différent de ceux obtenus parM. Lénard en opérant sur des tiges comprimées à chaud et qu’indique le tableau suivant :
- Température de la compression
- i55° R„ = 108,8 x io3,
- 190’ 109,6 x 103,
- 195° to8,6x io3,
- 220° 111,5 x io3,
- Les résultats des expériences sur l’influence du magnétisme sont :
- I. — Expériences de 1889.
- Intensité du champ magnétique : 1268 unités C. G S. (*)
- Tige lentement refroidie Tige trempée
- températures AR 100 "K températures AR 100 -R
- 0° 2,9 0° 2,89
- 99* *7 0,415 99°,7 0,402
- II. — Expériences de 1893. Intensité du champ magnétique: 1523 unités C. G. S.
- Tige trempée Tige comprimée à froid
- températures , A R 100 TT températures AR 100 R
- 0° 3,34 0° 3,3o
- 99 0,72 99°4 0,64
- M. Lénard a trouvé avec un champ magnétique de i56o unités C. G. S., c’est-à-dire à peu près égal au précédent, que pour une t'ge de
- bismuth comprimée à i5o°, on a ioo^^ = 3,5o.
- On voit par la comparaison de ces nombres que l’influence du magnétisme ne dépend pas sensiblement de l’état moléculaire du bismuth, pourvu qu’il soit pur. Cette conclusion a une certaine importance pratique. On sait, en effet, que la
- (') C’est par suite d’une erreur de transcription que l’auteur avait indiqué, dans son mémoire de 1889, i56o comme valeur de l’intensité du champ.
- maison Hartmann et Braun construit des explorateurs de champ magnétique fondés sur l’influence du magnétisme sur la résistance du bismuth (9. Puisque cette influence est indépendante du mode de préparation de la tige, pourvu qu’elle soit en bismuth pur, on devra préférer aux lames de bismuth électrolytique de M. Leduc les spirales de bismuth comprimé par la méthode de M. Lénard, qui sont plus faciles à réaliser.
- J. B.
- Sur les distances explosives dans la paraffine, par M. V. Monti (*).
- Dans les recherches de MM. Macfarlane Play-fair et Simpson (3) sur les distances explosives dans les gaz et dans les liquides, ces auteurs donnent en outre le résultat d’une expérience faite sur la paraffine solide. D’après eux, la distance explosive de 3 millimètres correspondrait à une différence de potentiel de 39000 volts, c’est-à-dire seulement à un peu plus du double de celle correspondante à l’air.
- Cette valeur semble excessivement faible à l’auteur qui, en 1891, a obtenu quelques chiffres beaucoup plus grands. Les récentes recherches de M. C. P. Steinmetz (4), qui, par différentes méthodes, a trouvé pour la paraffine fondue et le papier paraffiné des nombres très différents de ceux de M. Macfarlane semblent corroborer les résultats obtenus par M. Monti en opérant sur de la paraffine le plus pure possible et fondant à 5408.
- Les électrodes entre lesquelles on faisait éclater l’étincelle étaient formées de boules de cuivre de 3, 5 ou 8 millimètres de diamètre.
- Les deux électrodes de chaque couple étaient fixées à l’intérieur d’un tube de verre de 25 millimètres de diamètre et de 10 centimètres de hauteur. Leur distanceétait mesurée àl’aide d’un microscope muni d’un oculaire micrométrique.
- Après avoir fixé les électrodes et mesuré leur distance on coulait à l’intérieur du tube de la paraffine fondue qu’on laissait ensuite se solidifier lentement, de façon à éviter l’emprisonnement de bulles d’air entre les électrodes. Dans
- (') La Lumière Electrique, t. XLVIII, p. 482. (â) Elettricista, octobre 1893.
- (3) Transactions oj the R. S. of Edinb. 1877.
- (*) Elektrotechnische Zeitschrift, 1893.
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- ce but le tube était tout d’abord maintenu sous la cloche d'une machine pneumatique jusqu’à complète solidification; on fondait ensuite de nouveau la paraffine, et on la laissait cette fois se solidifier à l’air libre.
- A chaque expérience la paraffine était renouvelée, de façon à opérer toujours dans les mêmes conditions.
- La différence de potentiel était déterminée par la méthode des étincelles équivalentes. Les étincelles fournies par les machines de Holtz éclataient, les unes entre les deux électrodes de cuivre, à travers la paraffine, les autres à travers un micromètre à étincelles dont les boules, égales entre elles, avaient un diamètre de 23 millimètres. L’auteur a pris pour valeur des différences de potentiel nécessaires pour produire l’étincelle dans l’air les chiffres donnés par M. Mascart (4) et correspondant à des électrodes de 22 millimètres de diamètre. Ce sont les suivants :
- Distance explosive
- i mm.
- 5 — io — i5 —
- 20 —
- 3o -
- Différence de potentiel
- 5490 volts 26730 — 48600 —
- 57000 — 64800 —
- 76800 —
- Dans cette méthode on admet que l’air compris entre les boules du micromètre peut s’échauffer par suite de la décharge qui le traverse et devenir ainsi plus conducteur. Pour éviter cet inconvénient, on s’arrangeait de façon qu’entre deux étincelles successives il y eût un temps suffisant pour n’avoir pas à tenir compte de réchauffement de l’air.
- Enfin, les deux dispositifs entre lesquels devaient éclater les étincelles étaient aussi semblables que possible comme longueur et comme forme, car il importe, comme l’ont montré les expériences de Lodge, de tenir compte de l’induction produite par la décharge elle-même.
- Les résultats des expériences sont réunis dans les tables suivantes, où d représente la distance existant entre les électrodes immergées dans la paraffine, distance mesurée en divisions du micromètre (32 divisions correspondent à un millimètre) ; N est la distance en millimètres des (*)
- (*) Mascart et Joubert. Leçons sur l’èlectricité et le magnétisme.
- deux boules du micromètre à étincelleset correspond au moment où la décharge a lieu à travers la paraffine.
- Electrodes de 3 millimètres de diamètre.
- d
- Valeur moyenne de N
- 12
- 9
- 14 0,86
- 9,5 0,93
- 8 0,95
- 6j5 I 1,04
- Electrodes de 5 millimètres.
- 12 15,75 0,86
- 9 10,75 0,84
- 8 9 0,89
- 7 7,5 0,93
- 5 4,5 i,n
- Electrodes de 8 millimètres.
- d Valeur moyenne de îî d N
- ii,5 18 0,64
- 9 12 0,75
- 8 10,5 0,76
- 7 9 0,77
- 5 6,5 0,77
- Si pour des étincelles éclatant à travers la paraffine à une distance inférieure à un millimètre, on admet qu’il y a proportionnalité entre la longueur de l’étincelle et la différence de potentiel qui la produit, il résulte des chiffres précédents que la différence de potentiel nécessaire pour vaincre une lame de paraffine d’un millimètre d’épaisseur placée entre des électrodes sphériques de 5 millimètres de diamètre est d’environ i55ooo volts.
- La différence de potentiel capable de produire une étincelle dans l’air dans des conditions identiques est, selon Freyberg^), de 5o5o volts.
- L’auteur explique la différence entre les résultats obtenus par M. Macfarlane et lui par la présence de bulles d’air à l’intérieur de la paraffine L’auteur anglais ne signale en effet aucune précaution prise pour les éviter, alors qu’il est impossible qu’elles ne se forment pas lorsqu’on laisse la paraffine se solidifier librement entre deux boules placées à une distance de trois millimètres l’une de l’autre.
- F. G.
- j 0 W'ied. Ann. 38, 1889.
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- FAITS DIVERS
- Lorsqu’on plonge des étoffes de laine ou de soie bien sèches dans la benzine, on constate une production d’électricité due au frottement du liquide contre les fibres. Si l’air est bien sec, ce dégagement d’électricité peut devenir assez abondant pour donner lieu à des étincelles qui enflamment la benzine; c’est un fait qui avait déjà été observé.
- On vient de trouver en Allemagne que l’on peut entièrement éviter cette cause d’accident en ajoutant à la benzine i à 2 0/0 de savon soluble dans ce liquide. Ce procédé est employé dans plusieurs fabriques allemandes.
- Pour étamer la fonte, la Société Wolf, Netter et Jacobi la recouvre au préalable d’une couche d’un alliage de nickel et de fer, ou de cobalt et de fer.
- A cet effet, on mélange 1 kilogramme de sulfate, d’azotate ou de chlorhydrate de nickel, 3 kilogrammes de sulfate de fer et 1 kilogramme d’acide citrique ou tartri- 1 que, ou bien un demi-kilogramme de sulfate de nitrate ou de chlorhydrate de cobalt, et 3 kilogrammes de sulfate de fer.
- On dissout dans 100 litres d’eau, on ajoute ensuite à cette solution une quantité suffisante d’un alcali caustique ou d’un carbonate alcalin pour neutraliser complètement. On peut augmenter la conductibilité du bain en ajoutant du bisulfate de potasse, de soude ou d’ammoniaque dans la proportion de 5oo grammes.
- On décape la fonte û étamer, on la plonge dans la solution, et on fait passer un courant électrique de manière à avoir par mètre carré d’objet à traiter une intensité de 5o ampères sous une différence de potentiel de 7 volts.
- L’alliage qui se dépose est composé d’environ 95 0/0 de fer et environ 3 0/0 de cobalt, ou 94 0/0 de fer et environ 4 0/0 de nickel. Quand la couche est bien formée, on trempe dans le bain d’étain.
- Un tramway à accumulateurs est en service à Oneida, dans l’État de New-York. La voiture d’essai a fourni avec une seule charge un parcours de 200 kilomètres, si nous en croyons les journaux américains. Cette voiture ferait journellement de 100 à i5o kilomètres.
- 96 éléments d’accumulateurs placés sur la voilure actionnent un moteur de 3o chevaux à 200 volts environ.
- La voiture est naturellement éclairée électriquement par des lampes à incandescence, qui prennent 5o volts.
- Parmi les prix proposés par l’Académie pour les années 1894, 1895, 1896 et 1898 nous remarquons :
- Prix Vaillant. — Etude des causes physiques et chimiques qui déterminent l’existence du pouvoir rotatoire dans les corps transparents, surtout au point de vue expérimental.
- Prix L. La Caze. — Décernés aux auteurs du meilleur travail sur la physique, la chimie et la physiologie.
- Prix Leconte — Décerné : i° aux auteurs de découvertes nouvelles et capitales en mathématiques, physique, chimie, histoire naturelle, sciences médicales; 20 aux auteurs d’applications nouvelles de ces sciences.
- Prix Gaston Planté. —Destiné à l’auteur français d’une découverte, d’une invention ou d’un travail importants dans le domaine de l’électricité.
- On sait que l’action de la chaleur sur un métal unique peut produire des courants électriques. M. W.-H. Stelle, qui a étudié la question au laboratoire de physique de l’Université de Melbourne, rend compte de ses travaux dans Science. La Revue scientifique donne un résumé de ce travail.
- La seule action des doigts suffit pour provoquer un courant électrique dans un fil de fer, qui est cependant le métal pour lequel la force électromotrice des courants produits reste le plus faible. Elle ne dépasse guère 0,002 volt, tandis qu’avec le plomb, le cuivre, l’or, l’étain, le zinc et l’antimoine, des courants de o,o3 volt ont pu être obtenus sous l’action de températures élevées. Avec l’argent et l’aluminium, les effets sont très peu sensibles.
- D'après un article du Colliery Guardian analysé par la Revue universelle, l’on peut donner à l’aluminium une grande dureté en l’additionnant de chrome. Cette opération demande quelques précautions, en raison de la différence des températures de fusion des deux métaux. Si l’on a recours à l’électcolyse, on peut employer l’alumine, la cryolite, etc., traités directement à l’état de mélange avec une certaine quantité de chrome ou de sels de chrome. On obtient un lingot d’aluminium chromé que l’on peut travailler à la manière ordinaire par laminage ou martelage. Les plaques obtenues ont, paraît-il, la dureté de l’acier chromé.
- Il paraît qu’à Cienfuegos il est question d’établir le premier tramway électrique de l’île de Cuba. Le projet est actuellement à l’étude devant le conseil du gouvernement civil de Santa Clara.
- Une récente installation concerne des perfectionnements apportés à la fabrication des fils, de rubans, etc., métalliques par dépôt électrolytique sur une surface en man*
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- LA LUMIÈRE ELECTRIQUE
- drin rainuré, en spirale ou en hélice, quelque peu semblable à ce qui a été décrit en 1892.
- En faisant déposer le métal sur ces surfaces telles qu’elles étaient obtenues jusqu’ici, il était difficile de restreindre le dépôt aux surfaces ou rainures métalliques destinées à le recevoir et il s’ensuivait qu’il se déposait en forme irrégulière, ne convenant pas aux exigences du commerce.
- Le but de cette invention est de fournir le moyen d’obtenir un fil ou ruban d’épaisseur et de configuration suffisamment uniformes pour les besoins de la pratique. A cet effet, on donne de la marge aux surfaces métalliques sur lesquelles le métal se dépose, de sorte qu’au fur et à mesure que le dépôt se forme, les rubans s’élargiront et s’épaissiront simultanément. En certains cas, on fait déposer sur les surfaces métalliques demi-circulaires ou courbes et on réalise ainsi un ruban affectant dans sa section la forme d’une rigole, que l’on peut aplatir ensuite.
- Il y a lieu de faire remarquer en passant que, dans toutes ces formes, la surface métallique sur laquelle s’effectue le dépôt n’est pas resserrée entre des limites, mais est disposée de façon què le métal déposé soit libre de s’accroître en largeur comme en épaisseur, jusqu’à ce que la section requise soit atteinte.
- Lorsqu’il est nécessaire de frotter le métal pendant qu’il se dépose, on a recours à une matrice ayant des rainures d’un côté seulement et on monte cette matrice dans l’auge électrolytique de façon que, à l’aide de n’importe quel mécanisme, basculeurou oscillant, un rouleau ou frotteur soit amené à se mouvoir sur la surface du métal déposé.
- La Revue universelle donne la description d’une machine à voter électrique assez simple. La machine se compose d’un coffre renfermant le mécanisme et d’une plateforme sur laquelle l’électeur monte pour voter. Le coffre est recouvert par un pupitre portant les boutons électriques correspondant aux candidats et se prolonge par un tableau incliné sur lequel sont les différentes indications.
- Quand on monte sur la plateforme, on ne peut pousser qu’un seul bouton, ou un nombre de boutons déterminé d’avance, et cela une seule fois, d’où impossibilité de donner plus d’une voix. En outre, le poids du corps sur la plateforme fait fonctionner un trembleur électrique qui s’arrête dès que l’on descend, d’où impossibilité de monter deux fois pour pousser deux boutons.
- Si nous ajoutons que les compteurs totalisateurs du nombre de voix données à chaque candidat sont dérobés anx yeux du public par un panneau en bois, et que de chaque côté les panneaux qui entourent la machine sont élevés au-dessus de la taille d’un homme, on comprendra que la machine à voter respecte le secret du vote et empêche la fraude, tout en permettant d’arriver à un
- résultat rapide et certain pour le dépouillement du scrutin.
- Cette machine est due à M. Gratien Moreau.
- A propos du récent travail de MM. Bedell, Miller et Wagner, M. Swinburne écrit à VElectrical Review pour faire remarquer que depuis deux ans il construit des condensateurs, principalement pour les maisons allemandes, et que sauf un seul ces appareils ont jusqu’ici donné pleine satisfaction.
- La maison Krupp a introduit récemment un perfectionnement dans la fabrication des charbons pour les lampes à arc. La pâte de charbon est additionnée d’acide tungstique ou de tungstates qui diminuent dans le rapport de 21 à 18 l’usure des charbons. On prétend aussi que le pouvoir émissif de lumière est augmenté.
- Une contribution aux hypothèses sur la dissociation due à M. Wildermann est analysée dans les Berichte. Cet auteur considère deux modes de dissociation, la dissociation électrolytique en ions, et une dissociation non électrolytique en agrégats moléculaires de la substance dissoute sous forme d’agrégats plus petits.
- Cette nouvelle hypothèse paraît être de quelque utilité en ce sens qu’elle permet d’expliquer les divergences qui ont surgi entre la théorie ordinaire et les résultats numériques d’observation.
- Wildermann discute également la conductibilité électrique des solutions salines, qui ne suivent pas en général la loi de dissolution applicable aux acides faibles et aux bases.
- L’article comporte des développements mathématiques dont les résultats semblent assez en concordance avec les
- données expérimentales.
- •
- Une compagnie vient de se former dans le but d’utiliser la chute d’eau de La Goule, près de Bienne, pouvant fournir i3oo chevaux, qu’on a l’intention de distribuer entre les localités de la vallée de Saint-Imier» Les machines et appareils sortiront des ateliers de construction d’Œrlikon.
- Les travaux d’installation aux chutes du Niagara avancent rapidement. On nous informe que l’on pourra déjà fournir du courant au printemps prochain. La Cata-ract Construction Company a l’intention de transmettre jusqu’à une distance de 480 kilomètres.
- La station centrale des chutes est presque terminée et les machines hydrauliques seront établies dans quelques jours.
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- Le tableau des Stations électriques de France dont nous avons parlé dans notre numéro du 2 décembre vient d’être publié en brochure par la librairie Baudry. Les installations de Paris feront l’objet d’une publication spéciale sur laquelle nous aurons à revenir.
- Quelques-unes de ces installations provinciales ont réclamé des capitaux assez importants. Ainsi la construction de la salle des machines de Cannes n’a pas coûte moins de 1,200,000 francs. D’autres, au contraire, ont pu, grâce à des circonstances exceptionnelles, être établies à peu de frais.
- M. Bartissol a employé la vapeur et l’hydraulique combinées* La force motrice se compose de 2 machines de 200 chevaux et d’une turbine de 200. La longueur de la canalisation est de 26 kilomètres. Mais en revanche quelques-unes n’ont réclamé que l’immobilisation de capitaux bien modestes. Une des moins dispendieuses est sans contredit la salle des machines établie par M. François Bur-ton à Tammiges (Haute-Savoie). La canalisation a coûté 45oo francs et l’appropriation d’une roue de 40 chevaux n’a absorbé que la somme de 2200 francs. Le nombre de lampes de 10 bougies entretenues par le courant est de 200, louées à l’année pour la somme de 3o francs par mois avec consommation à discrétion.
- Éclairage électrique.
- A Londres le nouveau bureau de poste d’Aldersgate Street est éclairé par 2000 lampes à incandescence. On introduit aussi l’éclairage électrique dans les bureaux de Brighton et Norwich.
- à celle nécessaire. La ligne primaire est en fil de cuivre de 3 millimètres de diamètre et ne donne lieu qu’à 1 0/0 de perte.
- La force motrice est empruntée à une chute d’eau par une turbine de 3o chevaux à injection partielle de MM. Bouvier frères, constructeurs à Grenoble.
- La canalisation est aérienne, d’une longueur de i5oo mètres pour le primaire et de 1200 mètres pour le secondaire; son établissement a coûté environ 5ooo francs.
- Bien que pour la construction de la station tout fût à créer, le prix de revient n’a pas dépassé 3oooo francs.
- La station dessert actuellement ï5o lampes à incandescence, payées 5 francs par bougie annuelle.
- Télégraphie et Téléphonie*
- On comptait le i#r janvier dernier en Autriche 47 localités reliées à des lignes téléphoniques interurbaines. L’état des réseaux téléphoniques était à cette époque le suivant :
- Réseaux urbains......................
- Lignes interurbaines.................
- Longueur des lignes téléphoniques....
- Longueur des fils....................
- Bureaux centraux.....................
- Postes téléphoniques........-........
- Nombre d’abonnés.....................
- Téléphones...........................
- Nombre de conversations..............
- 72
- 29
- 5714 km. 5796 km. 75 148
- 12 757
- 13 337
- ;2 8ï4 65l
- Les dix réseaux téléphoniques autres que celui de Vienne ont été repris par l’État le 1" janvier 1893.
- La General Electric Company, de Londres, a appliqué la lumière électrique aux usages domestiques dans un petit appareil pouvant servir de lanterne ou de veilleuse.
- Cette veilleuse comprend une pile sèche, avec les conducteurs ordinaires, une lampe à incandescence et un porte-montre. Chaque élément donne i,5 volt; il en faut quatre pour la lampe. Le fonctionnement de la pile dépend, dans une certaine mesure, de l’action de l’oxygène de l’air. La lumière est intermittente et ne dure chaque fois que i5 minutes au plus. Si cette application des piles sèches donne des résultats satisfaisants, il est probable que cette forme de pile sera utilisée dans la plupart des appareils portatifs.
- Sciences et Commerce décrivent la station qui vient d’être inaugurée à La Motte-Chalançon, bourgade qui vient de passer directement de l’éclairage au pétrole à l’éclairage électrique.
- La station comprend un alternateur Zypernowski donnant 12,5 ampères à 2000 volts, puissance bien supérieure
- Les lignes électriques qui relient les départements Paris, en particulier celles de Bordeaux, de Lyon, des régions de l'ouest et du centre, ont été très endommagées par le verglas et le givre dans la journée du 18 décembre.
- Sur un grand nombre de points, les fils se sont rompus sous la surcharge produite par une enveloppe de givre qui atteignait 2 et 3 centimètres. Les réparations étaient impossibles sur le moment, de nouvelles ruptures s’étant produites dès que les ouvriers maniaient les fils.
- Grâce aux lignes souterraines, les télégrammes privés n’éprouvèrent pas trop de retard, excepté dans la direction de l’ouest, où ces lignes font défaut.
- Par suite de la situation du réseau, l’administration des postes et des télégraphes s’est trouvée dans l’impossibilité de mettre à la disposition de la presse les fils concédés, tout au moins pendant la soirée-et la nuit du r8 décembre.
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- 634
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- Nous avons déjà parlé à plusieurs reprises du câble des Açores, câble qui après avoir été concédé en principe à la Société générale des télégraphes sous-marins a été adjugé finalement à une compagnie anglaise.
- Le cahier des charges pour la pose de ce câble télégraphique destiné à relier le Portugal aux îles des Açores contient les dispositions suivantes :
- Distance.
- De Lisbonne à San Miguel et Fayal..... g5i milles. Longueur du câble.
- De Lisbonne à Fayal :
- Type AA. Câble d’atterrissement... io milles.
- — K. — de côte n° 2.......... 5 —
- — B. — intermédiaire..... i5 —
- — D. — principal.......... 1110 —
- 1140 milles.
- De Fayal à Terceira et de San Jorge à Graciosa :
- Type AA. Câble d'atterrissement... 4 milles.
- — E. — de côte n«2............ 4 —
- — B. — intermédiaire...... io —
- — D. — principal............. 54 —
- Total...... 72 milles.
- Les distances et longueurs des câbles sont indiquées en milles marins de 1862 mètres.
- Câbles employés.
- i° Le câble sera fabriqué avec des matériaux de première qualité et construit selon les règles de l’art, et en pleine conformité aux conditions ci-après :
- Ame.
- 20 Le conducteur sera constitué d’un faisceau de sept fils de cuivre, d’un poids de i3o livres (5o,goo kilogr.) par mille marin, avec tolérance de 5 0/0, et sa résistance électrique ne devra pas excéder 9,65 ohms par mille marin, à une température de 240 centigrades;
- 3° La gaine isolante se composera de trois couches de gutta-percha à haute capacité inductive, système Willoughby Smith, alternant avec trois couches d’une composition résineuse (Chatterton’s compound). Elle aura un poids de i3o livres (58,900 kilogr.) par mille marin, avec tolérance de 5 0/0. L’isolement du diélectrique ne pourra être inférieur à i5o mégohms par mille nautique, à une température de 240 centigrades, après une immersion de 24 heures et quinze jours après sa fabrication.
- 40 L’âme sera revêtue, par application humide, d’une bonne enveloppe de jute goudronné ou d’une autre préservatrice.
- A rmature.
- 5° Type AA. Câble d’atterrissement.
- Ce câble sera constitué d’un câble du type B, revêtu de
- jute goudronné et couvert d’une seconde armature de quatorze fils de fer galvanisé d’un diamètre après galvanisation de o,3 pouce (7,60 mm.), avec une tolérance de 2 1/2 0/0.
- 6° Type E. Câble de côte n° 2.
- L’armature sera formée de 10 fils de fer galvanisé ayant après leur galvanisation, un diamètre de 0,28 pouce (7,10 mm.), en admettant une tolérance de 2 1/20/0.
- 7° Type B. Câble intermédiaire.
- L’armature sera constituée de 10 fils de fer galvanise, d’un diamètre de 0.2 pouce (5,o8 mm.), avec une tolérance de 2 1/2 0/0.
- 8° Type D. Câble principal.
- L’armature sera formée de 14 fils d’acier (fer homogène galvanisé, dont chacun sera revêtu de rubans de chanvre enduits d’une préparation préservatrice, et aura après sa galvanisation un diamètre de o,o83 pouce (2,10 mm.), avec une limite de tolérance de 2 1/20/0. Ces fils d’acier devront supporter au moins une traction de 80 tonnes par-pouce carré (125 kilogrammes par millimètre carré) et un allongement de 40/0.
- Revêtement extérieur.
- 9° Les types A et E seront recouverts de deux enveloppes de jute, enroulées en sens contraire, et de deux couches de composition Clark.
- io° Les types B et D seront revêtus de deux enveloppes de rubans de chanvre système Johnson et Philips, enroulés en sens inverse et alternant avec d’autres couches de composition Clark.
- ii° Le câble sera conservé, à la fabrique, dans des cuves remplies d’eau.
- 120 L’isolement du câble fabriqué sera inférieur à 25o megohms par mille nautique, à une température de 240 centigrades.
- i3° Après sa fabrication le câble sera enroulé dans les cuves du navire ou des navires employés pour son immersion et maintenu autant que possible sous l’eau jusqu’à son lancement.
- 14° Les conditions électriques du câble devront correspondre, après son immersion, à son état antérieur, à une température moyenne de l’eau, et cela dans une telle mesure qu’il n’y ait plus aucun motif de soupçonner l’existence de défauts dans le conducteur ou dans la gaine isolatrice.
- i5<* Aux points d’atterrissement, le câble et le fil servant à son raccordement au bureau télégraphique devront être enfouis à une profondeur suffisante pour en garantir la conservation.
- Imprimeur-Gérant : V. Nory.
- Imprimerie de La Lumière Électrique. — Paris. 3i, boulevard des Italiens.
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- TABLE DES MATIÈRES
- DU
- TOME CINQUANTIEME
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-
-
- TABLE PAR ORDRE ALPHABÉTIQUE
- A
- Pages
- Accouplement électrique Strauss et Weil........... 69
- Accumulateurs Holden et Pitkin................... 385
- — Henzel,................................. 325
- — Lansing Morse........................... 328
- — Muller.................................. 128
- — Smith (J.).............................. 129
- — de la Société pour le travail électrique des
- métaux................................ 582
- — (les nouveaux) Tommasi. — //. de Grafjlgny. 267
- — (formation des plaques d’)......... 175
- — (redresseur de courants alternatifs pour la
- charge des), système Pollak. — Ch. Jacquin. 5q
- — (mode d’appui des plaques d’)............ 74
- Acide sulfurique (concentration de I’), par Bertram
- Blount................................ 575
- Aimantation (allongement du fer par P), par Sidney
- J. Lochner............................ 533
- Allumeur de bec de gaz Gorldt.................... 467
- Alternateur de 5ooo chevaux...................... 593
- — couplés en parallèle (procédé pour éviter le
- décrochage d’)........................ 174
- — de la Société « l’Eclairage électrique ». —
- F. Guilberl............................ io t
- Alternomoteur Brown.............................. 431
- — (construction des), par Emile Kolben.... 385, 435
- Ampèremètre Hochausen............................ 435
- — Spence.................................. 129
- — Weston................................... 76
- — et wattmètres Duncan..................... 33
- Pages
- Ampèremètre et voltmètre électrothermiques Hunier'(O Thomson-Houston)............................ q33
- Analyse (application de l’électrolyse à P) qualitative,
- par Charles A. Kohn......................... ig5
- Appel de station H. Wetzer —E. Zetzsche............ 125
- — de sûreté Saueret Hentschiel................. n5
- — téléphonique Forbes.......................... 3i
- Applications mécaniques de l’électricité. — Gustave Richard.......................... 69, 115, 25i, q58
- Armature pour dynamo Basset......................... 3oy
- — — Parshall....-............ 307
- — — Schuyler................. 307
- — — Sperry................... 307
- — — Wheeler.................. 3o7
- Ascenseur électrique Marshall....................... 459
- — — Peirce.......................... 461
- Assainissement (P) électrique au Havre et à Lorient.
- — A. Rigaut.......’...................... Soi
- Avertisseur électrique de la présence du grisou,
- par M. Marcelin Lalande..................... 328
- — d’incendies Bernhardt........................ 464
- — — Sachs.................................. 464
- B
- Balance apériodique Gibboney..;....................... 461
- Bibliographie :
- Eclairage d’ateliers par l’électricité, par M. P.
- Houel........................::.............. 293
- Problèmes et calculs pratiques d’électricité, par
- M. Aimé Witz. ............................... 295
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-
-
- 638
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- Pages
- Traité théorique et pratique des machines dynamoélectriques, par S. P. Thompson. Traduit par
- M. E. Boistel. — F. Guilbert.................. 293
- Calcul des réseaux électriques, par J. Herzog1...... 345
- Moteurs à gaz et à pétrole, par M. Gustave Ri chard ................................................ 346
- Récents progrès dans les applications de l'électricité, par M. Ferrini. — F. Guilbert,......... 345
- Notes et formules d’électricité industrielle, par
- Robert Bouquet. —Am Hess........................ 343
- Télégraphes (les) etc., à l’exposition de Francfort,
- par M. L. Kohlfürst............................. 296
- c
- Câbles sous-marins (transmission à ti avers les)
- Siemens et Halske........................... 7$
- — Ferranti...................................... i3o
- — tubulaires flexibles Edmunds................... 58o
- Calcul des courants alternatifs (méthode de M. Stein-
- metz pour le). — F, Guilbert................. 45i
- Capacité (du rôle de la) dans les circuits à courants
- alternatifs. — A. Hess....................... 371
- Carborundum (le), par M. E. O. Atcheson.......... i35
- — par M. Moissan............................. i33
- Cartouche de mines Beehler....................... 118
- — — Mason........................... 118
- — — Mac-Lucas....................... 118
- Charbons pour l’industrie électrique............. 578
- Charge oscillante d’un conducteur, par W. Lispe-
- nard Robb.-.............................. 182
- Chauffage électrique Crompton et Dowsing. »...... 884
- Chemins de fer (Eclairage électrique des trains de)
- en Italie, par M. Emilio Piazzoli..... 29, 77
- — et tramways électriques. — Gustave Richard.
- 22, 401
- Commande de tour Schotz.......................... 69
- Commutateur Edmunds.............................. 70
- — Berry........................................... 71
- — Harrison........................................ 71
- — Clark...................................... 72
- — Linders.............<*..................... 74
- — Blood.......................................... 405
- — Davis........................................ 406
- — Westinghouse................................. 406
- — Loch........................:........t3o
- — téléphonique Clark......................... 73
- — MacEvoy....*................................ 575
- Compteur Dejardin.................................... 43i
- — pendulaire Borcherding......................... 128
- — moteur Duncan. — F. Guilbert........ .... ;... 271
- Pages
- Conjoncteurs-disjoncteurs (applications des)... 5i5
- Connexions locales Siemens frères et Knorr..... 58i
- Correspondance :
- Lettre de M. A. Farman.................. 547
- — M. Paul Boucherot.............. 547
- — Mmo E. Reckenzaun.............. 547
- Coupe-circuit cloisonné Offrell................. 127
- — Edmunds................................... 620
- — Riedel.................................... 576
- — Warner.................................... 620
- Coupeuse Cadwell................................ 256
- — Ilaskins.................................. 583
- — Siemens et Halske......................... 582
- Courants alternatifs. Méthode de calcul de M. Stein-
- metz. — F. Guilbert............... 45i» 554
- — triphasés (la première transmission à) aux Etats-
- Unis ................................... 577
- — (du rôle de la capacité dans les circuits à) —
- A. Hess................................. 371
- D
- Décharges (sur les) électriques, parJ.-J. Thomson. 142 — — — par H. Ebert et E. Wiede-
- mann 285, 332, 3g 1 Déperdition de l’électricité, par M. Vincentini. 187, 242 Détails de construction des machines dynamo. —
- Gustave Richard............................. 3o6
- Dissociation électrolytique (sur les relations entre la) et le pouvoir rotatoire optique, par M. G.
- Carrara.................................. 281
- Distances explosives (sur les) dans la paraffine, par
- M. V. Monti................................. 629
- Distribution de l’énergie électrique par réseaux,
- par M. Carlo Coltri................. 38o, 438
- — Hunter....................................... 3i2
- Dynamos (sur les) à courants continus à très haut
- potentiel, par F.-B. Crocker................ 280
- — à courant continu Hutin et Leblanc. — F. Guil-
- bert ....................................... 375
- — compensatrices Sayers........................ 277
- — Elkins....................................... 309
- — Fritsche..................................... 329
- — Ryan................*....................... 307
- — Sperry............ ..................... 494
- E
- Eclairage électrique des trains de chemins de fer
- en Italie, par M. Emilio Piazzoli..... 29, 77
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-
-
- 639
- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- Pages
- Éclairage (P) électrique d’Envermeu. — IL de Grajflgny.......................................
- — à Dieppe...................................
- Electricité (P) à l’Exposition du progrès. — W. de
- Fonvielle............................ 166,
- Electro-aimants Timmis...........................
- Electrochimie. Réduction électrolytique de la nitro-benzine en solution sulfurique, par Noyés...........................................
- — Concentration de l’acide sulfurique, par Ber-
- tram Blount..............................
- Electrolyseur Àndréoli.........................
- — Craney.....................................
- — Knofler et Gebauer.........................
- — Outhenin-Chalandre.........................
- — Richardson.................................
- — Vogelsand..................................
- Electrolytes (passage d’ondulations électriques à
- travers les), par G. Udny Yule..........
- — (constitution des), par W. Ostvvald........
- Electromoteur à induit fixe de la « Société Hélios » Electrothermiques (voltmètre et ampèremètre) Hun-
- ter (G" Thomson-Houston).................
- Equations (sur les) de la réfraction de la lumière,
- par M. Stephano Pagliani.................
- Essai (sur P) chimique de la gutta-percha. — A. Ri~ gaut............................................
- 27
- 418
- 423
- 326
- 276
- 575 581 53o 327 433 58o 324
- 584
- 322
- 575
- 433
- 140
- 261
- Etalon (P) photométrique Swinburne- Thompson,
- par Silvanus P. Thompson................ 189
- F
- Faits divers :
- Accident dû à l’électricité................... 398
- Accumulateurs Khotinsky........................ 449
- — transportables.................... 597
- — à grande capacité................. 599
- Aluminium (P)............................... 47, 63i
- Analyse du charbon.............................. 299
- Application (nouvelle) de l’électricité.......... 348
- — des moteurs électriques.............. 299
- — diverses de l’électricité............ 599
- Bain d’aciérage................................... 297
- — d’étamage....................................... 63i
- Bec à incandescence Auer......................... 359
- Capacité inductive spécifique...................... 49
- Cartes de visite en aluminium.................... 448
- Chemin de fer électrique entre Baden etZurich.. 449
- Circulaires relatives aux canalisations électriques.
- 97, 147, 197, 247
- Compagnie de l’industrie électrique de Genève.. 498
- Pages
- Compagnie continentale Edison...................... 448
- Condensateurs (fabrication des).................... 63a
- Congrès international de tramways.................. 199
- Coups de foudre.................................... 298
- Cours du conservatoire des Arts et Métiers........ 3oo
- Cuivrage des coques des navires par la galvanoplastie ..................................... 347
- Découverte d’une nouvelle comète................... 249
- Dégagement d’électricité dans un bain de benzine......................................... 63i
- Dépôt de charbon des lampes à incandescence.. 447
- Destruction des marsouins.......................... 299
- Détermination du potentiel de Pair................. 249
- Diamant artificiel.................................. 48
- Dissociation électrolytique........................ 63a
- Eclair en boule.................................... 3oo
- Electricité (chaire d’) à l’école nationale desPonts-
- et-chaussées............................ 447
- — (P) à bord des navires................... 199
- — au Japon................................. 599
- Electrométallurgie du cuivre....................... 63i
- Embarcation électrique............................. 299
- Epuration des huiles au moyen de l’électricité... 549
- Expériences sur l’électricité atmosphérique....... 398
- Exposition de Chicago............. 249, 3oo, 397, 598
- — de Californie............... 3g, 298, 347
- — de mines et de métallurgie au Chili.. 449
- Etalon de lumière.................................. 298
- Fabrication des alcalis par l’électrolyse.......... 447
- Fabrique de lampes à incandescence.................. 48
- Formènephone....................................... 497
- Fulguration (cas de)............................... 148
- Fumivore (cheminée)................................ 600
- Heure universelle.......................... 249, 448
- Incinération (P) des ordures des villes............ 399
- Injection des bois à l’aide de l’électricité....... 3t8
- Laboratoire central de la Société internationale des
- électriciens................................. 248
- Laminoir actionné par des moteurs électriques... 499 Locomotive électrique.............................. 348
- — à grande vitesse..................... 647
- Machine électrique à forger des clous à ferrer... 347
- — — à voter............................ 632
- Manoeuvre électrique des écluses................... 299
- Mesure de la densité du gaz......................... 47
- — du travail d’une machine.................. 348
- Moulin à vent....................................... 47
- Observations sur le potentiel de Pair.............
- Observatoire (P; du Mont-Blanc..................... i5g
- Ozone (P).......................................... 398
- Préparation du lithium par l’électrolyse.......... 498
- — des lampes à incandescence........... 298
- Prix décernés par l’Académie des sciences......... 597
- — proposés........................................ 631
- Projecteur électrique.............................. 497
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-
-
-
- 6^o
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- Propulsion des bateaux par l'électricité......
- Remorqueur électrique.........................
- Société royale de Londres.....................
- — générale d’électricité à Berlin........
- Soudure électrique des rails..................
- Statistique de l’éclairage en France..........
- , Suppression des lignes aériennes dans la ville de
- New-York...............................
- Système métrique aüx Etats-Unis...............
- t. Toueur électrique ............................
- .. Traction électrique à Madrid...... ...........
- — — à Dantzig................
- — — en Amérique..............
- — — à Cuba...................
- Tramways électriques en Amérique..............
- — — en Angleterre .............
- — — de Budapest..............
- — — de Bordeaux..............
- — —de Porto....................
- — — de Santiago..............
- — — à accumulateurs..........
- — tubulaires de Paris, système Berlier..
- Transformateur de courant alternatif en courant
- continu................................
- Transmission électrique de l’énergie..........
- Transport d’énergie électrique dans les Bouches-
- du-Rhône. .. . ........................
- Tubes Geissler................................
- Usine électrométallurgique de Laval...........
- — hydrauliques de la Garonne...............
- Utilisation des chutes du Niagara........ 399,
- Eclairage électrique :
- à Bourgoin.................................
- à Brême....................................
- en Californie..............................
- à Chateaurenard............................
- de Capetown................................
- de Constantinople..........................
- à Dunkerque................................
- en France..................................
- de Graz....................................
- a Haïti....................................
- à Hambourg.................................
- à Londres............................. 56o,
- à Liège....................................
- à Lyon.......................................
- à Moret....................................
- à Nice.....................................
- au Puy-de-Dôme.............................
- de Saragosse...............................
- à Tlemcen..................................
- à Toulon...................................
- des gares..................................
- r Pages
- Eclairage électrique des églises................ 349
- des tunnels............................ 449, 45o
- (1*) et les compagnies d’assurances......... 498
- Bec Auer........................................ 5oo
- Brevets Swan-Edison.......................... 199
- Charbons pour lampes à arc...................... 632
- Distribution électrique de Lausanne.............. 5o
- Illuminations électriques................. 98, 249
- Lampe à incandescence et à arc................... 47
- — à arc à point lumineux fixe.............. 45o
- Phare électrique à grande puissance............. 599
- Secteur de la rive gauche....................... 55o
- — — place Clichy........................... 297
- Station centrale municipale de Glasgow.......... 55o
- — — de Deptford........................... 5g8
- — — de Derby.......................... 399
- — — d’électricité de la vallée de
- Gruyère..................................... 48
- Télégraphie et Téléphonie :
- Avertisseurs téléphoniques d’incendie.......... 500
- Brevets relatifs aux téléphones.................. 600
- Bureaux télégraphiques spéciaux.................. 25o
- Câbles des Açores........................ 100, 63q
- — (nouveau) entre Hong-Hong et Singapore.. 4^0
- — téléphoniques des bateaux-phares.......... 200
- Commutateurs automatiques pour téléphones.... 600
- Conférence internationale télégraphique.......... 100
- Instruction des télégraphistes................... 25o
- Ligne téléphonique de Glasgow à Belfast.......... 200
- — — en Finlande...................... 5o
- — télégraphique de la Nouvelle-Calédonie ... 25o
- Perturbations dans les services télégraphiques... 450
- Phonophore....................................... 4?o
- Rédaction de télégrammes en langage convenu... 400 Réseau électrique de Manchester............ i5o
- — téléphoniques interurbains........ 450 5oo
- Société des téléphones............................ 99
- Télégraphes de l’Afrique orientale................ 5o
- Télégraphie en Amérique........................ 558
- — en France................................. 600
- au val d’Andore............................. 99
- —• â la côte d’Or............................ 450
- — â l’île Maurice........................... 5oo
- — au Zambèze................................ 35o
- — aux grandes manœuvres...................... 5o
- Téléphonie interurbaine........................ 55o
- — en Autriche............................... 633
- — en Suisse................................. 399
- — océanique................................. 100
- Forces électromotrices dans les corps en mouvement, par J.-J. Thomson............................ 42
- Four électrique continu par M. Moissan.............. 441
- Pages
- 549
- 399
- 499
- 398
- 347
- 448
- 499
- 449
- 297
- 48
- 49
- i5o
- 63i
- 348
- 598
- 47
- 599
- 49
- 3oo
- 631
- 598
- 447
- 349
- 199
- 449
- 399
- 49
- 632
- 349
- )5o
- 3oo
- 349
- 499
- 49
- 349
- A OJ
- ° CO
- 399
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-
- JO URNAL UNI VERSEL D’ÊLEC TRICITÊ
- 64 1
- G
- Pa(*c>
- Galvanomètre électrostatique Ayrton et Mather ... 325
- H
- Haveuse Hirst.................................. 117
- — Bain...................................... 256
- Horloge électrique Wiseman...................... 258
- — Schmidt................................... 260
- Hypothèse (sur une) de Maxwell, — J. Blandin.... 201 Hystérésis (compensateur d’effets d*)........... 531
- 1
- Induction unipolaire (sur P), par F. Vogel....... 621
- Instruments (sur les) de mesure. Influence des
- effets thermo-électriques, par L. Strecker.... 3*25
- Interférence des ondes électriques, par I. Klemencic
- et Paul Czermak.................... 443, 489
- Isolateur Mac Garthy.......................... 408
- L
- Lampes (les) à arc. — Gustave Richard..... 170, 363
- — Barrett.................................. 367
- — Bergmann.................................. 364
- — Grompton et Pochin........................ 171
- — Davis..................................... *72
- — Howard.................................... 363
- — Hunter................................... 173
- — Kirltegaard.............................. 364
- — Schleyder................................. 365
- — Schuckert............................... 367
- — Turbayne.................................. 173
- Page»
- Lampe Scribner........ ........................ 366
- — Weber.................................... 363
- — à arc (sur le rendement des) parH.-S. Carhart. i36
- — de mine Vorster........................... 73
- — à incandescence (le pouvoir lumineux des),
- par P. Gruner........................... 624
- Lignes à haute tension (sur le coût des). — P. Bou-
- cherot.................................. 601
- Locomoteur Sperry............................ 403
- M
- Mesure (sur la) des coefficients d’induction, par
- M. II. Abraham............................. 342
- — (nouvel appareil pour la) de l’intensité de
- courants alternatifs, par Karl Preyer...... 276
- — (appareil pour la) de la réluctance magnétique,
- par M. A. E. Kennelly...................... 234
- Microphone à filament de charbon Miinsberg........ 174
- Mire électrique de Giovanni.........................467
- Monte-charge Perret................................ 460
- Monture Taylor et Tunnicliff....................... 129
- Moteurs (la théorie des) à flux tournant. — D. Far-
- man........................................ 317
- — alternatifs (travail et rendement des). — A. et
- J. Boissonnas.............................. 109
- — polyphasé Brown.............................. 314
- — (perfectionnement aux) à courants alternatifs,
- par Alioth................................ 131
- N
- Nécrologie :
- M. Antoine Reckenzaun....................... 400
- M. Tyndall. — W. de Fonvielle............... 53g
- O
- Ondes électriques. Systèmes nodaux, par D. Maz-
- zotto........................................... 587
- p.641 - vue 641/650
-
-
-
- 642
- LA L UMIÈRE ELECTRIQUE
- Pages
- Ondulations électriques (sur le passage d*) à travers
- les électrolytes, par G. Udny Yule.......... 584
- Oscillateur électrique Tesla....................... 532
- Oscillations électriques dans les conducteurs cylindriques. — J. Blondin... 3oi, 408, 468, 5o5 568 — (sur les) de la foudre et des aurores boréales,
- par John Trowbridge......................... 84
- Ouvre-porte Drake.................................. 466
- Oxygène (sur la susceptibilté magnétique de P), par
- R. Hennig................................... 388
- P
- Perforatrice (nouvelle) électrique. — D. Farmcin... 264
- — Taylor..................................... 118
- — Steavenson........:........................ 252
- — MacKey....................................... 253
- — Jones........................................ 253
- Phasemètre de la société générale d’électricité.. 72
- Photométrie des projecteurs, — C. Fèry........... 551
- Photométrique (l’étalon) Swinburne-Thompson,par
- Silvanus P. Thompson....................... i3g
- Piézo-électrique (sur la propriété) du quartz, par
- lord Kelvin...................... 37, 41, 236
- Pile (sur une) piézo-électrique, par lord Kelvin..... 41
- — au nitrate Schrewsbury et Dobell.............. 73
- — Mason et Van Derwerken....................... 129
- Polarisation des oscillations hertziennes (sur le plan
- de). — A. Righi............................. 5i
- — des électrodes en platine, par M. J. Colin. 441
- — (sur la) d’électrodes de platine dans l’acide
- sulfurique, j?ar James B. Henderson........ 192
- Pompe à air J.-J. Thomson.......................... i3g
- — rotative à mercure, par F. Schultze-Berge.... 177
- — à mercure automatique, par F. Neesen......... 623
- Porte-balais Reist................................. 3o8
- — Shaw......................................... 3o8
- — Fislte..................................... 3o8.
- Porte-dépêches Bryson.. ............................ 26
- Pouvoir (sur le) inducteur spécifique, et indices de
- réfraction, par Stefano Pagliani............ 81
- Prise de courant Bigge............................. 252
- Projecteur militaire Scott......................... 173
- Propagation (la) de la lumière dans les métaux. —
- G. Raveau..................... 27, 60, 119, 616
- R
- Réflexion (de la) des ondes électriques, par MM.
- Birkeland et Ed. Sarasin............... 394, 492 .
- Pages
- Régulation Elihu Thomson........................ 309
- Relais de sûreté Hall........................... 70
- — électrostatique Tuma et von Motesiezki... 174
- Réluctance magnétique (appareil pour la mesure de
- la), par M. A.-E. Kennelly................ 234
- Remise à l’heure Prentiss....................... 462
- Rendement (sur le) de lampes à arc, par H.-S. Car-
- hart...................................... 137
- Résistance (variation avec la température de la), par
- A.-E. Kennelly et R.-A. Fessenden........ 194
- — électrique (sur la) du bismuth, par M. Edm.
- van Aubel.....................*......... 627
- Résonance (phénomène de la) multiple, par A. Gar-
- basso.................................... 442
- Rhéostats industriels, — P. Marcillac........... 3i8
- — Siemens et Nebel.......................... 433
- — Fiske-Thomson-Houston .................. 461
- Rotation (sur la) magnéto-optique, par Andrew
- Gray...................................... 85
- S
- Signai d’incendie Decrow........................ 1 iG
- Société internationale des électriciens......... 33i
- Sonnerie Zeitschel............................. 462
- Soudure (la) électrique. — Gustave Richard.. 5io, 563
- — Angell et Burton........................... 565
- — Coffin..................................... 566
- — Elihu Thomson.............................. 5i3
- — Lemp....................................... 563
- — Mountain................................... 567
- — Suppes................................... 564
- — Tinnerholm................................. 567
- Spring-jack Scribner............................ 579
- Station (la) centrale municipale de Manchester.... 525
- — centrale de Fürstenfeld'Bruck, par O. von
- Miller................................. 427
- Susceptibilité (sur la) magnétique de l’oxygène,
- par R. Hennig....................... 33g, 388
- Synchroniseur L. Bell........................... 3io
- T
- Tableau d’hôtel Van Hœvenbergh.............. 116
- Télégraphe multiple Wicks.................... 74
- — électrochimique écrivant Denison......... 32
- Téléphone Clamond........................... 435
- p.642 - vue 642/650
-
-
-
- JOURNAL UNIVERSEL D’ELECTRICITE
- 6^3
- Pages
- Téléphone portatif Flanders..................... 483
- Téléphonie océanique, par Silvanus P. Thompson. 79
- Téléthermomètre Haskins.......................... 463
- Telphérage Van Depoële........................... 23
- — Case........................................ 25
- Théorie (sur la) de la pyro-électricité et de lapiézo-
- électricité, par lord Kelvin............. 238
- — (les) de la lumière, par M. R.-T. Glazebrook,.. 89
- — (de la) des moteurs à flux tournant........ 425
- — (notes sur la) élémentaire des appareils à champ
- tournant. — André Blondel. 35i, 473, 5i6, 6o5
- — (à propos de la) des machines à champ tour-
- tournant. — Paul Boucherot..... i5i, 220, 524
- Tramcars électriques, par W. Worby-Beaumont.... 232 Tramways et chemins de fer électriques. — Gustave Richard................................ 22, 401
- — — Churchill........................... 23
- — — Diatto.............................. 23
- — — Henry............................... 23
- — électrique Warfleld.......................... 22
- Transformateur « hérisson » et condensateurs, par MM. Bedell, K.-B. Miller et G.-F. Wagner.
- 486, 535, 58g
- — (force électromotrice des), par Bernard P. Scat-
- tergood............................... 224
- — Apollony................................ 3i3
- — Brown................................... 3i3
- — Elihu Thomson........................... 312
- — Lucas et New........................... 3ii
- — Siemens et Halske....................... 3i3
- Transformation (sur la) produite dans le fer par
- une déformation permanente à froid, par M.
- G. Charpy.............................. 626
- Transmetteur électrique Kahn................. 384
- Transmission (la) électrique de la puissance des chutes du Niagara, par M. George Forbes
- 492, 5^i, 592
- H
- Pages
- Transmission Siemens et Halske................... 68
- — (sur la) de signaux électriques à travers l’es-
- pace, par W. H. Preece.................... 175
- Transport (le) d’énergie électrique de Tivoli à
- Rome. — P. Marcillac............. 7, i56, 209
- Trolley Moore................................... 407
- — Trousley.................................. 408
- Turbine à vapeur Seger........................... 3i
- Turbo-moteur Edwards............................. 528
- — — Mac-Elroy........................... 620
- U
- Unité de lumière (au sujet de 1’). — André Blondel. 222 Utilisation des chutes du Niagara, par M. G. Forbes..................................... 492, 541, 592
- V
- Vitesse de propagation d’une perturbation électrique.
- — M. P. Blondlot.......................... 291
- Voltmètreetampèremètre électrothermiques Hunter.
- (C" Thomson-Houston)...................... 433
- — électrostatique, par H. S. Carhart......... 278
- — Kennelly................................... 578
- W
- Wattmètres et ampèremètres Duncan
- 33
- p.643 - vue 643/650
-
-
-
- p.644 - vue 644/650
-
-
-
- TABLE PAR NOMS D’AUTEURS
- Pages
- Abraham. — Sur la mesure des coefficients d’induction............................................. 342
- Alioth. — Perfectionnement aux moteurs à courants
- alternatifs................................. i3i
- Andréoli. — Electrolyseur........................... 5Si
- Angell — Soudure électrique......................... 565
- Apollony. —Transformateur........................... 3i3
- Atcheson. — Le carborundum.......................... i35
- Ayrton. — Galvanomètre électrostatique.............. 325
- Aubel (Edm. van). — Sur la résistance électrique du
- bismuth comprimé............................ 627
- B
- Bain.— Haveuse électrique......................... 256
- Barrett. — Lampe à arc.......................... 367
- Berry. — Commutateur............................... 71
- Basset. — Armature pour dynamos................... 307
- Baumont. — Tramcars électriques................... 232
- Bedell. — Transformateur « hérisson » et condensateurs ................................ 486, 535, 589
- Beehler. — Cartouche pour mines................. 118
- Bell (L). — Synchroniseur......................... 3io
- Bergmann. — Lampe A arc......................... 365
- Bernhardt. — Avertisseur d’incendie.... ........ 464 1
- Pages
- Bigge. —Prise de courant.......................... 252
- Birkeland. — Réflexion des ondes électriques 394, 491
- Blondel (André). — Au sujet de l’unité de lumière 222
- — Notes sur la théorie élémentaire des appareils
- à champ tournant.......... 35r, 473, 5x6, 6o5
- Blondin (J.). — Oscillations électriques dans les conducteurs cylindriques.... 301,408,468,505, 568
- — Sur une hypothèse de Maxwell................ 201
- Blondlot. — Vitesse de propagation d’une perturbation électrique.................................. 291
- Blood. — Commutateur.............................. 40S
- Blount (B.). — Concentration de l’acide sulfurique. 575 Boissonnas (A. et J.). — Travail et rendement des
- moteurs alternatifs........................ 109
- Borcheding. — Compteur pendulaire................. 128
- Boucherot (Paul). — A propos de la théorie des
- machines à champ tburnant....... i5i, 220, 524
- — Sur le coût des lignes à haute tension...... 601
- Brown. — Alternamoteur.......................... 431
- — Transformateur............................ 3i3
- — Moteur polyphasé............................ 314
- Bryson. — Porte-dépêches........................... 26
- G
- Cadwell. —* Coupeuse pour étoffes................. 267
- Carhart. — Voltmètres électrostatiques............ 278
- — Sur le rendement maximum de lampes à arc
- fonctionnant à puissance constante........ 137
- Carrara. — Sur les relations entre la dissociation
- électrolytique et le pouvoir rotatoire optique. 281
- p.645 - vue 645/650
-
-
-
- 646
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- Pages
- Case. — Telphérage.............................. 25
- Chalandre. — Electrolyseur..................... 433
- Churchill. — Tramway électrique................. 23
- Clamond. — Téléphone........................... 435
- Clark. — Commutateur téléphonique............... 72
- Coffin. — Soudure électrique................... 566
- Colin (J.). — Polarisation des électrodes en platine.. 441
- Coltri — Distribution de l’énergie électrique par
- réseaux.......................... 38o, 488, 484
- Craney. — Electrolyseur........................ 53o
- Crocker. — Sur les dynamos à courant continu à
- très haut potentiel.................... 280
- Crompton. —Lampe à arc......................... 171
- — Chauffage électrique....................... 584
- Czermak. —Sur l’interférence des ondes électriques
- 443, 489
- Charpy. — Sur la transformation produite dans le
- fer par une déformation permanente à froid. 626
- D
- Davis. — Commutateur........................... 401
- — Lampe à arc.............................. 172
- Decrow. — Signal d’incendie.................... 116
- Déjardin. — Compteur.......................... 43 ï
- Denison. — Télégraphe électrochimique écrivant... 32
- Depoële (Van). — Telphérage..................... a3
- Derwerken (Van). — Pile........................ 129
- Diatto — Tramway................................ 23
- Dobell. — Pile au nitrate..................... 73
- Dowsing. *— Chauffage électrique............... 584
- Drake. — Ouvre-portes......................... 466
- Duncan. — Compteurs-moteurs.................... 271
- — Wattmètres et ampèremètres................ 33
- E
- Edwards. — Turbo-moteurs........................... 528
- Ebert. — Sur les décharges électriques... 285, 332, 391
- Edmunds. — Commutateur............................ 70
- — Câbles tubulaires flexibles................ 58o
- — Coupe-circuit.............................. 620
- Elkins. —Dynamo.................................... 3og
- Elroy (Mac). — Turbo-moteur........................ 620 -
- Evoy (Mac). — Commutateur.......................... 575
- \
- F
- Farman (D.). — Nouvelle perforatrice électrique.... 264
- Pages
- Farman (D.). — La théorie des moteurs à flux tour-
- nant. .«.................................. 317
- Ferranti. — Câbles................................ i3o
- Féry (C.). — Pholométrie des projecteurs.......... 551
- Fessenden. — Variation de résistance avec la température.......................................... 194
- Fiske. —Rhéostat.................................. 461
- — Porte-balais................................ 3o8
- Flanders. — Téléphone portatif.................... 483
- Fonvielle (W. de). — L’électricité âl’Exposition du
- progrès............................. 166, 423
- — Nécrologie. Mort de M. Tyndall.............. 53g
- Forbes (George). —La transmission électrique de la
- puissance des chutes du Niagara. 492, 541, 592 Fritsche. — Dynamo................................ 329
- G
- Garbasso. — Sur le phénomène de la résonance
- multiple.................................. 442
- Gebauer. —Electrolyseur........................... 327
- Gibboney. — Balance apériodique................... 461
- Giovanni. — Mire électrique....................... 467
- Glazebrook (Pr. T.). — Théories de la lumière.... 89
- Gorldt. — Allumeur de bec........................ 467
- Graffigny (Henri de). — L’éclairage électrique
- d’Envermeu................................. 27
- — Les nouveaux accumulateurs de M. Tommasi. 267
- Gray (Andrew), — Sur la rotation magnéto-optique.............................................. 85
- Guilbert (F). — Compteurs-moteurs Duncan......... 27Î
- — La méthode de M. Steinmetz pour le calcul
- des courants alternatifs............ 451, 554
- — Alternateur de la Société « l’Eclairage élec-
- trique ».................................. 101
- — Dynamo à courant continu.................... 375
- Gruner. — Le pouvoir lumineux des lampes à incandescence....................................... 624
- H
- Hall. — Relais de sûreté.......................... 70
- Halske. — Transmission à travers les câbles sous-
- marins ................................... 75
- — Transmission pour dynamos................... 68
- — Transformateur............................ 3i3
- — Coupe-circuit.............................. 582
- Harrison. — Commutateur........................... 71
- Haskins. — Téléthermomètre....................... 463
- — Coupe-circuit.............................. 583
- p.646 - vue 646/650
-
-
-
- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 647
- Pages
- Henderson. — Sur la polarisation d’électrodes de
- platine dans l’acide sulfurique.......... 192
- Hennig. — Sur la susceptibilité magnétique de
- l’oxygène.......................... 33g, 388
- Henry. — Tramway électrique....................... 23
- Hentschiel. — Appel de sûreté................... 115
- Henzel. — Accumulateur........................... 325
- Hess (A.). — Du rôle de la capacité dans les circuits
- à courants alternatifs................... 371
- Hirst.—Haveuse électrique........................ 117
- Hochausen. — Ampèremètre......................... 435
- Hœvenbergh (van). — Tableau d’hôtel.............. 116
- Holden. — Accumulateur........................... 385
- Houston. — Rhéostat.............................. 461
- — Voltmètre et ampèremètre électrothermiques.. 433
- Howard. — Lampe à arc............................ 363
- Hunter. — Voltmètre et ampèremètre électrothermiques........................................... 433
- — Lampe à arc................................ 173
- — Distribution............................... 312
- Hutin. — Dynamo à courant continu................ 3?5
- J
- Jacquin (Ch.). — Redresseur de courants alternatifs pour la charge des accumulateurs système
- Pollak....................................... 5q
- Jones. — Perforatrice................................ 255
- K
- Kahn. — Transmetteur électrique...................... 384
- Kennelly. — Variation de résistance avec la température............................................... 194
- — Appareil pour la mesure de la réluctance ma-
- gnétique .................................... 234
- — Voltmètre électrostatique...................... 578
- Kelvin (lord). — Sur une pile piézoélectrique....... 41
- — Sur la propriété piézoélectrique du quartz 37, 236
- — Sur la théorie de la pyro-électricité et de la
- piézo-électricité............................ 238
- Kirkegaard. — Lampe à arc............................ 365
- Klemencic. — Sur l’interférence des ondes électriques.................................... 443, 489
- Knofler. — Electrolyseur............................. 327
- Knorr. — Connexions locales.......................... 58i
- Pages
- Kohn. — Application de l’éleclrolyse à l’analyse
- qualitative..................................... >94
- Kolben.— Construction des altcrnomoteurs... 385, 435
- L
- Lalande. — Avertisseur électrique de la présence du
- grisou.................................. 3e8
- Lansing.—Accumulateur........................... 328
- Lecher. — Systèmes nodaux d’ondes électriques... 587
- Leblanc. — Dynamo à courant continu............. 375
- Lemp. — Soudure électrique...................... 563
- Linders. — Commutateur.......................... 7^
- Lispenard Robb. — Charge oscillante d’un conducteur............................................ 182
- Lochner (Sidney J.). — Allongement du fer par
- l’aimantation........................... 533
- Loch. — Commutateur............................. i3o
- Lucas. — Transformateurs......................... 3n
- M
- Mac Carthy. — Isolateur.......................... 408
- Mac Lucas. — Cartouche pour mines..................... n3
- Mac Key. — Perforatrice.............................. a53
- Mareillac (P.). — Le transport d’énergie électrique,
- de Tivoli à Rome.................... 7, i56, 209
- — Rhéostats industriels........................ 3i8
- Marschall. —Ascenseur électrique..................... 459
- Mason. — Pile........................................ 129
- — Cartouche..................................... 118
- Mather. — Galvanomètre électrostatique............... 325
- Mazzotto (D.). — Sur les systèmes nodaux d’ondes
- électriques obtenues par la méthode Lecher 587 Miller. — Transformateur « Hérisson »... 486, 535, 58g Miller (von). — La station centrale de Fürstenfeld-
- Bruck................................... 427
- Moissan. — Carborunduni........................... i33
- — Four électrique continu....................... 441
- Monti. — Sur les distances explosives dans la paraffine............................................ 627
- Moore. — Trolley.................................. 407
- Morse. — Accumulateur............................. 328
- Mountain. — Soudure électrique.................... 567
- Motesiezki (von). — Relais électrostatique........ 174
- Muller.— Accumulateurs............................ 126
- p.647 - vue 647/650
-
-
-
- 6^8
- LA LUMIERE ÉLECTRIQUE
- N
- Pages
- Nebel. — Rhéostat................................ 433
- Neesen. — Pompe à mercure automatique............ 623
- New. — Transformateurs......................... 3i 1
- Noyés. — Electrochimie. Réduction électrolytique
- de la nitrobenzine en solution sulfurique... 276
- O
- Offrell. — Coupe-circuit cloisonné............... 127
- Ostwald. — Constitution des électrolytes......... 322
- Outhenin-Chalandre. — Electrolyseur.............. 433
- Pages
- Reist. — Porte-balais................................ 3o8
- Richard (Gustave). — Applications mécaniques de
- l’électricité.................. 67, ii5, a5i, 458
- — Chemins de fer et tramways électriques... 22, 401
- — Détails de construction des machines dynamo 3o6
- — Les lampes à arc....................... 170, 363
- — La soudure électrique ............... 5io, 563
- i Richardson. —Electrolyseur à dépolarisation........ 58o.
- j Riedel. — Coupe-circuit............................ 677
- Rigaut (A.). — Sur l’essai chimique de la gutta-
- percha..................................... 261
- — L’assainissement électrique au Havre et à Lo-
- rient........................................ Sot
- Righi (A.). — Sur le plan de polarisation des oscillations hertziennes.................................... Si
- Ryan. — Dynamo...................................... 3o?
- S
- P
- Pagliani (Stefano). — Pouvoir inducteur spécifique
- et indices de réfraction.................. 81
- — Sur les équations de la réfraction de la lumière........................................... • *40
- Parshall. — Armature pour dynamo.................. 307
- Peirce. — Ascenseur électrique...................... 461
- Perret. - Monte-charge............................. 460
- Piazzoli (Emilio). — Eclairage électrique des trains
- de chemins de fer en Italie........... 29, 77
- Pitkin. — Accumulateurs............................. 385
- Pochin. — Lampe à arc.............................
- Poincaré. — Observations sur la communication de
- MM. Birkeland et Sarasin.................. 491
- Pollak. — Redresseur de courants alternatifs pour
- la charge des accumulateurs.................. 54
- Preece. — Sur la transmission de signaux électriques à travers l’espace..................... 17$
- Prentiss. — Remise à l’heure...................... 462
- Preyer. — Nouvel appareil pour la mesure de l’intensité des courants alternatifs............... 276
- Raveau (C.). — La propagation de la lumière dans
- les métaux.................... 27, 60, T19, 616
- Sachs. — Avertisseur d’incendie................ 465
- Sarasin. — De la réflexion des ondes électriques.
- 394. 49i
- Sauer. — Appel de sûreté....................... n5
- Sayers. — Dynamos compensatrices............... 277
- Scattergood. — Méthode potentiométrique pour déterminer la force électromotrice des transformateurs ........................................ 224
- Schleyder. — Lampe à arc....................... 365
- Schmidt. — Horloge électrique................... 260
- Schotz. — Commande de tour..................... 69
- Schrewsbury. — Pile au nitrate................. 73
- Schuckert. — Lampe à arc....................... 367
- Schuyler. — Armature pour dynamo............... 307
- Schultze-Berge. — Pompe rotative à mercure..... 177
- Scott. — Projecteur militaire................... 173
- Scribner. — Lampe à arc........................ 366
- — Spring-jack............................... 579
- Seger. — Turbine à vapeur........................ 3i
- Shaw. — Porte-balais............................ 3o8
- Siemens. — Transmission par courroies............ 68
- — Transmission à travers les câbles sous-marins. 75
- — Connexions locales....................... 581
- — Coupe-circuit............................. 582
- — Rhéostat.................................. 433
- — Transformateur............................ 3i3
- Smith (J.).—Accumulateurs....................... 128
- Spence. — Ampèremètre........................... 129
- Sperry. — Armature pour dynamo.................. 307
- — Locomoteur................................ 403
- — Dynamo................................... 404
- p.648 - vue 648/650
-
-
-
- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- Pages
- Steavenson. — Perforatrice........................ 252
- Steinmetz. — Méthode de calcul des courants alternatifs.— F. Guilbert.............................. 45i
- Strauss. — Accouplement électrique................. 69
- Strecker. — Influence des effets thermo-électriques
- sur les instruments de mesure............. 324
- Suppes. — Soudure électrique...................... 565
- Swinburne. — L’étalon photométrique.............. 139
- T
- Taylor. — Perforatrice............................. 118
- — Monture..................................... 129
- Tesla. — Oscillateur électrique.................... 532
- Thomson (J.-J.). — Forces électromotrices dans les
- corps en mouvement....................... 42
- — Sur une pompe à air contenant du mercure,
- de l’acide sulfurique ou un liquide quelconque à faible tension de vapeur............. i36
- — Sur les décharges électriques............... 142
- Thompson (S.-P.). — Téléphonie océanique... 34, 79
- — L’étalon photométrique Swinburne-Thompson. 139
- Thompson (Elihu). — Soudure électrique............. 5x3
- — Transformateur.............................. 3i2
- — Régulation................................. 309
- Thomson-Houston. — Rhéostat........................ 461
- — Voltmètre et ampèremètre électrothermiques.. 433
- — Dynamo à deux circuits...................... 3og
- Timmis. — Electro-aimants.......................... 326
- Tinnerholm. — Fer à souder......................... 567
- Tommasi (D.). — Nouveaux accumulateurs............. 267
- Tousley. — Trolley................................. 408
- Trowbridge (John). — Sur les oscillations de la
- foudre et des aurores boréales.............. 84
- Tuma. — Relais électrostatique..................... 174
- Tunnicliff. — Monture.............................. 129
- Turbayne. — Lampe à arc.......................... 173
- V
- Pages
- Vioentini. — Déperdition de l’électricité......... 187, 242
- Vogel. — Sur l’induction unipolaire.................... 621
- Vogelsand. — Electrolyseur............................. 324
- Vorster. — Lampe de mine............................... 73
- W
- Wagner. — Transformateur « Hérisson ». 486, 535, 58g
- Warfleld. — Tramway électrique.................... 22
- Warner. — Coupe-circuit.......................... 620
- Weber. — Lampe à arc............................. 363
- Weil. — Accouplement électrique................... 69
- Westinghouse. — Commutateur...................... 406
- Weston. — Ampèremètre............................. 76
- Wetzer. — Appel de stations...................... 125
- Wheeler.,— Armature pour dynamo.................. 307
- Wicks. — Télégraphe multiple...................... 74
- Wiedemann. — Sur les décharges électriques. 285,
- 332, 391
- Wiseman. — Horloge électrique.................... 258
- Y
- Yule (G. Udny). — Sur le passage d’ondulations
- électriques à travers les électrolytes....... 584
- Z
- Zeitschel.— Sonnerie........................... 462
- Zetzsche. — Appel de stations. Wetzer.......... 125
- Paris. — Imprimerie de la Lumière Électrique, 31, boulevard des Italiens.
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