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 .
- l)r CORNÉLIUS HERZ
- APPLICATIONS DE L’ÉLECTRICITÉ LUMIÈRE ÉLECTRIQUE — TÉLÉGRAPHIE ET TÉLÉPHONIE SCIENCE ÉLECTRIQUE, ETC.
- TOME GIN QU ANTE-UNI ÈME
- PARIS
- AUX BUREAUX DU JOURNAL
- 31, — BOULEVARD DES ITALIENS, —
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- La Lumière Electrique
- JL.
- Journal universel d’Electricité
- 51, Boulevard des Italiens. Paris
- Directeur : Dr CORNÉLIUS HERZ
- xvr ANNÉE (TOME U)
- SAMEDI 6 JANVIER 1894
- N° \
- SOMMAIRE. — Les progrès de l’électricité en i8g3; P.-II. Ledeboer. — Détails de construction des machines dynamo; Gustave Richard. — Remontoirs électriques; P. Marcillac. — Procédé de couplage des moteurs asynchrones polyphasés; F. Guilbert. — Chronique et revue de la presse industrielle: Perfectionnements aux machines dynamo à courant continu, par la Compagnie de Fives-Lille (Doüvo-Dobrowolsky). — Pile Chevalier. — Télégraphe autographique Sheehy. — Coupe-circuit Elihu Thomson. — Contacts télégraphiques à mercure Price et Gray. — Commutateur Garstside et Wood — La transmission électrique de la puissance des chutes du Niagara. — Revue des travaux récents en électricité : Influence des deformations mécaniques sur la résistance électrique des métaux, par J.-H. Gray et J.-B Henderson. — Constantes diélectriques principales de quelques substances cristallisées biaxes, par M. Charles Borel. — Faits divers.
- LES PROGRÈS DE L’ÉLECTRICITÉ
- EN 1893 '
- Il semble décidément que l’électricité est sortie de la période des grandes découvertes et des inventions géniales, car l’année 1893 encore n’a rien apporté d’une importance majeure. Toutefois, il reste toujours de grands problèmes à résoudre et bien des questions à élucider : nous nous trouvons dans une période d’études préliminaires et de perfectionnements.
- C’est ce qu'on a pu constater en visitant l’Exposition de Chicago; elle n’a pas présenté, comme l’Exposition d’électricité de 1881, des choses essentiellement nouvelles, mais on y a vu la réalisation sur une grande échelle de ce que sa devancière de 1881 permettait d’attendre.
- La production en masse, l’uniformité des types et la grandeur des unités sont la caractéristique bien nette de l’industrie américaine, dont l’Exposition donnait une fidèle image; ces particularités très avantageuses au point de vue des résultats commerciaux sont la conséquence de la centralisation par de grandes compagnies de diverses branches de l’industrie; la méthode américaine, qui repose surtout sur la division rationnelle du travail se* développe en France, et si le mouvement qui se dessine se poursuit,
- l’Exposition de 1900 montrera ce que peut l’initiative française secondée par une méthode rationnelle de travail.
- Le Congrès que les électriciens ont tenu pendant la durée de l’Exposition a eu pour résultat de faire adopter définitivement les unités choisies par les congrès précédents, qui sont donc devenues des unités vraiment internationales. Notons aussi la substitution du nom de « henrv» au nom de « quadrant» par lequel on désignait en.Europe l’unité de self-induction.
- Pour donner un aperçu rapide de ce que l’année qui vient de s’écouler a apporté de nouveau, nous dirons d’abord un mot des applications électriques.
- Les grandes inoustries électriques, l'éclairage, la traction et le transport de la force, sont en progrès continu et forment dès à présent une branche importante de la mécanique générale.
- Nous ne voyons rien d’essentiellement nouveau dans l’éclairage électrique : les prix des appareils et des lampes diminuent de plus en plus par suite de la plus grande consommation et de la concurrence, mais les systèmes eux-memes n’ont subi que des modifications de détail. Le nombre prodigieux de lampes à arc qu’on invente chaque année montre qu’on n’a pas encore trouvé la lampe véritablement pratique, donnant une lumière absolument fixe et
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- dont les charbons puissent servir pendant un temps suffisamment long, le renouvellement fréquent de ces charbons étant un sérieux ennui pour l’éclairage en grand.
- On a proposé et réalisé cette année des globes diffuseurs pour lampes à arc dont il convient de dire un mot, tant le principe sur lequel reposent ces appareils est ingénieux. Gomme la lumière nue de l’arc est beaucoup trop intense et projette des ombres trop nettes, on s’est servi dès l’origine de l’éclairage à l’arc de globes diffusants formés le plus souvent par du verre opalescent qui font perdre par absorption une grande quantité de la lumière émise.
- MM. Psadourraki et Blondel, pour éviter cet inconvénient, se sont proposé le problème suivant : Etant donné un point lumineux, construire autour de ce point comme centre un globe de verre transparent taillé de telle façon que pour un observateur placé en dehors, tous les points de ce globe paraissent également éclairés; en un mot répartir la lumière du point lumineux uniformément sur la surface de ce globe. Ce problème, fort compliqué, mais non impossible à résoudre, a conduit à la construction de globes d’un genre tout à fait nouveau et certainement appelés à rendre des services.
- M. Frédureau a, de son côté étudié le problème et présente cette année des globes diffuseurs pour arc et incandescence.
- Pour les projecteurs électriques, on substitue déplus en plus les surfaces paraboliques aux surfaces sphériques, ce qui permet d’obtenir des appareils beaucoup plus puissants: les difficultés de construction de ces surfaces paraboliques sont vaincues petit à petit et de sérieux progrès ont été réalisés dans cette voie pendant, l’année dernière;
- Au point de vue des compteurs électriques, nous n’avons à signaler rien de nouveau ; ce sont toujours les types connus plus ou moins perfectionnés qui sont utilisés. Ces appareils sont le plus souvent d'une complication telle qu’il esta désirer qu’un jour on en trouve de plus simples.
- Le problème du transport électrique de J’énergie a fait depuis quelque temps des progrès considérables. Plusieurs nouvelles installations ont été réalisées et on a considérablement perfectionné les méthodes de transmission. On peut dire que les hautes tensions sont
- entrées dans la pratique courante; comme ces tensions ne sont jusqu’ici possibles qu’avec l’emploi des courants alternatifs, on a été forcément conduit à étudier à fond les moteurs utilisant ces courants.
- On sait qu’il existe plusieurs types de moteurs à courants alternatifs, dont les uns sont basés sur un synchronisme rigoureux entre les réceptrices et les génératrices, tandis q.ue dans les autres ce synchronisme n'est pas une condition essentielle de fonctionnement.
- Les moteurs synchrones, qui présentent des avantages sérieux lorsqu’il s’agit de grandes puissances et d’une marche continue, n’ont pas reçu de grands perfectionnements, parce qu’ils répondent suffisamment aux conditions exigées de sécurité et de rendement. Rappelons que ces moteurs diffèrent très peu des génératrices alternatives, l’excitation des inducteurs étant obtenue par des procédés divers.
- Si ces moteurs ne sont pas plus employés dans la petite industrie, c’est que leur mise en marche exige des précautions spéciales; ces machines ne démarrent pas seules comme les moteurs à courant continu, ce qui entraîne l’addition d’un petit moteur supplémentaire devant forcément démarrer tout seul. Dans le but d’éviter l’emploi de ce petit moteur, on a proposé plusieurs dispositions spéciales, qui ont conduit à des résultats assez satisfaisants.
- Les moteurs asynchrones sont presque tous à champ magnétique tournant; ces moteurs offrent des avantages particuliers pour les petites installations par la facilité de la mise en route et l’absence d’excitatrice et de commutateurs. Ils ne présentent pas encore tous les avantages des moteurs à courant continu, à cause du maximum que présente leur couple à une certaine vitesse, ce qui interdit l’application de ces moteurs dans certains cas, pour la traction électrique, par exemple, à moins de dispositions spéciales.
- Quelques esprits pratiques prétendent que les courants polyphasés ne sont qu’une transition qui permettra d’arriver à l’usage des moteurs à courants alternatifs simple^. Dans ce genre, les moteurs à simple phase sont un acheminement.
- Dans ces moteurs, les inducteurs sont alimentés par le courant alternatif et l’induit est fermé en court circuit. Pour permettre à ces moteurs de démarrer, on a proposé l’emploi d’un second
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- circuit inducteur dont le courant est décalé sur le premier d’environ go°, pour produire un champ tournant; ou bien l’emploi d'un second circuit induit avec collecteur analogue à celui d’une machine à courant continu et en série avec les inducteurs. Une fois l’appareil lancé et une certaine vitesse étant acquise, ce second circuit est enlevé, et la machine continue à tourner, comme moteur à champ alternatif, l’induit étant alors en court circuit sur lui-même.
- L’utilisation des forces hydrauliques des chutes du Niagara est entrée cette année dans la période d’exécution ; les turbines sont prêtes et l’installation électrique est déjà fort avancée. Le but principal qu’on se propose est de transporter l’énergie de cette chute à Buffalo, mais il est en outre question de la transporter beaucoup plus loin. On se servira naturellement de courants alternatifs; le transport en bloc se fera par des moteurs synchrones, et la distribution par des courants polyphasés ou des courants alternatifs simples.
- En étudiant ce problème on voit combien il serait important, comme l’a d’ailleurs fait re-mai’quer M. Forbes, de pouvoir transformer le courant alternatif en courant continu. On se rappelle la solution proposée cette année par MM. Mutin et Leblanc à l’aide de leur appareil appelé « panchahuteur », et nous pouvons annoncer qu’une application de ce système est sur le point d’entrer en fonctionnement.
- Il s’agit de transporter à Épinay un courant alternatif de 3ooo volts engendré à La Chapelle et devant charger, à Épinay, une batterie d’accumulateurs sous la tension de 120 volts. A cet effet, deux appareils identiques ont été construits et expérimentés : l’un transformant du courant continu à 120 volts en courant alternatif à 3ooo volts; l’autre faisant la transformation inverse. Les expériences en circuit local ont donné les résultats les plus satisfaisants au point de vue du rendement et du fonctionnement, et l’installation doit bientôt entrer en service régulier. La réussite de cette installation serait très importante pour l’emploi des courants alternatifs.
- Les progrès réalisés dans la traction électrique sont considérables , principalement au point de vue du nombre d’installations. C’est surtout aux États-Unis que cette industrie se
- développe avec une rapidité étonnante. Les conditions d’exploitation ne sont pas, il est vrai, les mêmes qu’en Europe. Aux Etats-Unis, les villes sont bâties sur des terrains en palier, et les rues sont toujours rectilignes. Ceci explique la possibilité de moyens de locomotion rapide. Cette rapidité devient une nécessité étant donnée la longueur des rues. De plus, les sociétés de transport ne se heurtent pas à une foule de formalités administratives. Les municipalités ont adopté un plan auquel elles se tiennent depuis longtemps. Les voies reliant les parcs entre eux sont plantées d’arbres et ne souffrent pas la présence de fils aériens télégraphiques, téléphoniques, de lumière ou de transport de force. Ce sont les avenues de luxe. Pour toutes les autres voies, il y a liberté absolue de placer les fils électriques pour toutes destinations.
- En France, nous n’avons à signaler que l’installation d’une seule ligne nouvelle, celle de Bordeaux ; il y a donc en tout trois lignes à traction électrique : celles de Clermont-Ferrand, de Marseille et de Bordeaux celles-ci sont à fil aérien, d’après le système américain ; à Paris il y a deux lignes sur lesquelles la traction s’opère au moyen d’accumulateurs.
- Il est vrai que la ville du Havre va bientôt être aussi dotée d’un réseau de tramways électriques; on peut donc espérer que petit à petit ce genre si commode de locomotion s’acclimatera définitivement et qu’on se décidera à en faire un essai sérieux à Paris.
- On se rappelle que depuis longtemps déjà M. Berlier a demandé la concession d’un tram-rVay tubulaire à traction électrique devant traverser tout Paris, du bois de Vincennes au bois de Boulogne. Il paraît que des difficultés administratives s’accumulent sur cette entreprise et qu’il se passera encore beaucoup de temps avant que ,1’on puisse constater un commencement d’exécution. Pourtant, ce genre de tramways a donné pleine satisfaction à Londres, où l’on va bientôt commencer à prolonger le tramway tubulaire qui passe sous la Tamise.
- Ce genre de traction convient particulièrement pour de longs tunnels ; aussi a-t-on réalisé plusieurs installations de ce genre. O11 peut signaler en particulier aux Etats-Unis le cas du tunnel sous l’Ohio, où l’on met en service une locomotive électrique pouvant développer une force de 25oo chevaux.
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- A l’Exposition de Chicago on a vu fonctionner un véritable chemin de fer électrique, c’est-à-dire des trains composés de plusieurs voitures et traînés par des locomotives électriques. Ce chemin de fer d’une dizaine de kilomètres de long servait à transporter les voyageurs à l’intérieur de l’Exposition. Les trains se composaient de quatre longues voitures à deux boggies à 4 roues et à ioo places; la locomotive pourvue de 2 moteurs pouvait développer au démarrage une puissance de 5oo chevaux.
- Le grand chemin de fer électrique à marche extra-rapide entre Saint-Louis et Chicago qui devait fonctionner pendant l’Exposition n’a malheureusement pas pu être achevé en temps voulu.
- En France, la Compagnie des chemins de fer du Nord a construit et essayé une locomotive à accumulateurs; nous ne savons pas si les résultats pratiques obtenus ont été favorables. Au Havre la locomotive électrique de M. Heilmann a donné, paraît-il, des résultats satisfaisants. La compagnie de Paris-Lyon-Méditerranée a fait l’essai d’une de ces locomotives pour le traction de wagons de charbon dans un tunnel où le manque de hauteur produit par des ébou-lements interdisait le passage avec des locomotives ordinaires.
- L’application des effets chimiques et calorifiques des courants électriques a permis de réaliser des progrès sérieux. Un des problèmes les plus importants dans ce genre est l’application du courant électrique à l’assainissement des villes. Les expériences instituées dans ce but par M. Ilermite au Havre, expériences suivies avec intérêt par les délégués de plusieurs gouvernements, ont permis de se rendre compte des résultats qu’on peut obtenir, et le temps ne paraît pas fort éloigné où toutes les villes, à commencer par celles situées au bord de la mer, seront pourvues d’un système de ce genre. Plus les villes deviennent populeuses et plus grand devient le danger d’infection en cas de maladies contagieuses; la qualité de l’eau de source amenée à grands frais peut évidemment diminuer le danger, mais non le supprimer totalement: ce n’est que par une désinfection en grand qu’on peut arriver à ce résultat.
- La chaleur dégagée dans des fours convenables par l’arc électrique permet depuis quel-
- ques mois de préparer certains métaux rares, qu’il était impossible d’obtenir autrefois en quantités appréciables; c’est toute une nouvelle électrométallurgie qu’on a ainsi créée. On peut classer dans ce même ordre d’idées le carborun-dum, siliciure de carbone, dont la dureté, comparable à celle du diamant, a conduit à des applications intéressantes.
- La production de l’aluminium par voie d’élec-trolyse suit toujours une marche ascendante. Dans la seule usine de Saint-Michel, M. Minet produit journellement 400 kilogrammes d’aluminium en employant une force motrice hydraulique de 1200 chevaux. 11 a réalisé divers perfectionnements dans la fabrication de ce métal, notamment par la suppression totale de tout combustible extérieur aux cuves; le courant électrique produit les calories nécessaires pour maintenir le bain en fusion. M. Minet est d’ailleurs arrivé à utiliser des courants d’intensités de plus en plus grandes, sans augmenter pour cela la différence de potentiel aux électrodes. On arrive ainsi à faire passer dans des appareils de faible dimension un courant de 6000 ampères à une tension de 7 à S volts; la force électromotrice de décomposition étant de 3 volts, on peut calculer le nombre de calories dégagées; ce nombre est tel qu’il faut déjà songer à refroidir les cuves pour éviter les pertes dues à la volatilisation.
- Quant à la pureté du métal produit, on en livre à différents titres, suivant l’usage qu’on se propose d’en faire. Le métal pur est à 99,50/0 et ne contient que o,3 0/0 de fer et 0,2 0/0 de silicium. Celui employé pour l'aciérage, qui en consomme de grandes quantités, contient de 2 à 8 0/0 de fer et o,5 de silicium. Les qualités intermédiaires sont employées principalement pour la fabrication de tubes, et vu la différence de densité, le prix de ces tubes ou d’autres objets en aluminium êst dès à présent inférieur au prix de revient des mêmes articles obtenus avec le métal blanc, l'étain, etc.
- Ni en télégraphie ni en téléphonie, on n’a fait, semble-il, des progrès bien saillants pendant le courant de l’année dernière. La multiplication des fils télégraphiques et le retard, souvent considérable, des transmissions font présumer que les appareils rapides, dits « spéciaux », ne s’introduisent que lentement dans la pratique
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- courante, ce qu’il faut attribuer en majeure partie à la complication de ces appareils et à la nécessité de n'en confier le maniement qu’à un personnel très exercé.
- Gomme nouveauté on peut signaler le télau-tographe, qui a fonctionné à l’Exposition de Chicago, en local, c’est-à-dire, sans ligne réelle entre les appareils transmetteur et récepteur. On est en droit de se demander sur quelle longueur maxima de ligne fonctionnnerait cet appareil. S’il pouvait, comme le téléphone, fonctionner aux extrémités d’une ligne comme celle de Paris-Londres, on pourrait placer le télauto-graphe à côté du poste téléphonique et suivant le cas on parlerait ou l’on écrirait. Mais l’usage du télautographe paraît devoir se limiter aux très petites distances, aux réseaux urbains aériens par exemple'. Dans ces conditions il y a lieu de présumer qu’on préférera se transporter auprès de son correspondant pour signer des pièces importantes, d’autant plus que le maniement du télautographe est assez difficile, et qu’étant d’une construction compliquée il est par la force des choses, sujet à de fréquents dérangements.
- C’est dans la télégraphie sous-marine qu’il reste encore le plus à faire, non pas peut-être aux systèmes de communication eux-mêmes, mais assurément quant au prix des dépêches. Si pour des parcours terrestres on peut transmettre à des distances considérables pour des prix modestes, il faut, lorsqu’il s’agit de câbles sous-marins au moins décupler ce prix pour la transmission à la même distance. Il est vrai que l’emploi de codes télégraphiques tend de plus en plus à s’introduire, à tel point que le bureau international de Berne a été obligé de publier lui-même une liste de 240000 mots pour former ces codes et Cela dans le but d’éviter des erreurs de transmission qui arrivent trop souvent avec des mots de convention ou de fantaisie. Malheureusement ces codes coûtent fort cher, ils sont le plus souvent très incomplets, et il reste encore beaucoup à faire dans cette voie.
- A l’Exposition de Chicago on avait disposé un siphon recorder, modifié par M. Cuttriss. Le champ magnétique est constitué par des aimants superposés. La bobine se meut verticalement entre les extrémités de cet aimant, qui est disposé horizontalement. De plus, la bobine est soutenue par de simples pivots, ce qui la rend
- plus mobile; grâce à ce siphon recorder la Commercial Cable G° a pu augmenter la vitesse de transmission à travers son câble transatlantique.
- Jusqu’à présent, le téléphone n’est pas près de détrôner le télégraphe ; malgré tout l’espoir qu’on avait basé sur les messages téléphonés, on ne se sert qu’exceptionnellement de ce genre de transmission, qu’on n’utilise que pour de tout petits bureaux en dérivation pour ainsi dire sur les grandes lignes et là où un télégraphiste ne trouverait pas à employer son temps. Même dans l’exploitation des chemins de fer le téléphone ne s’est pas substitué jusqu’ici au télégraphe bien que souvent il soit devenu un auxiliaire précieux.
- On commence toutefois à réaliser cette substitution sur quelques lignes de chemins de fer des Etats-Unis.
- Pour ce qui concerne la téléphonie urbaine, bien des progrès restent à réaliser et il se passera encore longtemps avant qu’une personne quelconque puisse correspondre directement avec une autre personne quelconque.
- Cet état de choses provient d’abord de cette particularité que s’il faut une installation déterminée pour permettre à six mille abonnés, par exemple, de correspondre entre eux, il ne suffit pas d’une installation double, pour donner cette même faculté à 12000 abonnés, mais qu’il faudrait une installation dont la complication serait plutôt comme le carré des nombres d’abonnés, de sorte que les installations deviennent énormément compliquées avec un grand nombre d’abonnés. C’est à cette cause qu’il faut attribuer le fait que des compagnies de téléphones ne cherchent pas à multiplier outre mesure le nombre de leurs abonnés et que les tarifs d’abonnement restent si élevés.
- Nous croyons non-seulement qu’il reste beaucoup à faire dans cette voie, maib encore qu’une solution beaucoup plus rationnelle que celle qui s’appelle les tableaux multiples ordinaires a été trouvée récemment et qu’il n’est pas téméraire de supposer qu’une transformation du système actuel s’impose à bref délai.
- C’est plutôt dans la téléphonie interurbaine qu’on peut constater le plus de progrès, sinon comme principe nouveau, du moins comme installation : la plupart des grandes villes peuvent maintenant correspondre entre elles.
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- A ce dernier point de vue, il convient de noter les succès obtenus par les Américains sur de très longues lignes, comme celle de New-York à Chicago. D’après la théorie énoncée par M. Preece; la transmission devrait devenir impossible dès que le produit de la résistance de la ligne par sa capacité dépasse le nombre i5ooo. Or, dans la ligne de New-York à Chicago (1600 kilomètres) ce produit est de 32000, et malgré cela la transmission est parfaite.
- Des expériences faites en Amérique ont d’ailleurs montré que même pour un produit de 62000 la transmission est encore possible, quoique laissant à désirer sous le rapport de la netteté de la perception. L’écart entre les résultats de ces expériences et la théorie de M. Preece est, on le voit, considérable; il faut attribuer cet écart surtout, comme l’a fait remarquer notre regretté collaborateur M. Géraldy, au fait que, dans sa théorie, M. Preece n’a pas tenu compte de la self-induction de la ligne.
- L’exemple donné par les Américains a été suivi entre autres en Suède, où l’on a installé entre Malmoe et Plaparanda une ligne de 1600 kilomètres.
- L’établissement des lignes interurbaines coûtant très cher et entraînant des taxes très élevées, on cherche à utiliser le mieux possible les lignes existantes, et dans cet ordre d’idées on songe à la téléphonie multiplex, autant qu’à la télégraphie et téléphonie simultanées. L’un et l’autre de ces deux problèmes ont été l’objet d’études qui ne tarderont pas à amener des résultats pratiques.
- La possibilité de transmettre la parole à travers la mer a toujours constitué un problème séduisant. Les chercheurs ont été encouragés par le succès de quelques câbles téléphoniques sous-marins à courte distance qui fonctionnent depuis quelques années. La possibilité de cette transmission à grande distance n’est pas établie sur des principes indiscutables et les moyens pratiques pour la réaliser n.e sont pas encore à notre portée. L’un des moyens qui se présentent à l’esprit consiste à combattre la capacité des câbles par l’introduction de self-inductions convenablement disposées. C’est ce moyen que vient de proposer à nouveau M. S.-P. Thompson, mais on conçoit les difficultés qui s’opposent à l’application d’ün pareil procédé.
- Aux Etats-Unis la téléphonie se trouve mono-
- polisée par la Bell Téléphoné C°. Le téléphone utilisé par cette société est du type Bell, et les microphones du type Blake, Hunnings ou « solid back ». Ces deux derniers microphones sont à grenaille de charbon. Les microphones à grenaille ont été longtemps employés en Europe. S’ils donnaient au début des effets meilleurs que ceux des microphones à crayons de charbon, ils ne tardaient pas, au bout de peu de temps, de perdre leurs brillantes qualités, parce que la grenaille finissait peu à peu, sous l’influence des vibratious, à se tasser. Les modèles les plus récents, ceux de Deckert et de Roulez entre autres, semblent affranchis de ce défaut.
- Les postes téléphoniques des abonnés pour communications urbaines et ceux des abonnés .pour communications à longue distance sont différents de modèles. Un dispositif très simple de MM. Mercadier et Anizan, permettant de faire servir à volonté la même portée téléphonique soit pour le service urbain, soit pour le service à longue distance, figurait précisément dans la section française à Chicago.
- Examinons maintenant les prinpaux résultats des recherches scientifiques de l’année.
- MM. Sarazin et de la Rive ont pu réaliser le desideratum exprimé par M. Hertz, dont nous apprenons, au dernier moment la mort prématurée, dans un article inséré dans ce journal il y a deux ans. Ayant à leur disposition une vaste salle entièrement libre, ils ont pu disposer un excitateur à une hauteur suffisante au-dessus du sol et â une distance convenable des parois en face d’un miroir métallique de grandes dimensions. L’étude des nœuds et des ventres produits par les ondes se propageant, soit dans l’air libre, soit le long de fils métalliques, a démontré l’égalité rigoureuse des vitesses de propagation dans les deux cas.
- M. Kighi est arrivé à produire, à l’aide d’un excitateur particulier, des oscillations d’une longueur d’onde relativement petite, 7,5 cm., c’est-à-dire près de dix fois plus petites que celles des oscillations obtenues primitivement par M. Ilertz. Ces oscillations de faible longueur d’onde lui ont permis non seulement de répéter dans de meilleures conditions les expériences sur la réflexion et la réfraction des ondes électriques, mais encore de reprendre avec ces oscillations un grand nombre d’expériences d’optique
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- physique,en particulier sur la diffraction, l’interférence entre un rayon incident et le rayon réfléchi, puis sur l'absorption des radiations par les diélectriques.
- M. Righi a également fait de nombreuses études sur la recherche du plan de polarisation des oscillations hertziennes, problème étudié précédemment par MM. Trouton et Klémencic. Ses expériences sur la réflexion métallique l’ont conduit à cette conclusion intéressante que le plan de polarisation des oscillations hertziennes passe par l’axe de l’oscillateur, c'est-à-dire que la vibration de Fresnel est dans la direction de la force magnétique.
- Ce résultat serait en contradiction avec la théorie actuelle. Les expériences de réflexion et de réfraction dans les diélectriques conduisent au résultat contraire, c’est-à-dire que le plan de polarisation des oscillations de Hertz est perpendiculaire à la direction de la force électrique.
- M. Blondlot a repris les expériences de M. Fizeau sur la vitesse de propagation d’une perturbation électrique le long d’un fil, et a retrouvé à l’approximation que comportent ces mesures délicates une vitesse égale à celle de la lumière dans le vide. Que faut-il conclure de ce résultat? La théorie des oscillations électriques hertziennes, dans le cas où elles se propagent le long de fils conducteurs, n’est pas sans présenter de graves difficultés, et la démonstration a priori de l’égalité des vitesses dans l’air et le long des fils est loin d’être inattaquable. En d’autres termes, puisque le résultat paraît être établi par l’expérience, c’est un fait dont on ne semble pas avoir donné d’explication suffisante. Il en est de même à un degré bien plus élevé de la relation établie par les expériences de M. Blondlot, et nous devons reconnaître que sur trois vitesses de propagation qui semblent être égales à celle de la lumière, il n’y en a qu’une seule, celle des ondes hertziennes dans l'air libre, pour laquelle la théorie soit satisfaisante.
- C’est pourquoi il est difficile de prévoir ce qui restera d’un grand nombre de travaux, fort bien exécutés, d’ailleurs, qui ont pour but de vérifier dans ses détails telle ou telle théorie du dispositif par lequel M. Lecher a cru démontrer que la vitesse de propagation des ondes hertziennes le long des fils était de 3ooooo kilomètres par seconde. MM. Wiedemann [et Ebert ont publié
- sur ces questions des mémoires particulièrement intéressants, et leurs conclusions sont favorables à la théorie de MM. Cohn et Ileer-wagen. On a étudié aussi la réflexion sur les plaques et les « réseaux » de Hertz et à l’extrémité des fils ; M. Poincaré est intervenu au sujet d’expériences de MM.Birkeland et Sarasin. Mais les résultats déconcertants de M. Righi, qui semblent remettre en question les faits que l’on considérait comme les mieux établis au point de vue expérimental, ne peuvent qu’accroître la réserve avec laquelle nous accueillons toute la série des résultats annoncés.
- L’ardeur avec laquelle se poursuivent les recherches expérimentales sur les oscillations de Hertz nous fait déplorer plus vivement les lacunes immenses dans la théorie électromagnétique de la lumière. La célèbre relation de Maxwell entre l’indice de réfraction et la constante diélectrique n’avait guère servi jusqu’ici qu’à fournir un argument aux détracteurs de la théorie. On peut espérer qu’il n’en sera plus longtemps ainsi, depuis que M. Helmholtz a posé dans un mémoire les bases de la théorie électromagnétique de la dispersion. Ce qu'il faut admirer dans ce travail, c’est moins encore la simplicité et la netteté des hypothèses physiques que la façon élégante et sûre dont elles sont formulées. L’emploi du principe de la moindre action permet de poser dès l’abord une formule simple et compréhensive, de laquelle on déduit sans hésitation les équations du mouvement. Il est probable que la voie indiquée par M. Helmholtz sera suivie et que la théorie électromagnétique de la lumière qui, dès à présent, marche de pair avec toutes les autres, servira à relier les valeurs si différentes que présente l’indice des liquides quand on passe des vibrations lumineuses aux vibrations hertziennes.
- M. Helmholtz a indiqué également que sa théorie donnait l’explication de la dispersion anormale observée sur les métaux par M. Kundt dans des expériences célèbres qui viennent d’être reprises et complétées par un de ses élèves. Il y a tout lieu d’espérer que des recherches de cette espèce, en apportant des faits nouveaux, contribueront à l’édification de la théorie et permettront d’aborder l’étude complète des phénomènes magnéto-optiques. La découverte de M. Lommel qui ramène le phénomène de Hall à des propriétés déjà connues in-
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- dique peut-être que l’on rencontrera dans cet ordre de faits une simplicité que l’on ne prévoyait pas jusqu’ici.
- Le mémoire de Iielmholtz dont nous parlions plus haut avait été précédé d’un travail magistral dans lequel l’auteur était arrivé à réunir dans une formule toutes les équations de l’élec-tromagnétisme ; il a donné ainsi une nouvelle preuve de la fécondité des applications du principe de la moindre action à la physique. Dans une des parties de son mémoire, il a montré comment on pouvait, des hypothèses qui avaient servi de base à Hertz dans l’établissement de ses équations du champ électrodynamique, déduire l’expression des pressions qui s’exercent sur les faces d’un élément placé*dans un champ diélectrique.
- Cette partie de l’œuvre de Maxwell, qui se trouvait jusqu’ici complètement isolée, se rattache ainsi de la façon la plus heureuse et la plus simple à l’ensemble de ses résultats, et la théorie générale de l’électrodynamique prend une forme cohérente qui satisfait pleinement l’esprit.
- Dans des ordres d’idées voisins, quoique différents, nous rappellerons les travaux de M. Vaschy sur une nouvelle théorie de l’électrostatique et la publication du livre de M.J. J. Thomson, qui contient un exposé substantiel des développements théoriques auxquels la théorie de Maxwell a servi de base et des expériences qu’elle a suscitées.
- La piézo-électricité a été le sujet de nombreux travaux en Allemagne depuis la découverte du phénomène par MM. J. et P. Curie. Nous citerons comme particulièrement remarquables les recherches de Rontgen, de Czermak, de Kundt, de Voigt et de Riecke.
- M. Voigt a établi une théorie générale des phénomènes piézo-électriques et a donné le nombre de coefficients nécessaires pour définir complètement ces phénomènes dans tous les cas qui peuvent se présenter; deux coefficients sont nécessaires pour le quartz, quatre pour la tourmaline et dix-huit dans le cas ,1e plus compliqué. Une étude tout à fait complète des phénomènes élastiques des cristaux a permis à M. Voigt de montrer la liaison des phénomènes électriques, non seulement avec la pression, mais aussi avec les déformations qui en résultent. Dans une étude expérimentale très com-
- plète MM. Voigt et Riecke ont pu soumettre au contrôle de l'expérience une idée qui avait été émise tout d’abord par MM. Curie et qui con* siste à supposer que les phénomènes pyro-électriques et piézo-électriques ont une origine commune dans la déformation du cristal.
- Lord Kelvin vient de publier une étude théorique sur la nature des phénomènes piézo-électriques et de donner une théorie moléculaire de ces phénomènes. MM. Curie avaient montré jadis qu’une pile de plaques zinc-cuivre soudées, telles que celles qui composent les éléments d’une pile de Volta à colonne, permettait de produire les phénomènes piézo-électriques. Il suffirait pour cela que ces plaques, empilées comme dans une pile à colonne, fussent séparées les unes des autres par des couches d’air et maintenues ainsi par des cales de caoutchouc. En exerçant une pression sur la colonne, on provoque un dégagement électrique aux extrémités.
- Supposons maintenant que chaque molécule d’un corps soit constituée par deux corps différents, Si et O2, par exemple, pour le quartz; ces corps joueront le l'ôle du zinc et du cuivre dans l’expérience qui précède et l’on aura réalisé ce que lord Kelvin croit être la véritable théorie électrochimique de la piézo-électricité. Dans les cas complexes, il est amené à supposer que la surface de chaque molécule est divisée non plus en deux, mais en un grand nombre de régions des deux natures différentes considérées. Dans le cas le plus compliqué où dix-huit coefficients sont nécessaires pour définir la piézo-électricité et trois coefficients pour définir la pyro-électricité, lord Kelvin montre qu’on peut supposer la surface d’une molécule divisée en vingt-deux régions distinctes.
- Nous arrêterons ici cette revue, dans laquelle il y a nécessairement beaucoup de lacunes, l’énumération détaillée de tous les progrès et de tous les travaux effectués dans l’année nous conduisant hors du cadre que nous nous sommes proposé. Comme on le voit les inventeurs et les chercheurs ne font pas défaut et les résultats obtenus couronnent dignement la somme de travail et de peine qu’on a dépensée.
- P.-II. Ledeuoer.
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- DÉTAILS DE CONSTRUCTION
- DES MACHINÉS DYNAMO (’)
- L’armature de la dynamo Short représentée par les figures i à 9 est à noyau lamellaire crénelé A, avec bobines nombreuses, saillantes
- Fier. 1 à 9. — Armature Short (1891-1893).
- et plates, pour assurer une ventilation énergique. Les bobines sont enroulées sur des garnitures isolantes 3 (fig. 5) les préservant de l’usure due au contact immédiat du fer. Chacune des bobines est en. deux parties, l’une intérieure b et l’autre extérieure b' (fig. 8 et 9), avec leur raccordement 2 relié (fig. 8 et 9) au barreau du com-
- (*) La Lumière Electrique du 18 novembre 1898, p. 807.
- mutateur intermédiaire entre ceux qui reçoivent les autres bouts des bobinages b et b', de manière, qu’au passage d’un segment sur l’autre, les balais ne mettent en court circuit que l’un de ces bobinages : b pour b'.
- Il a fallu pour loger les bras de l’étoile 7 (fig. 6) agrandir les entre-carrelures correspondantes, et l’on y a entaillé comme en 9 9 (fig. 7) des encoches destinées à rendre la résistance
- Fig'. îo et 11. — Armature Schmid. Vue de face et coupe ci.v (1893).
- magnétique de l’anneau uniforme dans toute sa circonférence malgré la surépaisseur de ces redans.
- Les pièces polaires des inducteurs 10 (fig. 2) d’une épaisseur égale à celle de l’anneau, sont pourvues deprolongementsconiques 13,destinés à concentrer les lignes de force le plus complètement et le plus uniformément possible sur l’anneau, et de griffes i5,qui permettent de leur attacher les gardes 14 (fig. 1) sans en perturber le champ magnétique.
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- L’armature pour grandes dynamos de A. Schmid n’a de lamellaire que sa couronne C (fig. 10), constituée par des piles lamellaires c, c2 assemblées par des boulons d, et rattachées à la jante massive A du noyau par leurs tenons eeu autour desquels on coule du métal Babbitt B g. Les crénelures de ces piles constituent les pôles c3 de l’armature, et sont disposées de manière à retenir les bobines I\. Les pièces polaires de l’inducteur sont de même constituées par des piles lamellaires m attachées par des boulons à la couronne massive M.
- Le noyau de l’armature Feldkamp est (fig. 12) constitué par une bande g, enroulée en spires
- Fig. 12 à 16. — Armature Feldkamp (1893).
- isolées en g', à l’intérieur de l’anneau proprement dit, à section en forme de double T.
- Les balais de ce même inventeur sont (fig. i5) appuyés sur leur collecteur par un ressort n attaché d’une part à leur douille l et de l’autre, par la vis /' à leur axe de pivotement k2.
- M. Sandherr a récemment repris l’idée déjà ancienne Q) de remplacer le frottement des balais sur le collecteur par un roulement.
- Chacun de ses balais est constitué (fig. 17) par un galet mn, tournant entre des flasques ou plateaux fixes h hu sur une couro.nne de billes p. Ces billes sont appuyées au moyen d’un ressort l (fig. 18) par un anneau k, sur leur cercle de roulement en acier 0, solidaire du galet w, qui se trouve ainsi constamment pressé sur le collec-
- teur B. Les plateaux h h' sont montés sur lebras isolé E, et pourvus de contacts à ressorts ss, appuyés sur les galets m,dont ils amènent ainsi le courant au bras E. On peut reprocher à cette disposition le peu d’accessibilité des contacts s.
- Les balais a de Bayles, guidés (fig. 20) dans l’étrier e' sont appuyés sur le commutateur par un contact élastique q à l’extrémité d’un levier 00', pivoté en i, et qui tend à tourner dans le sens des aiguilles d’une montre sous l’action d’un ressort enroulé sur i, dont l’une des extrémités est fixée à la pièce h, calée par la vis g sur le porte-balais /, tandis que l’autre extrémité l" peut, suivant la tension que l’on veut donner au ressort, s’enclencher dans l’une quelconque des
- Fig. 17 à 19. — Balais Sandherr (1893).
- encoches o' du secteur o. Le ressort x, réglé par la vis w, permet d’appuyer plus ou moins le balai a sur la sole de l’étrier e.
- Quant aux balais, ils sont soit tout en charbon, soit (fig. 22 et 23) en un bloc de charbon a, avec semelle composée d’une toile métallique A', enroulée autour d’une âme en fils métalliques tissés A" : le tout recevant la poussée du contact b sur une lame élastique inclinée A’". Le charbon A empêche la toile métallique de s’effilocher, et il constitue une résistance qui permet de couper les segments du commutateur du circuit graduellement, de manière à empêcher les étincelles ; "enfin, le bas des toiles a” est chan-freiné de façon à ne pas brouter sur les inégalités du collecteur.
- Le porte-balais Lundell représenté par les figures 24 et 25 est, au contraire, excessivement simple et parfaitement accessible. Les ressorts
- (’) La Lumière Électrique du i5 novembre 1893, p, 246.
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- amovibles S prennent leurs butées sur des tourillons k, faciles à enlever de leurs encoches e, pour le remplacement des charbons B.
- La dynamo Hurd, représentée par les figures a5 à 3c, été étudiée spécialement pour pouvoir fonctionner dans des conditions exceptionnellement pénibles, comme dans une mine gri-souteuse, sans craindre les chocs ni les poussières, et surtout sans danger d’occasionner des explosions. A cet effet, toutes les parties actives de la dynamo susceptibles de donner des étincelles sont enfermées, et parcourues constamment par un courant d’air comprimé, qui en empêche en même temps réchauffement.
- Dans ce but, les paliers de l’armature sont
- Fig'. 20 à 23. — Balais Bayles (1893).
- établis dans des boîtes boulonnées aux pièces polaires B, et complétées par des couvercles D, de manière à constituer autour de l’armature et des collecteurs une enveloppe complète, prolongée par celle du rhéostat J (fig. 27).
- L’arbre de l’armature est commandé directement par une machine à vapeur à deux cylindres inclinés, qui attaquent en même temps la manivelle du compresseur G. L’air comprimé passe du réservoir de G à l’armature, dans laquelle il circule comme l’indique la figure 3a, puis, par J2 (fig. 27) au rhéostat J, d’où il va, par G;) (fig. 29), sortir le long du câble qui relie la dynamo à son circuit extérieur.
- Aux récepteurs, l’air comprimé, fourni par un compresseur analogue, passe du rhéostat aux inducteurs F, puis à l’armature et aux boîtes A A', d’où il s'échappe par des soupapes de sûreté.
- Les résistancesdurhéostatJ,enrouléessurdes cylindres d’amiante J3, aboutissent aux divers contacts J4 : le bras J5 permet d’introduire dans le circuit un nombre quelconque de ces résistances, ou de les supprimer, en faisant passer le courant directement par Js JG J7, de manière à permettre la mise en marche et l’arrêt graduel du moteur, ainsi que le shuntage du courant dans les résistances du rhéostat ou sur des accumulateurs au moyen d’un troisième câble relié au contact J8. Le diagramme figure 28 suppose le circuit entièrement coupé par le bras J5, avec son contact J9 sur l’isolant J10 et les contacts Ju J12 sur le segment Jx. Les câbles I du circuit
- Fig. 24 et 25. — Balais Lundell (1893)..
- extérieur arrivent au rhéostat par le tube Gj et les contacts tubulaires M, fermés par un verrou N, et ce verrou ne peut se retirer que si l’on a tourné le bras Jj5 dans la position indiquée en figure 27, où le loquet O lâche N en tombant dans l’encoche Ju. Dans cette position, le contact J9 est, comme en figure 28, sur J10, et le courant rompu. On ne peut donc découvrir les contacts M qu’en pleine sécurité.
- Les balais sont (fig. 3o) constitués par des blocs P, de fonte ou d’acier très carburé, s’appliquant exactement sur le collecteur par une surface cannelée pour laisser passer l’air; ils sont fixés à des bras pivotés en P2, et solidaires de quadrants P4, auxquelles on fixe, par des boulons PG, les leviers P3, aussi pivotés en P3, et sollicités, par des ressorts P-, avec une force que l’on règle par la position des boulons PG. Cette
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- disposition permet de régler facilement la pression des balais sur les collecteurs.
- L’outil représenté par les figures 33 et 34, dû à
- M. Mebane, permet de tourner les collecteurs déformés sans enlever l’armature de ses portées. Il consiste en un plateau E, disposé de manière
- Fig-. 25 à 29. - Dynamo Hurd (1892); demi-coupe transversale; vue par bord; détail du commutateur.
- â pouvoir se caser, ainsique son chariot D,sous 1 sens de la rotation de l’armature. L’avancement le collecteur, et d’un porte-outil P, que l’on fixe transversal de l’outil vers le collecteur se com-sur ce chariot à droite ou à gauche, suivant le mande de la manette lu par la vis sans fin l,
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- folle sur l’arbre I, et son déplacement longitudinal par la manette J, au moyen des pignons H, calés sur I, et en prise avec les crémaillères K du chariot.
- Le réglage adopté par M. Elkins exige (fig. 35) l’emploi de quatre balais, dont deux, r' et s', reliés aux inducteurs montés en série, et les deux autres, r et reliés aux extrémités b et b’ du bras G. Ce bras passe au-dessus d’une série de contacts ax a2..., et est commandé par l’armature d’un solénoïde E, en série dans le circuit extérieur supposé renfermer des lampes à arc en série. En pleine marche, les balais r et r', s et s’, disposés symétriquement de chaque côté du plan
- Fig-, 3o à 32. — Dynamo Hurd. Détail des balais et de l’armature.
- En figure 37 les balais sont disposés pour que, en temps normal, le courant se divise également entre les quatre balais; quand la résistance du circuit diminue, les balais B B’ se rapprochent de D D' de manière que l’intensité reprenne, aux bornes b et b', sa valeur normale Q.
- Au lieu de déplacer, pour le réglage de sa dynamo, les balais sur le collecteur, M. Phil-brick préfère décaler le collecteur sous les balais, qui restent fixes. A cet effet, le commutateur ou collecteur h (fig. 40), fou sur l’arbre B de l’armature, porte un pignon M, en prise avec
- Fig. 33 et 34. — Tour à collecteurs Mebane (1893).
- de commutation x x\ sont à peu près au même potentiel : si l’on retranche des lampes, l’intensité du courant augmentant en E lui fait attirer son armature, de manière que le bras C, tournant malgré le ressort D, dérive des inducteurs, par les balais rs, un nombre des spires 1, 2, 3... croissant jusqu’à ce que l’intensité du courant ait repris sa valeur normale.
- Avec le dispositif du même inventeur représenté par la figure 36, les balais régulateurs DD' sont écartés des balais principaux B B' de façon qu’il ne passe normalement aucun courant en D D' ; mais, dès que la résistance diminue dans le circuit L ff'bb', un solénoïde en série sur b'f rapproche B B1 de DD' de manière à dériver sur D D' une partie du courant, et à rétablir ainsi, dans le circuit b b', l’intensité normale.
- une roue L (fig. 38) dont l’arbre K, entraîné dans la rotation de l’armature, engrène, par J et les pignons I, H, fous sur B, avec la roue G, également entraînée par l’armature. Gedernier pignon commande un arbre G', dont le second pignon H engrène à la fois avec la denture intérieure d du (fig. 3q) plateau de friction D et avec une roue c, solidaire du plateau G, fou sur B comme D. Dans l’espace annulaire compris entre les roues de friction D et C, se meut, sous l’action d’un solénoïde S, relié au circuit, le sabot d’un frein E. En temps normal, ce sabot ne serre sur aucune des roues D ou G, de sorte que le commutateur tourne comme s’il était calé sur son arbre; mais, dès que l’intensité du courant augmente ou di-
- (’) La Lumière Electrique, 21 janvier 1893, p. n3.
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- rhinue, l’électro S soulève E, ou le laisse baisser sous l’action du ressort E', serre C ou D, de sorte que le commutateur se décale dans un sens puis dans l’autre, sous les balais.
- Pour permettre ce décalage, les touches du commutateur sont reliées à l’armature par une
- Fig. 35. — Régularisation Ellrins (1893).
- série de leviers k (fig. 40) articulés, et coulissant dans des douilles fendues k' pivotées aux connexions des fils de l’armature groupés sur la rondelle d’ébonite N. C’est une solution exacte, mais qui paraît bien compliquée.
- L’alternateur Brown, représenté par les figu-
- (y -j?'/
- Fig. 36 et 37. — Régulateur Elkins (1893).
- res 41 à 46, a l’étoile A de son armature prolongée par deux plaques en fonte G, serrés par des boulons D sur les rondelles lamellaires Aj, convenablement entaillées pouf recevoir les bras de l’étoile. Afin de diminuer la dispersion magnétique, l’anneau A, déborde un peu les pôles Nj des inducteurs fixés, par des boulons B au corps lamellaire C.
- Les bobines F de l’armature, préalablement
- enroulées, puis appliquées sur l’anneau A,, sont maintenues par un carrelage isolé, et séparées par des tasseaux de bois fixés au moyen de boulons g.
- Fig. 38 à 40. — Régulateur Philbricli (1893).
- L’anneau A! et les flasques G sont recouverts à la périphérie d’un papier isolant. Les collecteurs II sont reliés aux bobines F par des fils/.
- Pour les grandes dynamos, analogues, par exemple, à celles qui sont directement accou-
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- plées à des turbines, les flasques G Gi sont (fig. 42 et 43) réunies par des bras B! et des boulons L, qui traversent l’anneau At. Leur écartement est fixé par des tasseaux nn, venus avec les bras B.
- Les bobines F de l’armature sont enroulées d’avance sur un noyau O O (fig. 45 et 46), en deux parties réunies par des boulons, et à bords fendus en Ot, afin de faciliter le cerclage des enroulements, et à pourtour légèrement évidé,
- Fig. 41 et 42. — Alternateurs Brown (1892).
- condition que l’expérience a démontré nécessaire pour obtenir des enroulements à bords parfaitement droits.
- L’armature de l’alternateur Wood du type cuirassé représenté par les figures 47 à 57 a son noyau lamellaire A serré par des boutons F entre les rondelles de bronze B B, boulonnées sur les bras des roues en fonte G G. Ce noyau est composé d’éléments G (fig. 55) découpés à la
- Fig. 43 à 46. — Alternateurs Brown (1892).
- presse, comprenant chacun deux éléments polaires a b, percés de trous d pour le passage des boulons F, et superposés comme l’indique le tracé pointillé, par groupes de 3 ou 4, suivant 1 épaisseur des tôles, de manière à réserver entre les pièces polaires des canaux de ventilation g (fig. 53). Ces canaux se retrouvent en ff (fig. 52) et autour des épanouissements b b, qui, ainsi que l’indique le tracé pointillé (fig. 55), ne coïncident pas exactement d’un groupe à l’autre.
- On obtient ainsi une ventilation très efficace, sans réduction de la conductibilité magnétique du noyau, et il n’est pas nécessaire d’isoler les boulons d’acier F F, suffisamment éloignés des pôles pour se trouver pratiquement en dehors de leurs lignes de force, ainsi qu’on l’a indiqué
- Fig. 47 et 48. — Alternateur Wood (1893). Ensemble de l’armature.
- en figure 47. Ces boulons sont, en outre, fendus par une rainure li' (fig. 56) qui empêche les courants parasites de s’y développer avec assez de puissance pour en provoquer réchauffement. Les pièces polaires sont décrites d’un rayon plus petit que celui de la circonférence de l’armature w (fig. 55), ce qui aurait pour effet de
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- rendre les variations de la force électromotrice moins brusques, plus sinusoïdales, parce que les pièces polaires de l’armature abordent et quittent moins brusquement celles de l’inducteur!
- Les flasques ou rondelles de bronze B B sont découpées en projections ax ax (fig. 49) recouvrant celles des lamelles a a, et entourées par les bobines E, en bandes de cuivre (fig. 53) au nombre de deux pour chaque pôle, isolées et séparées par des cartons indiqués en figure 5q et maintenues par des coins de bois c d (fig. 53 et 54). La jante de l’armature est (fig. 48)
- Détail de l’enroulement.
- protégée par une couverte H en bronze avec ouvertures de ventilation ii.
- L’armature porte, outre les enroulements principaux EE, des enroulements excitateurs supplémentaires jj (fig. 5/) aboutissant aux segments opposés d’un commutateur en deux parties fc, dont les balais sont reliés aux inducteurs. Ces bobines sont (fig. 5i) enroulées autour des parties centrales c du noyau dans les entailles m des flasques B réservées pour les recevoir.
- Le porte-balais de Wood est (fig. 58 à 66) composé de deux pièces principales :
- Un étrier C, recevant en c le balai lamellaire B, serré par une vis g, la contre-plaque e et la plaque E, maintenu par les pitons h h.
- Un levier D Dl5 enfilé sur la douille de cuivre h de l'axe porte-balais b, auquel il se fixe par l’encoche m et la vis de calage II, pourvu d’un écrou serré par la pince j sur la vis G et d’un
- Fig. 53 à 57. — Alternateur Wood.
- Détail de l’enroulement.
- ressort S, attaché d’une part en kx et, de l’autre en l, à l’étrier C, qu’il appuie ainsi constamment sur la vis de réglage G, qui détermine la pression du balai.
- On peut, avec cette disposition, remplacer les
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- balais sans déranger l’ajustement de l’étrier C. Quant au ressort S, il est en une lame d’acier doublée de lames de cuivre s', suffisante pour
- Fig-, 58 à 66. — Balais Wood (1893).
- laisser passer sans s’échauffer les courants dérivés sur ce ressort.
- Gustave Richard.
- {A suivre.)
- REMONTOIRS ÉLECTRIQUES
- En langage technique télégraphique on appelle remontoirs des organes mécaniques servant à ramener constamment au plus haut point de sa course (de 1 mètre environ) un poids de 60 à 70 kilogrammes qui. dans sa chute, actionne par l’intermédiaire d’une chaîne de Galle et de poulies un train d’engrenages constituant la transmission de mouvement de l’appareil Hughes. Tout le monde connaît le nom de cet
- appareil : peu de personnes l’ont vu fonctionner. Lors de sa construction, le problème à résoudre était celui-ci :
- i° Obtenir sans perte de temps et rigoureusement la môme vitesse, malgré les chocs, les frottements variables et les obstacles de toute espèce, dans deux appareils placés à une distance quelconque (Paris et Marseille, par exemple) ;
- 20 Assurer le remontage du poids moteur, sans provoquer d'arrêt, de secousses ou de variations de vitesse, l’employé manipulant devant pouvoir laisser ses mains sur le clavier de transmission tout en entretenant, du pied droit,
- Fig. 1 à 3.
- sans effort musculaire trop sensible, le mouvement de rotation des divers mobiles.
- Nous délaisserons la question du synchronisme, qui coûta des années de travail à ce merveilleux mécanicien que fut G. Froment ; nous parlerons seulement du remontage du poids moteur. On verra plus loin pour quels motifs nous avons cru devoir développer cette question, d’apparence simple.
- Remontoir Hughes, à poids. — Les figures 1 à 3 montrent les dispositions théoriques et pratiques du remontoir tel que Froment l’appliqua.
- Soit A At A2 A3 le train d’engrenages actionné par le premier mobile A que meut le poids P. Ces roues sont supportées par des platines en bronze reposant sur une table élevée d’un mètre au-dessus du sol. Des ouvertures pratiquées dans la tablette laissent passer une chaîne de Galle G G. Cette chaîne s’engage dans les dents de la roue A, glisse dans la gorge de la poulie B qui
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- soutient le poids moteur, remonte jusqu’à la roue dentée C, passe dans la gorge du galet D qui soutient un petit contrepoids E destiné à maintenir la chaîne tendue pour l’empêcher de se tordre, remonte en F, qu’elle contourne, s’applique contre une poulie-guide H et se raccorde enfin à elle-même. Si l’on suppose le brin de droite, allant de B en G, fixé en ce dernier point, on voit que le brin de gauche, de A en B, sollicité par le poids P, descendra comme l’indique la flèche et entraînera le mobile A en même temps qu’il laissera tourner etdescendre la poulie B qui supporte le poids moteur. Le reste de la chaîne remontera de E en F, de H en G, jusqu’au moment où L viendra buter contre F. Un déclic heurtera alors un timbre et avertira que l’on va être à bout de chaîne et qu’il faut remonter le poids.
- Dans la figure théorique, G est représentée comme une roue unique.
- En réalité il y a en G trois roues constituant le remontoir proprement dit. La plus grande, G, est dentée : elle engrène avec la chaîne de Galle; la seconde S solidaire de la première et montée sur le même manchon, est une roue de rochet. Entre les dents de celle-ci pénètre un cliquet L pressé par un ressort plat. C et S ne peuvent donc tourner que dans un sens, de gauche à droite, le recul étant empêché par le cliquet L. La troisième roue R est dentée. Elle est montée sur un manchon indépendant, embroché sur le même axe que G et S, mais elle est folle. Elle porte un bras en fer muni d’un cliquet T en prise avec les dents de la roue S.
- Sur son pourtour s’engage un morceau de chaîne de Galle accroché d’une part à un ressoft à boudin U et d’autre part à une tringle en fer N soutenant une pédale O. La figure 3 représente de face l’ensemble du remontoir que la figure 2 montre de profil. Supposons le poids P au bas de sa course, prêta toucher le sol. L’opérateur appuie fortement avec le pied droit sur la pédale O, qui s’abaisse en entraînant la tige N et la chaîne g. Celle-ci fait tourner la roue R et tend le ressort U. Le cliquet T du bras solidaire de la roue R, mord sur la roue de rochet S et l’entraîne dans le sens indiqué par la flèche. La roue G, qui porte la chaîne sans fin, tourne en même temps que S, à laquelle elle est fixée. Dans ce mouvement, le brin ascendant B B de la chaîne sans fin est entraîné et remonte en
- tirant à lui la poulie B, c’est-à-dire le poids P. La pédale touche le sol : mais le ressort U, très tendu, la rappelle et la fait remonter dès que le pied cesse de presser en O. Le cliquet T glisse en arrière sur les dents inclinées de S, reprend sa position primitive et engrène à nouveau. Un autre coup de pédale fait encore abaisser T, tourner S et G, raccourcir le brin B C et remonter le poids P, et ainsi de suite.
- En moyenne, la chute de P se faisant en 4 minutes, il suffira de i5 remontages par heure pour assurer une marche continue.
- Le poids moteur est composé de 6 fortes rondelles de plomb, de 10 kilos chacune, fendues radialement pour la commodité de la manipulation.
- Il pèse donc 60 kilos; mais son ascension n’exige pas un effort correspondant : en raison de l’effet de levier dû à la pédale, on peut l’évaluer à 20 kilos seulement. Il est même moindre avec des pédales convenablement calculées. C’est sur cette particularité que s’est portée l’attention des inventeurs depuis quelques années : c’est là l’origine des nombreux essais faits pour agir temporairement sur le poids moteur P et non plus d’une façon continue sur l’axe principal de l’appareil. Longtemps on a voulu substituer au poids une turbine ou un moteur électrique.
- Vers 1880/ on commença des essais dans ce sens au bureau central des Télégraphes à Paris. M. Humblot, contrôleur des Télégraphes, employait un moteur Dufort, à très grande vitesse, pesant 5 kilogrammes, développant sous une chute de 20 mètres, un travail de un demi-kilo-grammètre par seconde, et dont le rendement était de 0,44 environ. Les frais d’adduction de l’eau, les frais accessoires, l’évacuation, le besoin de réservoirs considérables, rendaient peu pratique et peu économique cette idée qui paraissait si simple, et l’on délaissa ce système. On essaya d’autre part, pour actionner les appareils Baudot, de substituer au poids des moteurs Deprez alimentés par quelques éléments à grand débit. Pratiquement, le résultat fut bon : mais au point de vue économique, il fallut en rabattre. La dépense en acides était excessive et les vapeurs dégagées par les piles étaient insupportables, bien que les éléments fussent placés en dehors de la salle même de manipulation. La forme allongée et le poids des moteurs, indiffé-
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- rents avec les appareils Baudot, empêchaient leur emploi avec les Hughes, tels qu’ils sont construits. Plus récemment, on fit en grand, au bureau de Marseille, un essai de remontage mécanique des poids Hughes, en creusant les planchers, en y logeant des arbres, des transmissions, des engrenages, qui entretenaient le mouvement des appareils en agissant sur le poids.
- Une machine à vapeur actionnait le tout. Là encore le but était atteint, mécaniquement, mais à la condition que les appareils occupassent
- Fig. 4
- une place invariable pour être en prise avec les organes installés à poste fixe. Or il est rare que l’extension du trafic ou des causes multiples que l’on ne peut détailler ici ne provoquent pas des remaniements ou des déplacements assez fréquents du matériel.
- Et dès lors, peut-on constamment éventrer des planchers et surtout des plafonds et en compromettre, comme le fait s’est produit, la stabilité, au point de faire vibrer un grand bureau comme un vieux steamer secoué par ses machines? Cette ferraille et les trépidations ont disparu grâce au nouveau système.
- Remontoir électrique. — Profitant de la création d’une nouvelle station centrale des Télé-
- graphes à Marseille, l’Administration des Postes et Télégraphes fit appel à l’industrie privée pour l’installation d’un petit réseau de transmission de force desservant des remontoirs électriques qui devaient supprimer la manœuvre de la pédale et remonter le poids moteur des appareils imprimeurs.
- La Compagnie générale des Téléphones eut à fournir à cet effet 77 moteurs remontoirs avec leurs accessoires.
- La maison Souchier installa les dynamos Sautter-Harlé chargées d’alimenter les 77 moteurs et les tableaux de distribution, réseau, lampes, etc., de la machinerie principale.
- La maison Stapfer eut à monter les générateurs de vapeur et les machines servant, d’une part, à actionner les dynamos grand modèle et, d’autre part, à comprimer ou à raréfier l’air
- Fig. 5
- dans les réservoirs du service pneumatique. Ce dernier point est à noter.
- Le service télégraphico-pneumatique lance, on le sait, dans des tubes bien .alésés, reliant les bureaux entre eux, des trains composés de cylindres d’acier avec collerettesen cuir formant piston. Dans un circuit ordinaire de deux tubes, l’envoi se fait dans un sens en chassant le train par de l’air comprimé; la réception s’opère en faisant lé vide dans la seconde conduite. Des moteurs à vapeur assurent d’une façon incessante cette compression ou ce vide dans de grands réservoirs en tôle. Mais si, en service, le débit n’est pas proportionné au travail fourni par les machines, celles-ci comprimant toujours, bien au-delà de la pression nécessaire, finissent par éprouver une résistance telle, qu’elles se ralentissent et que l’on est obligé de recourir fréquemment à des évacuations d’air. Dans ce cas, l’effet inverse se produit : ainsi, tantôt les machines se surmènent, tantôt elles s’emballent. Dans ces conditions, on obtient un régime de marche déplorable.
- On courait à un échec. On l’évita par des cor-
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- rections et des modifications de l’installation première : les erreurs commises étant choses anciennes, nous n’y insisterons pas et n’examinerons que les résultats actuels. 11 importait cependant d’indiquer que ce sont ces mêmes machines qui ont dû actionner les grandes dynamos fournissant le courant aux 77 petits remontoirs, parce que si, étant donné une telle situation, les constructeurs ont néanmoins pu en tirer un bon parti, il est à peu près évident que le système de remontage électrique a une valeur réelle. On est arrivé en effet à faire marcher régulièrement.depuis 28 mois, à raison de i5 à 16 heures de travail par jour, 77 petites dyna-
- Fig. G
- mos : c’est là plus qu’une expérience de télégraphie.
- Une extension judicieuse de ce système de distribution et de remontoirs semble devoir trouver sa place dans l’industrie. Plus d’une usine classée comme importante est loin d’employer un tel nombre de machines. Une batterie de 77 moteurs entretenant le mouvement incessant de masses motrices dont le poids total atteint 4500 kilos n’est pas une quantité négligeable. Après deux ans de service_(ce qui constitue une durée d’épreuve satisfaisante), on doit reconnaître que, de tous les essais tentés dans ce sens, celui-ci est de beaucoup le meilleur.
- La mobilité est la qualité maîtresse du remontoir électrique. On peut le placer partout,
- le déplacer en modifiant simplement les Ion" gueurs des fils conducteurs, le transporter d’un étage à un autre, l’appliquer tantôt à un moteur, tantôt à des ventilateurs, etc.
- Pas de planchers à creuser, pas de bruit, pas de vibrations.
- Comme volume et poids, le remontoir électrique est peu gênant, et comme ces appareils sont d’un type unique, en cas d’accident on peut sans délai remplacer l’un par l’autre. En télégraphie comme en industrie, ce sont là des propriétés précieuses.
- L’appareil occupe une surface d’environ vingt
- Fig. 7
- centimètres carrés : sa hauteur est de o,3oc. La figure 4 le représente en service et démonté. En action, on n’en aperçoit aucun organe; un fourreau tronconique cache en effet les balais, le collecteur etl’induit. Le commutateur à manette qui sert à couper le circuit est seul visible en avant des bobines de l’inducteur.
- Dans la figure 5 on voit le fourreau F enlevé, placé auprès du moteur avec le disque porte-balais : l’induit est découvert.
- Seules les bobines inductrices restent enveloppées de leurs gaines en laiton qui les protègent contre toute lésion ou toute pénétration d’huile, d’encre, etc. En somme ce sont des réductions du type Gramme bien connu. Sur
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- l’axe de l’induit est fixée une poulie volante P dans la gorge de laquelle passe une courroie transmettant le mouvement à la poulie 0 du remontoir proprement dit.
- Remontoir. — Ce dernier (fig. 6) se compose d’une vis sans fin V attaquant une roue D sur l’axe de laquelle est calée une petite roue dentée r à 8 dents, en prise avec les maillons de la chaîne de Galle.
- On a vu plus haut comment s’opère le remontage de la chaîne avec une pédale, grâce à une combinaison de roues de rochet.
- Dans le remontoir automatique, les maillons passent entre un doigt d’acier qui empêche le recul, et la roue étoilée r. En temps normal, celle-ci reste immobile : mais si la vis sans fin V mue par le moteur électrique, fait tourner la roue D, cette dernière entraîne nécessairement la roue étoilée, qui mord sur les maillons de la chaîne sans fin et remonte le poids de 60 kilos. Si le courant persistait, la dynamo agirait sur le remontoir indéfiniment et provoquerait, à bref délai, l’ascension complète du poids moteur, qui presserait contre la tablette de l’appareil et entraînerait un arrêt complet ou le bris de quelque pièce.
- Pour prévenir cet inconvénient, on a muni chaque Hughes d’un interrupteur de courant. On a placé dans ce but sur le côté droit de chaque appareil (fig. 7) un rhéostat à fils de maillechort, auquel aboutissent les deux conducteurs qui amènent le courant des grandes génératrices à chaque petite dynamo. Un levier L frottant sur un contact c sert à fermer le circuit direct de la dynamo ou à intercaler dans ce circuit le rhéostat précité. Une simple ficelle, de longueur variable, rattache l’extrémité de ce levier à l’une des rondelles du poids P. Si le poids est en haut de sa course, il tient le levier L soulevé, le contact électrique ne se fait point en c, le rhçostat reste intercalé et sa résistance est telle que le courant n’agit pas sur la dynamo de façon à la mouvoir. Celle-ci reste donc immobile.
- Le poids P s’abaissant, le levier L s’abaisse avec lui. Par contre, son bras c se relève et, à un moment donné, c’est-à-dire quand P est très bas, le circuit direct est fermé en c : le courant passe alors dans la dynamo qui actionne par courroie le volant O et la vis V, la roue D et la roue étoilée r. A son tour, cette dernière atta-
- quant la chaîne sans fin, l'entraîne, diminue la longueur du brin ascendant B G et remonte par conséquent le poids moteur. Quand P est assez haut, il soulève encore le levier L, rompt le circuit direct, intercale le rhéostat, et ainsi de suite.
- Ainsi donc le poids ouvre ou ferme de lui-même le circuit qui dessert son propre remontoir. En réalité sa course est assez limitée, parce qu’on le veut ainsi. Rien n’empêche de laisser beaucoup plus de longueur à la cordelette qui rattache le levier au poids. C’est d’ailleurs ce que l’on fait couramment. On peut conserver ainsi la pédale pour le remontage et, pendant la nuit, alors que les dynamos génératrices ne fonctionnent pas, on supplée le remontoir électrique par la pression du pied, comme il est dit plus haut.
- Il serait oiseux de rentrer dans d’autres détails
- i'ig. -
- d’organes sur l’installation électrique de tout ce petit réseau. Résumons-en les traits principaux.
- Une machine de 40 chevaux comprimant l’air pour le service pneumatique fait marcher aussi, à raison de 1800 tours par minute, une dynamo Sautter-Harlé de 45 volts et 5o ampères. Une seconde dynamo identique est installée pour servir de rechange. Cette génératrice fournit le courant qui alimente les lampes à incandescence éclairant la machinerie, les petites dynamos des remontoirs, placées en dérivation, et enfin des lampes à incandescence, mobiles, du modèle qui sert à la visite des obus, servant ici à visiter sans risques de brûlure tous les recoins, câbles et organes divers du tableau de communication du réseau téléphonique urbain. Rappelons pour mémoire que ce tableau est un meuble de 18 mètres de longueur contenant tous les circuits nécessaires au service de 2000 abonnés,
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- c’est-à-dire des myriamètres de câbles et de iils. Un fait digne de remarque, c’est que l’introduction des conducteurs de ces lampes d’investigation n’a paru apporter aucun trouble dans ce fouillis de communications téléphoniques.
- Chaque moteur fonctionne sous un potentiel de 40 volts environ, pouvant sans inconvénient être poussé jusqu’à 70 volts, et prend un demi-ampère.
- L’anneau est composé de 16 éléments de 1,7 à 1,8 ohm de résistance chacun, et par suite d’environ 27 ohms de résistance totale. Le rendement électrique du moteur est de 9 watts, d’après les constructeurs.
- La résistance du commutateur interrupteur à fils de maillechort est de 65 ohms. L'agencement et les détails de ce rhéostat sont représentés par la figure 8, qui montre la boîte en noyer coupée à mi-hauteur pour laisser voir l’intérieur.
- En résumé, on se trouve en présence d’un nouveau type d’accumulateurs de force, de proportions modestes.
- Au lieu d’une machine à vapeur refoulant l’eau au-dessous d’un piston surchargé de masses métalliques qui agissent à leur tour par leur propre poids sur la conduite de transmission hydraulique, on a un moteur attaquant par vis un remontoir qui remonte constamment une masse métallique agissant aussi par son propre poids sur des arbres qui communiquent leur mouvement à des trains d’engrenages. En télégraphie, ceux-ci sont combinés en vue d’obtenir de grandes vitesses; mais il est clair que, le principe une fois admis, les combinaisons mécaniques peuvent varier à l’infini. Le poids est de 60 kilos, mais il pourrait, toutes proportions gardées, être 10 ou 100 fois plus grand ou bien n’en être que le dixième ou le centième. Le fait saillant à retenir, susceptible de grands développements industriels, c’est le remontage sans arrêt, par faibles moteurs, de masses données, fournissant indéfiniment par leur simple chute, sans risques d’explosions et autres inconvénients connus, des puissances capables d’actionner depuis le foret minuscule du joaillier jusqu’à l’alésoir à canons. Une considération impor-rante, c’est la facilité d’adaptation du remontoir électro-automatique à toute espèce de machines à poids. Il nous semble que, soit dans la mécanique de précision ou l’horlogerie, soit dans les
- innombrables machines exigeant une assez faible force motrice (machines à coudre, à découper, à tourner, à polir, à peigner les fibres, à forer, à aiguiser, etc.) l’emploi de ce système est indiqué. Et rien n’empêcherait d’opérer en plus grand. Le cas d’application à la télégraphie est certainement des plus intéressants, mais il est trop spécial et ne peut guère être connu du public industriel, puisque l’accès des bureaux-usines qui renferment des chefs-d’œuvre de construction est forcément interdit. Ceci explique que des dispositifs très ingénieux, susceptibles d’un emploi courant, restent ignorés ou renfermés dans un cercle étroit. Le seul remède à cette situation c’est de vulgariser, lorsqu’il n’en peut résulter aucun inconvénient pour le service télégraphique, les procédés ou les appareils qu’il utilise avec fruit et qui pourraient être avantageusement exploités dans l’industrie. C’est précisément le but de la présente note.
- P. Marcillac.
- PROCÉDÉ DE COUPLAGE
- DES MOTEURS ASYNCHRONES POLYPHASÉS
- Nous avions déjà dans les systèmes polygonaux et étoilé les couplages en tension et en dérivation : nous en avons maintenant un troisième, que vient d’employer M. Siemens pour réduire la vitesse des moteurs asynchrones à champ tournant.
- Ce procédé, consiste à se servir des courants induits dans un premier moteur pour alimenter les inducteurs d’un second, et ainsi de suite. C’est donc un couplage en cascade.
- Le procédé le plus employé actuellement pour diminuer la vitesse des moteurs à champ tournant et à induit fermé sur lui-même consiste à intercaler dans cet induit, quand la construction ler permet, une résistance variable qui de plus est de grand secours pour le démarrage.
- Au moment de l’introduction de cette résistance l’intensité du courant induit, et par suite aussi le couple diminuent. La vitesse du moteur
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- diminue donc aussi, mais en même temps la force électromotrice induite, qui est proportionnelle à la différence entre la vitesse du champ et celle de l’induit (si ce dernier est mobile), augmentera jusqu’au moment où l’intensité aura repris la même valeur. On peut donc de cette façon diminuer autant qu’on veut la vitesse du moteur.
- Si l’on introduisait une résistance dans les inducteurs de façon à réduire la tension aux bornes, il y aurait un affaiblissement beaucoup plus considérable de la vitesse, l’intensité dans l’induit restant constante.
- Le couple peut en effet être considéré comme
- proportionnel au carré de la différence de potentiel ; sa diminution serait donc très rapide et le moteur risquerait rapidement de ne plus pouvoir fournir le travail qui lui est demandé. Ce second procédé est donc d’une efficacité plus grande que le précédent.
- Ces deux procédés ont un défaut commun. Ferraris a en effet montré en 1888 (J) que la perte de vitesse, c’est-à-dire la différence entre le nombre de tours du champ tournant et de la partie tournante, est en pleine charge de 3 0/0. Chacun des procédés précédents employés pour diminuer la vitesse donne donc lieu à une dépense d’énergie pour les courants induits d’au-
- Fig. 1. — Schéma du couplage en cascade Siemens.
- tant plus grande que la vitesse est plus faible. Cette énergie est consommée par la résistance intercalée, mais si, au lieu d’une résistance sans induction, on intercale une résistance inductive, il nous semble que cette perte pourra être considérablement diminuée.
- En réalité cette perte est analogue à celle à laquelle donne lieu l’introduction d’une résistance dans l’induit d’un moteur à courant continu dont on veut diminuer la vitesse.
- Dans beaucoup d’applications, et en particulier dans les tramways électriques, il est nécessaire de pouvoir marcher à des vitesses assez variables, demi-vitesse à l’intérieur des villes et vitesse ordinaire en dehors.
- Lorsque l’alimentation des moteurs du tram-
- way se fait par un courant continu à tension constante, on peut mettre deux des moteurs de la voiture en dérivation pour la vitesse ordinaire et en tension pour la demi-vitesse.
- Dans le cas des courants polyphasés, M. Siemens, renonçant à l’emploi de la mise en série, qui a le défaut de diminuer le couple au quart de sa valeur normale, emploie alors le procédé suivant.
- Le circuit inducteur de l’un des moteurs est en communication invariable avec la ligne par les bornes p, Les trois bobines induites, au lieu d’être fermées sur elles-mêmes, sont réunies entre elles à l'une de leurs extrémités, et les se-
- C) Alli délia lî. Acc. di Torino, 1888.
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- condes extrémités aboutissent à trois bagues sur lesquelles frottent trois balais. Ces trois bagues sont réunies aux trois bagues analogues d’un second moteur dont l’induit est supposé fixe. Les courants induits dans le premier moteur, qui au repos sont de même période que les courants inducteurs servent donc à alimenter les inducteurs du second. Les bobines induites de ce second moteur sont reliées par les bornes Q1; Q2, Q3 à une résistance de réglage W, qui sert uniquement à faciliter le démarrage.
- Le champ tournant relatif créé dans le second moteur est donc, au démarrage, synchrone avec celui du premier moteur. Mais au fur et à mesure que le système augmente en vitesse, la périodicité des courants induits dans le premier moteur diminue, de sorte que le second moteur tend à ae régler sur un nombre de tours moindre que celui du champ correspondant au courant d’alimentation, et que la somme des nombres de tours des deux moteurs est théoriquement égale à celle du champ tournant inducteur du premier moteur. Les vitesses des deux moteurs sont sensiblement dans le rapport inverse des charges, de sorte que ces moteurs se régleront à peu près tou-s deux à une vitesse égale à la moitié de celle correspondant au synchronisme. En réalité les deux moteurs atteindront une vitesse inférieure de quelques pour cent à celle de la moitié du synchronisme, absolument comme les moteurs à courants polyphasés en charge.
- La disposition en cascade peut aussi être employée pour des moteurs travaillant à vitesse variable. Dans ce cas les parties mobiles des deux moteurs sont montées sur le même arbre et on les met en cascade ou en dérivation suivant qu’on veut marcher à vitesse ordinaire ou à demi-vitesse.
- Il est plus avantageux, dans ce procédé, de fixer sur l’arbre la partie induite du premier moteur et la partie inductrice du second, puisque dans ce cas il est inutile d’employer des bagues de contact pour faire les connexions nécessaires entre les deux parties tournantes.
- Dans ce cas les spires induites du premier moteur et celles inductrices du second, exposées â'ux mêmes effets d’induction, peuvent être réunies entre elles deux à deux et fermées sur elles-mêmes.
- Cette disposition est cependant un peu compliquée, car pour que les deux couples de rota-
- tion aient le même sens, il faut faire croiser les fils sur les deux parties tournantes.
- La disposition en cascade n’offre plus les inconvénients de la résistance introduite dans le circuit de l’induit, car ici l’énergie transmise à l’induit du premier moteur est utilisée à actionr ner le second moteur. Le rendement est donc sensiblement le même pour toutes les vitesses.
- L’accouplement en cascade de trois moteurs asynchrones permettra de réduire la vitesse au tiers de celle correspondant au synchronisme.
- Enfin il estutile de faire remarquerque lorsque les deux moteurs ne sont pas accouplés mécaniquement, on peut, d’après ce que nous avons dit plus haut, faire varier la vitesse de l’un par la variation de la charge de l’autre. C’est là une conséquence qui peut avoir son utilité dans certains cas.
- En résumé, on voit que le dispositif en cascade peut dans bon nombre d’applications rendre de très utiles services. Il mérite donc l’attention des électriciens.
- F. Guilbert.
- CHRONIQUE ET REVUE
- DE LA PRESSE INDUSTRIELLE
- Perfectionnements aux machines dynamo à courant continu, par la Compagnie de Fives-Lille (Dolivo-Dobrowolsky, 1893).
- Dans les distributions à trois fils il n’est guère possible pratiquement d'employer une seule génératrice pour alimenter le réseau. L’emploi d’un troisième balai auquel aboutit le fil neutre a en effet peu de chance de succès, par suite des nombreuses étincelles qui détériorent rapidement le collecteur.
- La Compagnie des ateliers de Fives-Lille vient de faire breveter un procédé permettant l’alimentation d’un réseau à trois fils par un seul générateur et qui consiste en principe à adjoindre à cette génératrice une forte bobine de self-induction.
- La disposition est représentée sur la figure i. Les deux balais qui, pour plus de simplicité dans
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- la figure, frottent comme dans une machine Siemens, sur l’induit lui-même, sont reliés aux conducteurs extrêmes du réseau.
- Une bobine de self-induction à grande induc-ance et à faible résistance ohmique est reliée à deux points diamétralement opposés de l’induit (s’il s’agit comme sur la figure d’une machine bipolaire) et son point milieu est relié à l’axe de la machine. La différence de potentiel alternative aux bornes de la bobine de self-induction, par suite de la grande résistance apparente de celle-ci ne permet que le passage d’un courant très faible. Les différences de potentiel entre chaque extrémité de la bobine et son milieu ont égales, de même aussi celles entre chacun
- Fij. 1
- des balais et le point voisin de la fonction de la bobine avec l’induit.
- Le fil neutre de la distribution étant relié au centre de la bobine de self-induction, lorsqu’une différence de charge se produit dans les deux circuits du réseau l’excédent de courant revient à la machiné par le conducteur neutre et chacune des moitiés de la bobine D, dont la résistance ohmique ne s’oppose pas au passage d’un courant continu.
- La self-induction à réaliser exige l’emploi d’une bobine à circuit magnétique fermé et aussi à grande section. Il ne sera donc pas toujours possible de loger cette bobine sous l’induit et de la faire tourner avec ce dernier; en. général, il faudra la séparer de la machine et faire aboutir les extrémités à deux bagues reliées à deux points diamétralement opposés du fil induit.
- Cette disposition peut également être employée comme régulatrice de courant dans les stations centrales à trois fils et peut alors permettre de supprimer le fil neutre depuis la
- station centrale génératrice jusqu’à chacune des sous-stations situées dans le voisinage des lieux de consommation. A cet effet une ou plusieurs dynamos à bobines de self-induction sont
- reliées aux conducteurs principaux par les deux balais et fonctionnent alors comme moteur. Le fil neutre du réseau correspondant à chaque station est relié au centre de la bobine de chaque régulateur moteur (fig. 2).
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- Ce régulateur peut du reste fonctionner aussi comme générateur.
- Un second perfectionnement proposé par la Compagnie de Fives-Lille a trait à la diminution des étincelles aux balais des dynamos, à celle des pertes parcourants de Foucault par suite de la self-induction des bobines de l’induit lorsqu’elles passent la zone neutre.
- Ce triple résultat serait atteint tout simplement en reliant magnétiquement les cornes des pièces polaires de l’inducteur comme le montre la figure 3. Cette disposition aurait en effet pour but de diminuer le nombre de6 lignes de force traversant l’entrefer sans entrer dans l’induit et de créer ainsi une région neutre assez étendue. Ce procédé nous paraît discutable.
- Cette sorte de gaine peut être d’une épaisseur uniforme ou variable et se rétrécir en face des pôles de l’induit, et même, dans ce cas, être percée de trous quelconques disposés soit sur une génératrice du cylindre formé par la gaine, soit de préférence dans une direction oblique. Ils rendent ainsi moins brusques les changements de polarité magnétique de l’induit.
- __________ F. G.
- Pile Chevalier (1893).
- L’auge P comprend (fig. i et 2) un tube de verre T, en communication avec elle par des trous /, et dans lequel se trouve le zinc Z. Le vase poreux est constitué par un cylindre de bois A, fendu suivant ses génératrices, en a a, de manière à ne laisser en a! qu’une faible épaisseur ; ce cylindre fermé au bas par un fond en bois B, cerclé par des bandelettes, est hermétiquement scellé par des gâteaux de cire cc, et, à la partie supérieure, par un plateau de ciment s, laissant passer la plaque de charbon D, pourvue de quatre ailettes en verre v, iy> f3 vt. Le cylindre A renferme un mélange de coke et de bioxyde de manganèse reposant sur une couche de bioxyde de mercure m, de 3 à 4 millimètres d’épaisseur, et l’on verse par le tube T la dissolution de chlorhydrate d’ammoniaque.
- La partie supérieure du charbon D est percée d’un trou dans lequel se trouve une douille de verre G, à garnitures de caoutchouc g (fig. 5), appuyée sur deux rondelles F. (fig. 3) par la vis de serrage 1 (fig. 8) et communiquant avec un petit tube vertical II, rempli comme elle de mercure. La connexion est faite par un fil N
- pincé entre les écrous Iv et L (fig. 7 et 8), et enroulé sur la vis R, filetée dans le bloc de plomb Q.
- D’après l’inventeur, contrairement à ce qui se
- ------Je
- FIG. 5
- FIG10
- à 10.
- passe avec les vases poreux en poterie, le cylindre A resterait toujours parfaitement propre et les effets de polarisation seraient presque nuis.
- G. R.
- Télégraphe autographique Sheehy (1891-1893).
- Ce télégraphe, tel qu’il est, représenté en figure 1, peut fonctionner à volonté en récepteur et comme transmetteur.
- Quand il fonctionne en récepteur, le cylindre B, qui porte le papier sur lequel s’inscrit la dépêche, tourne, commandé par la dynamo M R, sous un style I, commandé par l’armature II de l'électro de ligne G3, et qui se déplace en même temps parallèlement à B, sous l’action de la vis sans fin E (fig. 5), commandée par le train d’engrenages A3 A5 (fig. 3).
- Quand l’appareil fonctionne en transmetteur, on sépare le chariot F de E en soulevant par fxj\ (fig. 4) son écrou F, (fig. 5), on repousse ce chariot en Y, puis on le remplace par le mécanisme transmetteur F3 (fig. 3 et 4) dont on enclenche l'écrou F2 avec la vis E. Le style transmetteur k se
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- trouve (fig. 3) à l’extrémité d’un levier K, à butée réglable ku et faisant contact sur la butée également réglable l par une longue lame élas-
- tique L. A mesure que le cylindre B tourne sous le style k, le chariot J fait parcourir à ce style toute la surface du papier, dont le tracé, légè-
- M'M
- Fig. i et 2. — Télégraphe autographique Seehy.
- Fig. 3, 4 et 5
- rement en relief, lui fait alternativement rompre et rétablir le contact l. de manière que l’appareil récepteur, dont l’électro-aimant G3 est relié au circuit de ce contact, retrace sur son cylindre les caractères du transmetteur, pourvu que le
- synchronisme soit bien établi entre les deux appareils.
- Lorsque l'appareil fonctionne-en récepteur, le circuit va, de la pile M B du poste émetteur, à la clet S (fig. i), alors posée sur i ,au balai 2, au col-
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- lecteur 3, au balai 4, puis, par 5, s, 6, à l’électro G3 et à la terre. Quand il fonctionne en transmetteur, le circuit de M B se ferme par L', L, K, 9, 10, la clefs, poussée à droite, 5, 4, 3, 2, 1, S et la- terre.
- Afin de rétablir le synchronisme à chaque tour des cylindres B, le commutateur 3 entraîne (fig. 1) par sa dent 3', la douille isolée ri, pourvue d’un bras 12, qui reste enclenché tant que le cylindre transmetteur est, par exemple, en avance sur le récepteur, par le bras i3 de l’armature de l’électro M, relié d’un côté, par 14, à la pile M B, et de l’autre au bras i3. Le cylindre transmetteur reste alors arrêté au zéro, car le circuit, fermé par 14, M, 15, 13, 12, 11,2, 1 à la ligne et à l’électro du récepteur G3, envoie un courant insuffisant pour attirer l’armature de M, mais assez fort pour maintenir le style récepteur appuyé constamment sur son cylindre jusqu’à ce que le cylindre récepteur, arrivant aussi au zéro, soit arrêté de même. Les balais 2-2 sont alors, dans les deux appareils, sur les douilles isolées 11 11, de manière à couper du circuit les électros G3, et à y intercaler directement les électros M qui, attirant simultanément leurs armatures, les font partir simultanément du zéro dans les deux appareils; puis on suppose que le synchronisme se maintient automatiquement pendant un tour de D, grâce au réglage concordant des moteurs M R.
- L’appel se fait, quand les appareils sont arrêtés — avec S dans la position indiquée en figure 1 — en pressant la clef N, qui envoie ainsi par n, MB..., le courant à la clef du poste appelé, laquelle fait alors partir sa sonnerie CB.
- Le style transmetteur est formé (fig. 2) d’une pointe d’acier I, fendue au centre et passant au travers d’un encrier I', à l’extrémité du bras I2. L’armature H a sa levée limitée (fig. 5) par une butée réglable A,, et son abaissement par une butée excentrique A, pendant que sa résistance est réglée par un ressort à vis d’appui A2. La distance de I2 pivoté en G, et du style au tambour B est réglée par la vis g.
- G. R.
- Coupe-circuit Elihu Thomson (1891-1893).
- Ce coupe-circuit très ingénieux est inséré, comme l’indique la figure 1, en K, dans le circuit primaire M de l’alternateur A, avant les para-foudres E F. Dès qu’il se produit une décharge ,
- importante à ces parafoudres l’électro-aimant H (fig. 2) du coupe-circuit attire son armature I, malgré le ressort S, de manière à rompre par D, eh C, le circuit principal m n, et à éteindre ainsi immédiatement l’étincelle. La rupture en G se fait sans arc permanent, parce que l’extrémité de D plonge immédiatement dans l’huile O, qui baigne tout l’appareil sauf C, et que la descente
- Fig-, 1. — Coupe-circuit Elihu Thomson.
- du plongeur I est très rapide, parce que l’huile qu’il refoule en T est évacuée presque sans résistance par le clapet V.
- S’il se produit en F une série d’étincelles fréquemment répétées, ou s’il s’établit sur la ligne un court circuit permanent, chaque fois que D reviendra toucher C, H réattirera son armature I,
- VP
- Fig. 2
- qui fonctionne alors comme celui d’une pompe, refoulant, à chaque descente en J, par la soupape W, et malgré la levée de V, un peu d’huile, qui finit par soulever la tige O assez pour que son cliquet R enclenche le rochet de S, et maintienne D séparé définitivement de G.
- Si les étincelles en F ne sont pas trop fréquentes, une petite fuite, ménagée en J, laisse l’huile s’en échapper assez vite pour empêcher la levée de O. G. R.
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- Contacts télégraphiques à mercure Price et Gray (1892).
- Ces contacts ont pour objet de remédier aux deux principaux inconvénients que présentent, en général, les contacts des appareils télégraphiques Wheatstone à bandes perforées : leur prix élevé et la difficulté de les maintenir propres.
- Le mercure arrive en charge d’un réservoir II
- (fig. 4 et 6) â deux ajutages en acier C Gx isolés et projetant leur mercure sur les trois lames d’acier isolées t, 2, 3 (fig. 1) qui constituent le bloc circulaire D (fig. 3) sur lequel passe la bande perforée E. L’ajutage C peut s’ajuster de manière que son jet n’agisse que quand ceux de G, sont interrompus par la bande E (fig. 5). jLe mercure tombe, après avoir frappé la bande E, au fond de la boîte B, d’où il passe, par le tuyau
- iô T,
- Il F fi fi
- 1:0.^ |—|
- JV-.
- jul
- ar
- 3
- Fig. 1, 2 et 3. — Appareil transmetteur.
- K (fig. 4), au bas de la pompe à vis d’Archi-mèdel, commandée parla dynamo L, et qui le ramène au réservoir H.
- Le tambour G est commandé par une seconde dynamo N, dont l’arbre porte un disque de cuivre M,, tournant entre les pôles d’un électro-aimant O, et dont le frottement magnétique règle ainsi la marche de G en fonction de l’excitation de O.
- Les plaques 1,2 et 3 du tambour G sont reliées respectivement : i°au pôle positif (fig. 6) de la pile P, 2° au négatif de la pile Q, et 3° à la terre :
- les ajutages G et C! sont reliés au câble R, de sorte que, chaque fois que leur mercure touche l’une des plaques 1, 2 ou 3, au travers des trous delà bande E, le circuit du câble R se trouve fermé sur le pôle positif de G, le négatif de Q ou la terre.
- La pile S excite les dynamos N et L et l’électro-aimant O, à un degré variable, parle rhéostat T, qui permet ainsi de régler la vitesse de la bande.
- La figure 7 indique l’application de ce même
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- 3G
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- principe aux appareils récepteurs : le jet de mercure tombe de G* en I®, au droit du contact D®,
- Fig. 4 et 5. — Détail de la pompe à mercure et d’une bande perforée.
- Û
- Fig. 6. — Schéma des circuits,
- Fig. 7. — Récepteurs.
- d’un réservoir H®, relié à la pile locale P. Le câble du transmetteur R aboutit au relais Rl5 relié par R2 à Ja terre, de sorte que les courants
- envoyés par le transmetteur actionnent l’armature R3, soulevant, à chaque passage, le contact D* sous le jet de mercure, ce qui permet au circuit de P a, ainsi fermé d’aller, par R3 R.,, actionner, par exemple, un sounder Morse R5, relié à Ra à l’autre pôle de la pile.
- G. R.
- Commutateur Garstside et Wood (1893).
- Le fonctionnement de ce commutateur est le suivant :
- Les pièces occupant les portions figurées, quand on pousse le bouton a', on commence par faire pivoter autour de J, malgré le ressort p, le bras w', jusqu’à ce qu’il vienne frapper en l4 le basculeur K, qui, pivotant autour de J, malgré
- Fig. i à 4
- le ressort G, en roulant par son galet k sur F, résiste d’abord à la pression de a; puis, cédant à la poussée de g, K bascule vivement de gauche à droite, et entraîne le barreau commutateur H par le choc de ses joues k.{ (fig. 3) et rompt le circuit, qui se rétablit ensuite de même en poussant le bouton a.
- G. R.
- La transmission électrique de la puissance des chutes du Niagara.
- Discussion.
- La communication de M. G. Forbes sur la transmission électrique de la puissance des
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- *>7
- chutes du Niagara que nous avons publiée récemment (J) a été l'objet, à l’Institution of Elec-trical Engineers, d’une discussion dont nous donnons ci-dessous un résumé.
- M. Fleming, en ouvrant la discussion, fait remarquer que l’exemple donné par M. Forbes mérite d’être suivi ; les ingénieurs ne sont pas toujours disposés à nous initier aux détails de leurs travaux pendant la période de construction, M. Forbes est allé plus loin, il a fait connaître aussi les projets non encore en voie d’exécution.
- Une première difficulté à envisager dans le cas des transmissions électriques par lignes très longues est celle qui provient des effets de la self-induction et de la capacité. Ces difficultés ne sont pas purement hypothétiques; elles ont une signification pratique très importante. L’un
- des grands dangers de ces lignes réside dans les élévations brusques de potentiel qui se manifestent lorsque le circuit principal est brusquement rompu ou fermé. Dans ces circonstances la tension est susceptible d’atteindre des valeurs énormes, et l’on ne peut prévoir les accidents qui peuvent en résulter.
- Les causes de ce phénomène étant connues, il est possible d’y remédier. M. d’Alton et M. Fleming procèdent, à cet effet, de la façon suivante pour ouvrir et fermer le circuit d’une distribution à câbles concentriques. On place dans le circuit principal un transformateur P (fig. i), dont le secondaire S contient un rhéostat à liquide. Pour la fermeture du circuit, on commence, le commutateur B étant ouvert, par fermer les commutateurs A et G , le circuit secondaire du transformateur étant ouvert. Dans ces conditions, le transformateur présente une (*)
- (*) La Lumière Electrique du 9 décembre 1893.
- grande impédance qui compense l’effet de la capacité du câble. Ensuite, on diminue graduellement la résistance intercalée dans le secondaire jusqu’à mettre celui-ci en court circuit. On peut alors fermer le commutateur principal B et détacher le transformateur en ouvrant A et C.
- Pour ouvrir le circuit, on procède aux mêmes opérations, mais dans l’ordre inverse.
- Les câbles concentriques présentent une capacité très considérable, un tiers de microfarad par mille. Avec une tension de 20000 volts et en employant une fréquence de 100 périodes par. seconde, on arrive pour un câble de 18 milles (29 km.) de longueur à un courant à circuit ouvert de 72 ampères uniquement dû à la capacité. On conçoit donc l’importance des basses fréquences. Pour les longues lignes, les câbles concentriques sont admissibles.
- En ce qui concerne le couplage en parallèle des machines, M. Fleming pense qu’un rhéostat de charge artificielle peut rendre de grands services ; il s’en est assuré par des expériences qu’il a faites à Tivoli-Rome. Ces lignes artificielles sont employées dans toutes les stations du continent, et il est curieux qu’elles n'aient pas été adoptées en Angleterre.
- M. Forbes n’a pas décrit les coupe-circuit de sûreté qui doivent être employés sur les lignes principales du Niagara. C’est là une question importante, car ces appareils ne doivent pas être disposés de façon à couper le circuit brusquement en cas de surcharge. Il faudrait se servir dans les distributions par courants alternatifs d’un appareil qui, pour une certaine intensité de courant maximum, introduisît graduellement, mais rapidement, des self-inductions dans le circuit.
- Quant à la tension de 20000 volts, la difficulté ne semble pas devoir résider dans sa production même, mais bien plutôt dans sa transmission. Qu’on songe aux arcs formidables qui peuvent se produire entre les conducteurs! M. Forbes n’a pas indiqué la distance qui sépare les conducteurs principaux; il serait intéressant de la connaître.
- La fréquence adoptée au Niagara semble bien adaptée à l’utilisation de la force motrice. Sur le continent on a adopté une fréquence comprise entre 40 et 5o périodes par seconde qui assure à la fois le service d’éclairage et celui de force motrice. Enfin, les circonstances particulières
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- au début des courants alternatifs ont fait choisir de 80 à ioo en Angleterre et en Amérique.
- M. W. M. Mordey est d’avis que la caractéristique de la communication de M. Forbes est le défi porté à l’industrie électrique sur deux ou trois points d’importance capitale. Ceux, par exemple, qui ont travaillé jusqu’ici avec de basses fréquer.cesont maintenantà justifier cette manière de faire.
- M. Forbes dit dans son mémoire que « le seul fait qui ait été parfaitement établi est que le couplage en parallèle est d’autant plus facile que la fréquence est plus basse ». M. Mordey s’inscrit en faux contre cette assertion; il pense que l’abaissement de la fréquence n’a aucune influence sur la plus ou moins grande facilité du couplage en parallèle. M. Forbes s’est servi dé cet argument que la maison Ganz a adopté la fréquence de 42 périodes par seconde, parce que le couplage en parallèle était plus facile dans ces conditions. Or, d’après M. Mordey, M. Zy-pernowski aurait lui-même affirmé que cette fréquence à été adoptée avant qu’il fût question du couplage en parallèle.
- M. Mordey trouve que l’emploi d’une charge artificielle pour le couplage en parallèle est un procédé primitif et peu utile. La régulation de chaque alternateur peut se faire en agissant sur l’admission de vapeur.
- La tendance du courant à se concentrer vers les parties circonférentielles du conducteur a été également envisagée par M. Forbes comme un argument à faire valoir pour l’adoption d’une basse fréquence. Or, le courant fourni par une des machines à 20000 volts est de 100 ampères, et la section du conducteur est choisie pour une densité de courant de 54 ampères par centimètre carré. Pour ces données, et en admettant une fréquence de 100 périodes par seconde, on trouve dans les tables dressées par lord Kelvin que l’effet de distribution inégale du courant dans la section du conducteur serait absolument négligeable. Il n’est donc pas nécessaire d’abaisser pour cette raison la fréquence à 16 ou 25 périodes par seconde.
- Quant aux transformateurs, on se demande pourquoi on a cru nécessaire de transformer successivement de 20000 à 2000, puis à 100 volts. Au lieu de 2000 volts à la génératrice, il n’en produirait que 5oo qu'il transformerait ensuite directement à 20000.
- M. Gisbert Kapp s’attache à la discussion du nombre de phases à employer. Après avoir bien examiné cette question il est arrivé au résultat suivant : Supposons que le cuivre à employer pour la ligne de transmission pèse 100 tonnes dans le cas du courant continu. Si l’on veut'em-ployer sur une autre ligne de la même longueur et avec le même rendement et la même tension aux isolateurs du courant alternatif, le poids du cuivre est à doubler, il pèse alors 200 tonnes. Ce même poids serait exigé pour deux phases et quatre fils ; mais si l’on se proposait d’économiser du cuivre en n’employant que trois fils pour les deux courants, on serait amené, au corn traire, à un poids de cuivre de 290 tonnes, de sorte que le système recommandé par M. Forbes est tout juste le plus mauvais. Avec troûs^fils et trois phases on emploierait seulement 15o tonnes.
- M. Kapp n’est pas non plus d’accord avec M. Forbes au sujet des moteurs. Il a été dit qu’à basse fréquence le rendement des moteurs serait meilleur, et à la fin du mémoire on trouve un calcul montrant que les pertes dans le moteur à 5 Faute fréquence seraient de 42 0/0 plus élevées que dans le cas de la basse fréquence. Ce fait ne paraît pas contestable, mais M. Kapp craint que M. Forbes n’ait oublié qu’avec la fréquence élevée on obtiendrait deux fois et demie la force électromotrice et autant de fois la puissance du moteur à basse fréquence. Ce qui est envisagé comme une perte de 42 0/0 devient par conséquent un gain de 33 0/0, d’où il faut conclure que la fréquence élevée est plus avantageuse.
- Une des raisons militant en faveur de l’emploi de basses fréquences serait, d’après M. Forbes, la possibilité qu’il donnerait de faire de la première dynamo venue un moteur synchrone. Mais il est nécessaire auparavant de fixer sur une telle dynamo deux bagues de contact, qui ne sont pas faciles à loger, tous les espaces étant déjà utilisés dans les dynamos modernes. En outre, ces moteurs ne démarreraient pas automatiquement; on se verrait dans la nécessité de leur adjoindre un petit moteur Tesla pour les mettre en marche. Pourquoi alors ne pas employer tout de suite un grand moteur Tesla ?
- Il existe sur le marché des moteurs à courants alternatifs à simple phase et polyphasés qui fonctionnent parfaitement. M. Kapp a essayé un moteur construit par les ateliers d’Œrlikoq
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- avec les résultats suivants : la machine donnait au frein 862 watts, et marchait à 1800 tours par minute. La fréquence variait de 60 à 67 ; le rendement industriel était de 60 0/0; le facteur de puissance de 74 0/0 ; et au démarrage le courant fournissant le couple nécessaire à la marche en régime normal était 2 1/4 fois le courant normal. Ce courant de démarrage peut d’ailleurs être fourni par un transformateur de telle sorte que le circuit principal n’en soit pas affecté.
- En ce qui concerne l’alternateur, M. Kapp a étudié dans tous ses détails la machine élaborée par M. Forbes et pense qu’elle représente le meilleur type qui ait pu être produit en vue de l’application spéciale à laquelle elle est destinée.
- M. Sylvanus Thompson fait remarquer qu’il n’est pas établi que le couplage en parallèle soit plus facile avec des machines à basse fréquence qu’à fréquence élevée. Il entre ensuite dans des considérations tendant à montrer que c’est surtout la réaction de l’induit qui tend à s’opposer au synchronisme des machines couplées.
- M. J. Swinburne aurait voulu connaître le prix de revient approximatif de l’énergie et son prix de vente. Ces chiffres doivent être connus, car on ne peut admettre que le prudent Américain érige des manufactures autour du Niagara s’il ne connaissait par avance le prix du cheval-heure.
- La question de l’instabilité de la lumière a été étudiée par Helmholtz, qui a déterminé la fréquence la moins basse des extinctions qui fatigue l’œil. Il a trouvé que la limite se trouve vers 25 extinctions et rallumages par seconde. Cette fréquence représente le double de la fréquence du courant alternatif, qui serait donc de 12 1/2. Il est curieux que M. Forbes ait observé ce phénomène des 48 périodes par seconde pour le courant, soit 96 pour la lumière.
- Quant à la capacité des lignes, il n’est pas besoin de s’en préoccuper outre mesure; càr il est probable que la self-induction des moteurs suffira à compenser ses effets.
- M. S.-F. Walker fait observer, à propos de l’instabilité des lampes à incandescence, qu’en employant de gros filaments on peut rendre la fréquence aussi faible que l’on voudra.
- Il désire connaître le coût du tunnel construit pour recevoir les câbles, car il semble que les canalisations urbaines devront sous peu avoir recours à ce système. Actuellement on se contente d’enfouir les câbles ; tôt ou t^rd des dçfauts
- s’y produisent, les troubles occasionnés dans les lignes télégraphiques et téléphoniques en font foi. La question principale est évidemment celle de la dépense d’établissement, qu’il serait important de faire connaître pour le cas du Niagara.
- Dans les dynamos de M. Forbes les parties mobiles sont très lourdes et tournent à une vitesse très élevée; toutes les parties semblent bien étudiées, mais M. Walker craint qu'il ne soit difficile d’obtenir des arbres d’acier aussi gros, qui puissent résister d’une façon certaine à l’énorme effort de torsion auxquel ils seraient soumis. En Angleterre, on a l'habitude de faire tourner les pièces lourdes à une vitesse beaucoup moindre.
- A. H.
- {A suivre.)
- REVUE DES TRAVAUX
- RÉGENTS EN ÉLECTRICITÉ
- Influence des déformations mécaniques sur la résistance électrique des métaux, par J.-H. Gray et J.-B. Henderson (4).
- Ce mémoire est le développement et le complément d’une note succincte publiée antérieurement, et dont nous avons donné les conclusions dans ce journal (2).
- La première partie du mémoire est consacrée à l'exposé des expériences faites par l’un des auteurs, M. Gray, pour la détermination de la densité de fils métalliques soumis à des déformations mécaniques : traction, étirage à la filière, torsion, martelage.
- Nous avons déjà indiqué les résultats obtenus sur un fil de cuivre de haute conductibilité de 2 millimètres de diamètre soumis à la traction et à l’étirage. Nous rappellerons que la traction a pour effet de diminuer la densité, et que la densité d’un fil passé plusieurs fois à la filière commence par augmenter, puis décroît.
- (* *) Proceedings of the Royal Society, t. LIV, p. 283-3oo.
- (*) La Lumière Électrique, t. XLIX, p. 280 (12 août i893).
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- La torsion augmente la densité. Les nombres suivants se rapportent à un fil de cuivre de 2 millimètres de diamètre et de i3o centimètres de long :
- Densité avant la torsion.............. 8,85o
- — après 200 tours............... 8,887
- — — 3oo tours................ 8,896
- L’effet du martelage est moins accentué; un fil de cuivre a donné les résultats suivants :
- Densité primitive du fil.............. 8,866
- — après un premier martelage... 8,868
- — — second martelage.... 8,875
- Dans la seconde partie du mémoire se trouvent la description de la mesure de la résistance électrique et les résultats qu'elle a donnés.
- La méthode de mesure est celle du pont double de lord Kelvin. La ligure 1 représente la disposition expérimentale adoptée. P G D B est un fil d’environ 10 mètres de longueur fixé à peu près en son milieu par deux boulons G et D. Aux points P, Q,R et B sont attachées les extrémités de résistances r3, rt, r2, r4 d’environ i5o ohms, dont les autres extrémités sont réunies deux à deux aux bornes H et K d’un galvanomètre Thomson G de 538o ohms de résistance. En B est un contact glissant. La portion de fil P Q n’est soumise à aucune déformation et sert de résistance de comparaison. La portion R B est tendue plus ou moins fortement par des poids placés dans le plateau W. La liaison de la résistance r4 et de cette portion du fil s’effectuant par un contact glissant B, on déplace ce contact jusqu’à ce que le galvanomètre soit au zéro. La longueur R B est mesurée à l’aide de deux échelles S et S divisées en demi-millimètres, qui permettent en même temps de mesurer l’allongement que prend le fil par la traction.
- La précision de cette méthode peut être poussée très loin. La longueur R B étant de 400 à 45o centimètres, et un déplacement de 1/4 de millimètre du contact B donnant une déviation appréciable du galvanomètre, une variation de 1/160 pour cent de la résistance peut être décelée. Toutefois, la distance des deux- zéros des règles S et S est impossible à obtenir avec la même précision. Aussi les auteurs admettent-ils que l’on ne peut compter que sur une précision de 1/20 pour cent. Il faut d’ailleurs prendre des résistances rlt r2, r3, r4 sans induction et pren-
- dre les précautions usuelles pour les protéger contre les variations de température.
- Les résultats obtenus peuvent s’exprimer soit au moyen de la résistance spécifique « par unité de masse, soit au moyen de la résistance spécifique p par unité de volume. La première étant la résistance d’un cube dont la masse est égale à l’unité, la seconde celle d’un cube dont l’arête a pour longueur l’unité, ces deux résistances sont liées entre elles par la relation
- o- — p d,
- d étant la densité. Si on appelle R la résistance
- d’un fil de longueur l et de section wona:
- ou, en remplaçant p par sa valeur tirée de la première relation,
- <7 l l , , >.
- R = —-j = <T —j-, L (2)
- t»> Cl tù l Cl
- On voit d’après (1) que connaissant R il faut, pour calculer la résistance c par unité de volume, déterminer la longueur l du fil et sa section <0. Gette dernière quantité est difficile à mesurer avec précision, même pour les fils de grosseur moyenne, car, d’une part, le diamètre d’un fil n’a pas la même valeur en tous les points, et, d’autre part, l’erreur commise dans
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
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- l’évaluation de ce diamètre se trouve doublée dans la section w.
- D’après (2), le calcul de la résistance spécifique par unité de masse exige, outre la connaissance de R, celle de la longueur l et celle de la masse mld du fil. Cette dernière quantité est beaucoup plus facile à mesurer avec précision que le diamètre du fil. Pour cette raison, les auteurs ont préféré exprimer les résultats de leurs expériences au moyen de g. D’ailleurs a étant calculé, il est possible d’en déduire p dans le cas où la densité d du fil, dans les conditions de l’expérience, est connue.
- La méthode employée donne le rapport -, de
- G
- la résistance spécifique g du fil non déformé à la résistance g'du fil soumis à la traction. Soient en effet l la longueur PQ, V la longueur BR qui a la même résistance ; on a
- <7 —~~z~, l — a' —V o) d l tu ci ' l
- D’autre part, soient L la distance primitive entre deux repères tracés sur le fil, L' la distance de ces deux repères quand le fil est soumis à une traction. La masse de matière comprise entre ces repères a la même valeur. Par conséquent
- w L ci = (1/ L' ci'.
- De ces deux égalités on déduit :
- o' _ l_v o- — l’V
- Lés expériences faites sur un fil d’acier de 0,8 mm. de diamètre primitivement tendu par un poids de 14 livres avoir du poids (453,89 gr.), puis soumis à des tractions de plus en plus fortes ont donné les résultats contenus dans le tableau suivant. La première colonne indique les poids tenseurs; la seconde, le rapport de la résistance g' quand le fil est chargé à la résistance g qu’il possédait à l’origine ; la troisième donne le rapport de la résistance g' du fil à la résistance g'i qu’il prend quand on enlève les poids ; enfin, la dernière contient le rapport de cette dernière résistance a\ à la résistance initiale g.
- On voit que la variation permanente de la résistance, donnée par l'excès des nombres de la quatrième colonne sur l’unité, est tantôt posi-
- tive, tantôt négative, et qu’elle est toujours beaucoup plus petite que la variation tempo-
- Poids en livres de 453,59 gr. a' <7 a' d i <T
- 14 1,0000 1,0000 1,0000
- 56 1,0027 1,0034 0,9993
- 70 1,0041 1.0046 0,9994
- 84 1,0054 1,oo56 0,9998
- 98 1,0064 1,0067 0,9997
- 112 1,0075 1,0096 0,9999
- 126 ï,0091 1,0095 0,9996
- 140 r ,0115 1,0110 1,0004
- 154 1,0119 I,0112 1,0006
- 168 1,oi3o 1,0129 I,0000
- 182 i,0145 1,0144 I,0001
- 196 1,oi63 1,oi65 0,9999
- raire exprimée par la partie décimale des nombres de la troisième colonne.
- Pour le cuivre, de nombreuses expériences ont été faites avec des fils de différents diamè-mètres. Le tableau suivant donne les résultats d’un des essais.
- Allongement pour cent Çj. (T
- 0,00 I,OOOOO
- o,o5 0,99029
- 0,5 0,99985
- 2,5 1,00104
- 6,5 1,00415
- 12,5 1,00666
- 16,2 1,00682
- Dans ce tableau, la valeur du poids tendeur n’est pas indiquée, car pour le cuivre l’effet de ce poids dépend du temps pendant lequel il est appliqué, et ce temps variait d’une expérience à l’autre. On remarquera que la résistance semble d’abord décroître. Les auteurs pensent que ce décroissement n’est qu’apparent et provient de la manière d’opérer. En effet, le premier poids tenseur attaché au fil était, comme dans les expériences sur les fils d’acier, de 14 livres. Or, ce poids ne suffisait pas à rendre le fil parfaitement rectiligne, comme on pouvait s’en apercevoir. Alors la longueur prise pour / était plus petite que la valeur réelle, et cette cause d’erreur pouvait masquer l’augmentation de résistance du fil dans les premières mesures.
- De l’ensemble des expériences, il résulte que
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- l’altération permanente de la résistance, bien que beaucoup plus grande que celle d’un fil d’acier, ne dépasse pas i o/o, altération qui est à peu près égale à celle que produit une variation de'3° C. de la température du fil.
- Dans une'série d’expériences, les auteurs ont cherché si, après qu'un fil a été tendu presque jusqu’à la rupture, puis abandonné à lui-même, il se produit une nouvelle variation permanente de la résistance par de nouvelles tractions. Ils ont reconnu qu’elle était sensiblement nulle.
- Le fer doux, sur lequel une traction produit un effet intermédiaire entre celui qu’elle produit sur l’acier et celui qu’elle donne avec le cuivre, a également été étudié. Le tableau suivant se rapporte à un fil de o,8 mm. de diamètre.
- Poids en livres Allongement pour cent <7 <x' a'* <7j <T
- 14 o,oo 1,00000 1,00000 1,00000
- 21 0,155 1,ooo56 1,00026 1,ooo3o
- 28 0,21 I,00072 1,00103 0,99964
- 35 l j 7 1,00128 1,00154 0,99969
- 42 4,0 1,00179 1,00160 1,00018
- 49 8,0 1,00424 1,00224 1,00192 '
- 56 15,5 non mesuré non mesuré I,00186
- Comme dans le cas du cuivre, un fil tendu puis abandonné à lui-même et soumis de nouveau à des tractions conserve la même résistance tant que la nouvelle tension est inférieure à l’ancienne. L’altération permanente de la résistance due à un allongement permanent conserve donc la même valeur.
- En résumé, les expériences ont montré que les variations permanentes de la résistance dues aux déformations mécaniques sont toujours très petites. Si on rapproche de cette conclusion la grande variation que fait subira la résistance d’un métal une trace d’impureté, on peut dire que pratiquement il est permis de négliger des effets des déformations mécaniques.
- J. B.
- Constantes diélectriques principales de quelques substances cristallisées biaxes, par M. Charles Bo-rel (').
- Les axes de polarisation des cristaux biaxes appartenant au système orthorhombique cor-
- (*) Extrait 4e la thèse de doctorat de l’auteur,
- respondent avec les axes de symétrie de ces cristaux. Aussi, quelle que soit la méthode employée pour la détermination de leurs constantes diélectriques, que ce soit la méthode de M. Boltzmann ou celle de M. J. Curie, on est fixé, quant à l'orientation qu’il faut donner aux sphères ou aux lames cristallisées pour obtenir immédiatement les valeurs des constantes principales.
- Il n’en est pas de même s’il s’agit de cristaux biaxes clinorhombiques : un des axes de polarisation coïncide avec l’axe de symétrie, tandis que les deux autres ont une orientation quelconque dans le plan de symétrie.
- Nous étant proposé de déterminer les constantes diélectriques de quelques substances orthorhombiques et clinorhombiques, il nous fallait donc, pour ces dernières, chercher préalablement l’orientation de leurs axes de polarisation dans le plan de symétrie par rapport à une face déterminée du cristal.
- Pour cela, nous n’avions qu’à utiliser les phénomènes d’orientation de sphères cristallisées dans un champ électrique uniforme, phénomènes auxquels conduit l’étude mathématique de la polarisation diélectrique, et qui nous donneront immédiatement les directions des axes dans le plan de symétrie.
- On ne sait du reste que fort peu de choses sur l’orientation des axes de polarisation dans le plan de symétrie des cristaux clinorhombiques. La symétrie de ce système n’exige pas qu’ils coïncident nécessairement avec les axes d'élasticité optique de ce plan. Mais si ces axes d’élasticité optique se déplacent continuellement dans une certaine direction pour des longueurs d’onde de plus en plus grandes, la théorie de Maxwell veut que l’angle que forment les axes de polarisation dans le plan de symétrie avec les axes d’élasticité des radiations bleues soit plus grand et de même sens que celui que forment les axes d’élasticité des radiations rouges avec les mêmes axes bleus.
- Jusqu’à présent, à notre connaissance du moins, cette orientation des axes de polarisation dans le plan de symétrie des cristaux clinorhombiques n’a été déterminée que pour le gypse, où ces axes semblent être très rapprochés des axes d’élasticité optique.
- Il nous a donc paru intéressant de déterminer aussi exactement cjue possible l’angle, que fop-
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- 43
- ment les axes de polarisation du plan de symétrie avec une direction déterminée de ce plan dans une série de cristaux clinorhombi-ques isomorphes. Nous avons employé à cet effet, parmi les nombreux sulfates doubles à six molécules d’eau de cristallisation, ceux que nous avons pu nous procurer en échantillons assez gros et limpides.
- Ce travail se compose de trois parties :
- Première partie. — Orientation de sphères cristallisées des systèmes rhombique et cli-norhombique dans un champ électrique uniforme.
- Deuxième partie. —Détermination en valeurs absolues des constantes diélectriques de ces mêmes sphères par la méthode de M. Boltzmann légèrement modifiée.
- Troisième partie. — Résultats des observations pour chacune des substances étudiées.
- Nous avons entrepris ce travail sous la bienveillante direction de M. le professeur Ch. Soret ; qu’il nous soit permis de lui témoigner ici notre profonde reconnaissance pour ses précieux conseils, auxquels nous avons eu constamment recours.
- I. — Orientation de sphères cristallisées des systèmes orthorhombique et clinorhombique dans
- un champ électrique uniforme.
- Bien que l’orientation des cristaux orthorhom-biques dans un champ électrique ne soit pas nécessaire pour déterminer les valeurs absolues de leurs constantes diélectriques principales, nous ne nous sommes pas dispensé de cette recherche. Les résultats qu’elle fournit deviennent un moyen de contrôle des valeurs que l’on trouvera pour ces constantes.
- Soit une sphère cristallisée biaxe, ne pouvant tourner qu’autour d’un axe normal aux lignes de force d’un champ électrique uniforme. Si nous faisons correspondre cet axe successivement avec la direction de plus petite, de moyenne, et de plus grande polarisation diélectrique, l’étude mathématique de la polarisation diélectrique nous apprend que cette sphère s'orientera différemment dans ces trois cas. Dans les deux premiers cas, ce sera l'axe depolarisation maximum qui se placera parallèlement aux lignes de lorce; dans le troisième cas, ce sera l’axe de polarisation moyenne,
- On peut obtenir le même résultat avec des disques circulaires cristallisés, mais pour déterminer complètement les directions des trois constantes principales d’un cristal biaxe orthorhombique, par exemple, il faut trois disques ayant respectivement comme axe les trois axes de symétrie du cristal.
- Nous avons observé l’orientation des axes de polarisation des diverses substances que nous avons étudiées au moyen de sphères; le sulfate de potasse excepté. Du reste, les résultats de la théorie mathématique ne peuvent être vérifiés rigoureusement que si le cristal est tablé sous forme de sphère. On peut alors observer les différentes durées d’oscillation de cette sphère, dans un champ électrique uniforme, suivant que les axes de plus grande et de plus petite, de plus grande et de moyenne, ou bien encore de moyenne ou de plus petite polarisation sont ensemble dans le grand cercle normal à l’axe d’oscillation, cet axe étant lui-même normal aux lignes de force.
- On obtient ainsi trois durées d’oscillation différentes qui doivent satisfaire à une relation que nous allons indiquer. La vérification de cette relation est une preuve de l’homogénéité de la sphère et d’une polarisation diélectrique conforme à la théorie.
- Soient > K2 > K3 les trois constantes principales; Pi > P2 > P3 les trois axes de polarisation d’une sphère cristallisée biaxe.
- Suspendons-la par un fil vertical dans le prolongement de P2, par exemple; plaçons-la dans un champ électrique uniforme, aux lignes de force horizontales, de telle façon que la direction de P[ soit parallèle aux lignes de force. Dans ces conditions, le couple directeur d’oscillation de cette sphère sous l’influence du champ est égal à
- D = IC„ r F2 (g, — g3) sin a cosa + W oc, (1)
- v étant le volume de la sphère, F la force résultante du champ, W a le couple de torsion du fil de suspension, et a l’angle d’écart. K0 est une constante dépendant des unités choisies. Dans le système électrostatique K0= 1.
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- Pour la démonstration de ces formules, voir l’ouvrage de M. le professeur Ch. Soret Éléments de cristallographie physique; c’est également dans ce traité que nous avons trouvé tous les renseignements qui nous étaient nécessaires pour ce travail.
- Si nous appelons T la durée d’oscillation de la sphère sans électrisation, puis avec électrisation; 4 celle de la sphère suspendue dans le prolongement de l’axe de plus grande induction Pl5 4 de P2, 4 de P3, et w le moment d’inertie de la sphère; pour de petites valeurs de a on trouve :
- T = 7t
- tt — tT
- — JI
- h — "
- Vw’
- v/i
- .) + w’
- F.* (gi - g,) + W>
- V F,* (g, — g,) + W ’
- De ces quatre équations l’on tire, si les valeurs de 4, 4 et 4 sont déterminées par de très petites amplitudes et dans un champ d’intensité constante (Fi = F2 = F3) :
- (2)
- L’équation de condition qui en résulte est:
- T2 _ Ts - 42 T2 — t3* 42 ~ 42 + 4*
- (3)
- Cette relation (3) entre 4> 4> 4 et T s’est vérifiée d’une façon satisfaisante pour la plupart des substances que nous avons étudiées.
- Des égalités ci-dessus on peut encore tirer les relations suivantes :
- (T2 — 42) h- g. —g* _ (A, ^3) {kt + 2) (4)
- (T2 — 42) 42 cr — gs (A, — As) (A, + 2)
- (T2 — 42) 42 g< — £3 . (A, - As) (A, + 2)
- (T* - 42) 4“ g*. — g* ~ (A5 — A,) (A, + 2) wi
- (T2 — ta?) y — gi ës (A, — /c3) (h# 4* 2)
- (T2 - t32) 4* ~~ g* — gi ~~ (A, — As( (A3 + 2)
- De la valeur de r calculée au moyen des
- durées d’oscillation (formule 6), et des valeurs
- de ki et k3 déterminées par une méthode quelconque, on peut calculer la valeur de k2 par la relation suivante :
- _yk,(k3 + 2) — 2 (A, — A„)
- X (A3 F 2) 4* A, — h3
- 2° Au moyen de z :
- _ Z A, (A3 + 2) + A3 (/;, + 2)
- 2 “ s (A. + 2) + A, + 2 ’
- 3° Au moyen de x :
- _ xk3 (h, + 2) + 2 (A,—A3)
- 3 x (h, + 2) + k3 — A,
- (7)
- (8)
- (9)
- Par ces trois dernières formules on obtiendra la même valeur de k2 si 4, 4> 4 et T satisfont à la relation (3).
- Les valeurs de x,y et z peuvent être calculées au moyen des durées d’oscillation, ou au moyen des constantes diélectriques, voir (4), (5), (6). Si les valeurs obtenues par les.durées d’oscillation sont les mêmes que celles obtenues par les constantes, nous aurons une preuve que les trois constantes principales d’un cristal biaxe mesurées par la méthode de M. Boltzmann sont entre elles dans le rapport exigé par les durées d’oscillation des sphères.
- Nous obtiendrons la même preuve en comparant la valeur de k2 observée avec celles calculées par les formules (7), (8) et (9).
- Préparation des sphères. — Pour les cristaux orthorhombiques, nous commencions par détacher du cristal à étudier un cube ayant chacune de ses paires de faces respectivement perpendiculaire aux trois axes cristallographiques. Sur chacune des deux faces perpendiculaires à l’axe du prisme, nous gravions une ligne droite passant par son milieu et parallèle à la macrodiagonale. De l’un des côtés de ce trait principal nous tracions un second trait plus court, plus léger, partant du milieu de la face; les points d’intersection de ces traits indiquaient la direction de l’axe du prisme. Les arêtes et les angles du cube étaient ensuite abattus aussi symétriquement que possible au moyen de papier de verre.
- Cette opération se poursuivait sur les solides secondaires ainsi obtenus jusqu’à ce que la forme sphérique fût bien déterminée. Nous avions soin de reproduire sur les faces nou-
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- velles, à mesure qu’elles se formaient autour des extrémités de l’axe du prisme, les traits indiquant la direction de la macrodiagonale. La sphère ainsi dégrossie était terminée et polie au tour.
- Pour les cristaux clinorhombiques, nous avons suivi la même méthode. Les cristaux des diverses substances (sulfates doubles à 6 IPO) étant isomorphes, nous avons taillé, pour éviter des erreurs, tous les cubes primitifs de la même façon; deux, de leurs faces étaient parallèles à la face ooi du cristal. Par le milieu de chacune de ces faces passait un trait gravé parallèlement en plan de symétrie. Normalement à ce trait principal, et d’un côté seulement, partait aussi du milieu de la face un second trait court et léger; il était disposé de telle façon qu’en regardant la sphère, le second trait étant en arrière du premier, on eût à sa droite la partie postérieure du cristal, et à sa gauche la partie antérieure. Les intersections de ces traits servaient aussi à conserver sur la surface de la sphère les extrémités de la normale à la face ooi.
- Nous avons du reste vérifié les orientations cristallographiques de toutes les sphères que nous avons utilisées au moyen de leurs propriétés optiques et du microscope polarisant.
- Appareil et méthode d’observation. — Le champ électrique uniforme se formait entre deux plateaux circulaires de laiton ayant un décimètre de rayon. Ces plateaux étaient fixés sur des supports en verre. Des articulations convenables, que l’on pouvait rendre mobiles ou fixes à volonté, servaient à rendre les faces intérieures des deux plateaux parfaitement parallèles, tout en les plaçant dans des plans verticaux. Une vis de rappel permettait d’éloigner plus ou moins les deux plateaux l’un de l’autre, et un index, se déplaçant sur une échelle, indiquait en millimètres la distance qui les séparait.
- Le tout était enfermé dans une cage à parois de verre. La pai'oi supérieure présentait une ouverture au-dessus des plateaux. Dans cette ouverture se fixait un tube de verre long de 5o centimètres. Il portait à sa partie supérieure une sorte de treuil en laiton sur lçquel était fixée une des extrémités du fil de suspension et sur lequel ce fil pouvait s’enrouler plus ou moins. On pouvait donc toujours placer les sphères au milieu du champ. Ce tube de verre portait encore à sa partie supérieure un cercle fixe et horizontal
- divisé en degrés. La pièce à laquelle se trouvait fixé le fil de cocon pouvait tourner sur elle-même autour d’un axe vertical passant parle fil. Elle entraînait dans ce mouvement un index qui glissait autour du cercle divisé.
- Nous avons essayé différents modes de suspension des sphères. Nous avons fixé premièrement des sphères à l’extrémité du fil de cocon au moyen d’une petite sphère de cire molle. Mais cette sphère se déformait toujours en l’appliquant sur la sphère cristallisée. Elle acquérait ainsi la propriété de s’orienter d’elle-même dans le champ électrique, et cette orientation, dans certaines circonstances, modifiait complètement l’orientation de la sphère cristallisée. Du reste, avec ce mode de suspension, il était difficile de bien centrer les sphères.
- Nous avons aussi essayé de placer les sphères sur un disque de papier paraffiné présentant en son centre une petite ouverture circulaire. Mais comme ce disque et ses fils d’attache s’orientaient d’eux-mêmes, sans sphères cristallisées, il nous a fallu abandonner ce système.
- Nous avons obtenu un mode de suspension ne s’orientant pas d’elle-même, en fixant à l’extrémité du fil de cocon un tube de verre bien cylindrique, long de 2 centimètres et d’un diamètre extérieur de 2 millimètres. Ce tube était complètement rempli de cire molle, et il suffisait de l’appliquer sur la sphère à l’endroit voulu pour qu’elle y adhérât suffisamment et fût rapidement bien centrée. Le fil de suspension mesurait, de l’extrémité de ce tube de verre à son point d’attache, 70 centimètres.
- Nous pouvions juger si là sphère se trouvait sensiblement à égale distance des deux armatures au moyen de ses deux images réfléchies dans les deux plateaux; ils étaient nickelés et présentaient un beau poli.
- Pour éviter l’influence de la conductibilité électrique, qui peut changer complètement l’orientation que produit la polarisation diélectrique seule, un commutateur renversait 174 fois par seconde la direction du champ électrique. Les charges des plateaux étaient fournies par 180 éléments de Gassiot.
- Qu’il nous soit permis d’exprimer ici notre reconnaissance à M. le professeur A. Rilliet pour l’amabilité avec laquelle il s’est occupé de la construction de ces appareils.
- Méthodes d'observation. — Comme nous l’a-
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- vons déjà dit, une sphère d’un cristal orthorhom-bique doit s'orienter dans le champ électrique de telle façon que les directions des axes de polarisation coïncident avec les axes de symétrie. C’est ce que nous avons toujours observé pour toutes les' sphères et disques des cinq substances étudiées. Les sphères étaient successivement suspendues dans le prolongement de l’axe du prisme, de la macrodiagonale et de la brachy-diagonale. Dans ces trois positions delà sphère, l’axe de symétrie qui se plaçait deux fois parallèlement aux lignes de force était la direction de l’axe de plus grande polarisation ; celui qui ne s’y plaçait qu’une seule fois, la direction de l’axe de polarisation moyenne.
- Pour une sphère d’un cristal clinorhombique, nous commencions par la suspendre dans le prolongement de son diamètre parallèle à l’axe de symétrie; son grand cercle parallèle au plan de symétrie était alors horizontal.
- Les deux axes de polarisation du plan de symétrie se trouvant ainsi normaux à l’axe de rotation déterminent donc seuls l’orientation de la sphère. Après plusieurs tâtonnements, en faisant tourner la pièce de suspension, la sphère était placée dans une position telle que le champ électrique ne lui communiquait plus aloi's de mouvement de rotation. Dans cette position d’équilibre, le diamètre normal aux lignes de force est la direction de l’axe de plus petite polarisation du plan de symétrie.
- Voici comment nous déterminions sa position dans le cristal par rapport à la normale à la face 001 (on se souvient que nous avons conservé les traces de cette normale sur la surface de la sphère). Nous observions la sphère au travers d’une lunette dont l’axe était perpendiculaire aux lignes de force et au fil de suspension. Après avoir lu sur le cercle divisé la division correspondant à la position d’équilibre de la sphère telle que nous venons de la définir, nous tournions la pièce de suspension (le champ électrique n’existant plus) jusqu’à ce que l’extrémité du diamètre normal à la face 001 vînt à coïncider avec le réticule du viseur.
- L’angle dont on a ainsi tourné la sphère est 4’angle que forme la direction de l’axe de plus petite polarisation du plan de symétrie, en avant ou en arrière suivant les cas, avec la normale à la face 001 du cristal.
- Pour ne pas être induit en erreur par l’image
- renversée par la lunette, lorsqu’il s’agissait de déterminer si l’angle mesuré se trouvait en avant ou en arrière de la normale à la face 001, nous observions alors la sphère directement sans l’aide du viseur.
- Pour déterminer les durées d’oscillation T, 4, 4 et 4, nous nous sommes servi d’un mouvement d’horlogerie indiquant les demi-secondes.
- Pour déterminer 4> Pa1' exemple, la sphère était suspendue dans le prolongement de la direction de P2. Puis elle était placée dans le champ de telle façon qu’elle y fût en équilibre, c’est-à-dire la direction de P, parallèle aux lignes de force, le fil de cocon n’ayant alors aucune torsion. Puis on lui communiquait une légère impulsion au moyen d’une torsion du fil, que l’on ramenait ensuite immédiatement à la position d’équilibre.
- Les oscillations étaient directement observées sur la sphère an moyen de la lunette.
- L’expérience consistait à déterminer le temps qu’il fallait à la sphère pour effectuer de 6 à 20 oscillations doubles, et nous le déterminions au moins 6 fois pour chaque suspension des sphères.
- Nous aurions sans doute pu mesurer le temps d’un plus grand nombre d’oscillations, et obtenir ainsi une plus grande exactitude, semble-t-il, si nous avions fixé un miroir à la sphère. Nous l’avons essayé, mais sans succès. Dans le prolongement de l’axe de suspension, nous avons fixé à cet effet sous la sphère, avec un peu de cire molle, une longue et fine tige cylindrique de verre dépassant de 1 décimètre le bord inférieur des plateaux; elle portait un miroir à cette extrémité. Il était difficile de bien la centrer, et dès qu’elle faisait un très petit angle avec les plateaux, la durée d’oscillation diminuait sensiblement. Les chiffres que nous avons ainsi obtenus ne concordaient pas entre eux.
- Les amplitudes maxima à partir desquelles nous commencions la mesure du temps étaient de io° environ pour les plus grosses sphères, et de 20° pour les petites sphères.
- Les valeurs des durées d’oscillation des sphères de quelques-unes des substances que nous avons étudiées sont indiquées dans la troisième partie de ce travail, ainsi que la vérification de la relation mathématique qui doit exister entre elles.
- (A suivre).
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- FAITS DIVERS
- On s’est beaucoup occupé depuis quelque temps de la recherche des meilleurs procédés pour la fabrication industrielle de l’ozone, et nous avons enregistré les progrès faits dans les appareils électriques ozoniseurs. Or, il paraîtrait que les efforts faits dans la voie de l’application de ce corps en thérapeutique ne pourront mener à aucun résultat pratique. C’est du moins ce qui ressortirait de récents travaux.
- Dans un article sur la valeur antiseptique de l’ozone, la Revue scientifique donne l’histoire scientifique de ce corps comme un exemple de .la singulière fortune des théories et des hypothèses, en matière de science.
- L’observation, faite par Schœnbein, des effets irritatifs de l’ozone sur la muqueuse des bronches, dit-elle, a suffi pour qu’on accusât ce gaz d’être la cause des épidémies de grippe et de catarrhe des voies respiratoires.
- La théorie de Schœnbein fut complètement renversée quand on s’aperçut que l’ozone a la faculté de détruire les mauvaises odeurs. Ce corps, d’abord malfaisant et père des épidémies, est alors devenu un gaz bienfaisant, antiputride, prêt à faire son entrée dans la thérapeutique des voies respiratoires.
- L’ozone ne méritait, à vrai dire, ni cette indignité, ni cet excès d’honneur.
- Déjà, en 1890, M. H. Sonntag trouvait qu’il faut ^milligrammes environ d’ozone par litre et 24 heures d’exposition pour tuer les spores du charbon : ce qui semble probant au point de vue de la faible valeur antiseptique de ce corps. Les expériences dont M. J. de Christmas rend compte dans les Annales de VInstitut Pasteur (2F novembre dernier) le sont encore plus.
- M. de Christmas a constaté qu’aussitôt que la quantité d’ozone s’abaisse au-dessous de o,r volume pour 100 d’ozone dans l’air, son effet antiseptique devient nul. Pour s'en rendre compte, il a développé de l’ozone dans un petit cabineî bien clos, mesurant 6 mètres cubes. En se servant de l’appareil Houzeau à tubulures multiples, et en réglant l’oxygène à une vitesse d’arrivée d’un litre par heure, l’air du cabinet renfermait une quantité d’ozone qui pouvait être évaluée en moyenne à o,5 milligrammes par litre. A ce taux, l’air était fortement odorant et difficilement respirable; cependant, les cultures de microorganismes poussaient dans ce milieu, sans entrave ni pour le développement, ni pour la virulence.
- Les aliments comme le lait, les fruits, placés dans cette atmosphère, se putréfiaient avec la même facilité que dans un air non ozonisé.
- Il faut donc conclure que si l’ozone possède une certaine valeur désinfectante quand il se trouve en grande quantité mélangé à l’air, il perd cette propriété quand les proportions descendent au-dessous ne o,o5 volume
- pour 100, ce qui revient à dire qu’au point de vue d’une désinfection pratique de nos demeures, l’emploi de l’ozone comme désinfectant esta rejeter. Non seulement, en effet, les difficultés pratiques d’obtenir la quantité d'ozone nécessaire pour une désinfection valable sont insurmon tables, mais l’atmosphère devient irrespirable bien avant qu'on arrive à la saturation nécessaire, et tous les appareils ozoniseurs, etc., inventés pour un tel usage, ne reposent que sur une pure fiction.
- Dans ses dernières séances la Chambre syndicale des industries électriques a discuté la question si importante des nouvelles circulaires ministérielles relatives aux concessions de grande voirie.
- M. Fontaine a conclu, dans sa communication, à la présentation d’un projet de loi qui permît à l’industrie électrique de vivre et de se développer à l’ombre de son puissant concurrent, le gaz.
- M. Sciama propose à la Chambre de décider qu’elle s’efforcera, par tous les moyens, d’obtenir de l’initiative parlementaire le dépôt de ce projet de loi, et de confier à son bureau le soin d’arrêter les dispositions les plus favorables pour la mise à exécution de sa décision. Cette proposition est adoptée.
- M. Sciama rend compte de l’état des pourparlers engagés avec l’école Diderot pour la création d’un cours pro_ fessionnel d’électricité. Le principe a été résolu affirmativement par le conseil de l’école. La Chambre sera priée de voter le principe d’une subvention de 5oo francs par an au cours d’électricité qui serait créé, pour témoigner du grand intérêt qu’elle attache à sa création.
- M. Varennes, industriel à Pantin, ayant eu à installe!4 une batterie d’accumulateurs dans un petit bâtiment exposé au froid et que l’on ne pouvait chauffer, a pris, d’après le Journal de VÉlectricité, le moyen suivant, qui lui a réussi, pour empêcher la congélation du liquide.
- Dans les vases d’accumulateurs, d’une capacité un peu plus grande qu’il n’était nécessaire pour loger les plaques, et dans la masse liquide que les plaques n’occupent pas, on a plongé une petite lampe à incandescence recouverte de vernis noir pour augmenter son pouvoir rayonnant.
- Quatre éléments Daniel! envoient un courant constant dans un circuit sur lequel se trouvent intercalés un thermomètre à mercure et un électro-aimant. Le réservoir du thermomètre est plongé dans le liquide d’un des accumulateurs; l’électro-aimant maintient soulevé un interrupteur.
- Dans ces conditions, le thermomètre à mercure donne passage au courant des éléments Daniell par son mercure, tant que la température est supérieure à o8; aussitôt que cette limite est atteinte, la colonne de mercure*
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- par suite de sa contraction, ne se trouve plus en contact avec le fil amenant le courant; ce dernier est donc interrompu, et rélectro-aimant déclenché. Il met en activité l’interrupteur, qui envoie le courant principal dans chacune des lampes à incandescence immergées, et celles-ci, par leur chaleur rayonnante, relèvent la température de la masse de l’accumulateur.
- Quand la température se trouve suffisamment remontée, l’électro-aimant fonctionne de nouveau et manœuvre l’interrupteur; les lampes s’éteignent jusqu’à ce qu’un nouveau refroidissement ramène la série des opérations qui vient d’être décrite.
- Pratiquement, ajoute notre confrère, une lampe absorbant 62 watts donne environ 36 calories utilisables par heure. Il s’agit, sans doute, de calories d’une espèce particulière, car nous avions cru jusqu’ici que 62 watts-heures représentaient environ 54 calories. Puis on nous dit que le rendement de la lampe noircie est de 3o 0/0 supérieur à celui de la lampe non noircie. On trouvera donc encore longtemps des personnes qui parlent du « rendement » d’un rhéostat (la lampe joue ici le rôle d’un rhéostat), comme on parle du rendement d’une dynamo I Qu’elles nous disent au moins quelle forme affecte l’énergie perdue et où elle va...
- Il y a environ deux ans, un tremblement de terre survenu dans les environs d’Alger a donné naissance à des perturbations magnétiques constatées aux enregistreurs du Parc Saint-Maur.
- Un fait de même nature a été signalé à Potsdam dans la journée du 5 novembre.
- Les magnétomètres auraient été mis en mouvement par un tremblement de terre survenu dans les environs de Grenoble.
- L’époque des perturbations n’est pas tout à fait la même, de sorte qu’il aurait été possible de déterminer la vitesse de propagation, qui aurait été très grande, mais bien inférieure à celle de l’électricité elle-même. On se trouverait donc uniquement en présence d’un effort mécanique.
- Cependant l’observatoire de Potsdam, n’ayant point d’aiguille de cuivre indispensable au contrôle, il n’est pas possible de réunir les éléments d’une démonstration sérieuse.
- Il résulte des renseignements que nous avons reçus de l’observatoire du Parc Saint-Maur que l'on n’a constaté aucune perturbation â l’époque indiquée pour le tremblement de terre des. environs de Grenoble. Faut-il en conclure que les chocs ne se propagent que dans un petit nombre de directions déterminées par la position des fissures provenant de tremblements de terre antérieurs? Nous' nous garderons de nous prononcer à cet égard, mais l’absence de traces à l’Observatoire du Parc mérite d’être signalé.
- Dans la Revue scientifique du u novembre M. W. de Nordling disait que l’Italie ayant introduit l’heure de l’Europe centrale, l’indécision de la Suisse ne pourrait pas durer longtemps. Nous avons reproduit cette information dans notre numéro du 2 décembre. Or, M. de Nordling annonce que dès le u décembre le Conseil fédéral décida que la nouvelle heure serait appliquée au prochain service d’été, c’est-à-dire à partir du rr juin 1894*
- Ce jour-là, le fuseau de l’Europe centrale sera donc au grand complet, moins toutefois la Grèce, qui est à cheval sur les fuseaux de l’Europe centrale et de l’Europe orientale, et qui veut attendre la jonction de ses chemins de fer avec ceux de Macédoine et de Serbie pour y introduire également l’heure de l’Europe centrale.
- Ce n’est qu’en France que nous restons dans le statu quo et que nous ne parvenons pas même à l’unification nationale de l’heure, en bannissant celle de Rouen du service intérieur de nos chemins de fer, où elle fait une concurrence illégitime à l’heure légale de Paris.
- La Société pour l'avancement de l’industrie des Pays-Bas offre une médaille d’or et un prix de 75o francs pour le meilleur mémoire sur la production de l’électricité à l’aide de moulins à vent, son emmagasinement, sa transmission et son utilisation.
- Les points suivants sont à prendre en considération :
- i° Evaluer l’énergie moyenne qu’un moulin à vent ordinaire peut fournir en 24 heures en combinaison avec une batterie d’accumulateurs; indiquer l’installation à établir et le coût approximatif du cheval-heure.
- 2® Examiner s’il est possible, au point de vue économique, d’appliquer les nouveaux moteurs aériens sur une grande échelle à l’emmagasinement et à l’utilisation de l’énergie. Décrire les dispositifs à employer dans ce but, et en montrer l’application à la fourniture de force motrice et de lumière pour une fabrique.
- Les mémoires devront être adressés avant le 1" juillet 1894, avec le nom de l’auteur sous enveloppe cachetée, au secrétaire général de la Société, M. F.-W. Van Eeden, à Harlem.
- Dans une communication à l’Association allemande du gaz, M. Hempel vient d’appeler l’attention sur le prix élevé des charbons de cornue de grandes dimensions qui sont employés aujourd’hui comme électrodes dans les procédés électrolytiques et principalement dans la fabrication du chlore et de la soude par l’électrolyse du sel commun. M. Hempel demande s’il ne serait pas possible de donner au charbon que l’on retire des cornues à gaz la forme de plaques planes II suffirait à cet effet, soit d’employer des cornues à parois postérieures planes soit de placer à l’intérieur des cornues, à l’endroit où le charbon se dépose, des plaques de fonte. On pourrait même
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- y introduire à l’avance les conducteurs en cuivre ou en fer, qu’il est si difficile d’unir étroitement aux plaques de charbon terminées.
- D’après YElectrical Engineerf de New-York, la compagnie des tramways électriques d’Ottawa a mis en circulation une voiture électrique postale qui fait le service des lettres et colis entre la gare et le bureau de poste de cette ville. Ce service était accompli jusqu’alors par des voitures à,chevaux; la durée du parcours était de 20 minutes, tandis que le trajet est parcouru en 5 à 6 minutes par la voiture électrique.
- Dans différentes autres localités des Etats-Unis on fait usage de voitures postales électriques.
- Il paraît que la consommation de poteaux pour lignes électriques a été si considérable aux Etats-Unis que les approvisionnements commencent à s’épuiser. On est d’ailleurs obligé maintenant d’employer des poteaux plus forts; car les lignes se multiplient et on en place un grand nombre sur les mêmes supports.
- Le bois le plus employé est le cèdre de l’état du Maine. Ce bois dure très longtemps en temps ordinaire, mais ne supporte pas très bien les grands froids. Ces arbres devenant maintenant plus rares, on commence à se servir de noyers provenant du Massachusetts. Ces poteaux sont plus coûteux, mais d’excellente qualité.
- Un bon poteau en noyer long de 10 mètres vaut de i5 à 20 francs, dépense égale à celle des fils et du travail de la pose.
- La commission des Ingénieurs civils de France chargée de déterminer le sujet du concours pour le prix Giffard à décerner en 1896 s’est arrêtée à la question suivante :
- Transmission de la puissance motrice à l’aide de l’électricité, soit aux machines-outils d’un atelier, soit aux machines d’une ligne de chemin de fer ou d’une ligne de tramways, soit aux appareils divers d’un pont, d’un navire, d’un dock, d’un chantier de travaux publics, etc.
- Le concurrent devra commencer son mémoire par une revue sommaire de l’état du sujet qu’il aura choisi, puis présenter la description d’un travail exécuté ou d’un avant-projet susceptible d’exécution.
- Les prix précédents n’ayant pas été intégralement décernés, les sommes restant sont cumulées avec le prix de 1896, dont la valeur sera ainsi de 6000 francs.
- La compagnie de Fives-Lille a fait breveter récemment un dispositif permettant d’alimenter un système de distribution à trois fils par une seule dynamo à trois balais, sans produire d’étincelles à l’attache du fil neutre. Nous donnons page 3o une description de ce système.
- Malgré toutes les théories proposées, on n’est pas encore parvenu à expliquer d’une façon satisfaisante la production des aurores boréales. Mais il est incontestable que les influences électromagnétiques y jouent un rôle. Une constatation faite à Londres, par Remington, pourrait peut-être mettre sur la voie de la véritable explication du phénomène. Le naturaliste anglais remarqua, dit le Cos-mos, que l’intérieur d’un récipient vide d’air commence à devenir lumineux lorsque le récipient étant animé d’un mouvement de rotation, on en approche une tige de caoutchouc ou de cire à cacheter légèrement électrisée parle frottement. Cette expérience, simple et très curieuse, pourrait donner la clef de nombre de phénomènes météorologiques encore inexpliqués.
- Les nouveaux ateliers que la Compagnie Westinghouse fait élever à Brinton, en Pensylvanie, comprendront huit bâtiments et occuperont un terrain de 120 mètres de largeur sur 800 de longueur. D’après YElectrical World, le bâtiment des machines et les magasins coûteront 25ooooo francs; il leur sera adjoint une fonderie, une menuiserie, une ferblanterie, etc.
- Le hall des machines, bâtiment de deux étages aura 70 mètres sur 226. Il sera pourvu de quatre grues électriques de 10 tonnes et de deux grues de 3o tonnes. Le magasin général, de 23x226 mètres de surface, comportera quatre ponts roulants de 10 tonnes et de 2 tonnes.
- Des voies de chemin de fer relieront les diverses constructions, et un chemin de fer aérien permettra de faire communiquer entre eux les étages supérieurs de divers bâtiments. Des élévateurs électriques seront réunis un peu partout.
- Le chauffage se fera à la vapeur, et la ventilation à l’aide de ventilateurs électriques.
- Après l’achèvement de ces nouvelles constructions tout l’outillage des anciennes usines sera transféré à Brinton, et les immeubles seront vendus.
- La Compagnie Westinghouse emploie aujourd’hui environ 2000 ouvriers ; on voit qu’elle n’a pas souffert de la concurrence que menaçait de lui faire la compagnie Thomson-Houston alliée à la compagnie Edison.
- Éclairage électrique.
- L'éclairage électrique des trains fait des progrès considérables en Allemagne, depuis quelques mois. Sur beaucoup de lignes on installe des lampes éleétriques dans les voitures du service des postes.
- Les accumulateurs sont chargés à Berlin par le courant du réseau de distribution des Ateliers d’électricité. L’administration des postes réalise du chef de l’introduction de l’éclairage électrique une notable économie;
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- Une société d’éclairage électrique vient de solliciter de la commune de Chorange les droits de passage dans la forêt, à l’effet d’utiliser les forces naturelles de la Bourne pour l’éclairage électrique de Romans et Valence. Pour compenser les dégâts causés par les travaux, la compagnie s’engage à fournir gratuitement à Chorange un éclairage de 7 lampes de 16 bougies.
- La ville de Bagnôres-de-Luchon ayant décidé de s’éclairer à la lumière électrique, le maire fait publier un avis informant les personnes désireuses d’entreprendre cette installation à leurs frais, risques et périls, comme concessionnaires de l’éclairage, qu’un projet de cahier des charges est tenu à leur disposition au secrétariat de la Mairie.
- Les propositions devront être adressées sous pli chargé au plus tard le i5 janvier prochain.
- La municipalité fixera ultérieurement le mode de dér signation du concessionnaire.
- Télégraphie et Téléphonie.
- Le journal La Patrie se plaint amèrement du service téléphonique tel qu’il fonctionne à Paris.
- « Nous en avons assez, dit-il, et nombre d’abonnés sont comme nous. Loin de devenir un adjuvant et une commodité pour les affaires, le téléphone devient une source de déboires et de contre-temps.
- « L’administration n’a pas songé aux procès légitimes qu’elle pourrait s’attirer.
- « Qu’elle prenne garde!
- « Elle ne fait pas attention au mécontentement sans cesse croissant du public et semble ne pas se rappeler la grève des abonnés qui a menacé Marseille.
- « Enfin, c’est une honte pour un pays comme le nôtre qu’une incurie et une mauvaise volonté semblables régnent dans une administration de l’Etat chargée d’un service urgent et de nécessité immédiate. »
- Ces récriminations ont peut-être aujourd’hui encore quelque raison d’ètre; mais le public doit reconnaître de son côté que l’administration fait en ce moment même de louables efforts pour remédier à cet état de choses. Les 18000 abonnés parisiens étaient, il y a peu de temps encore, répartis entre douze bureaux centraux réunis entre eux par des lignes auxiliaires. Les retards dont se plaint le public provenaient et proviennent encore de la multiplicité de ces lignes de renvoi.
- Pour améliorer le service, l’Administration a, depuis la reprise des téléphones par l’Etat, poursuivi la centralisation des bureaux, tendance qu’on ne peut qu’approuver et encourager. Elle a créé le bureau de l’avenue Wagram avec 3ooo abonnés, celui de la rue de Belleville avec 6000 abonnés, et achève en ce moment le bureau de la rue Gutenberg, aménagé pour 6000 abonnés et dont la mise en service n’est plus qu’une question de quelques jours, à moins de difficultés imprévues. Enfin, elle projette
- rétablissement d’un quatrième bureau sur la rive gauche.
- En agissant ainsi, l’Administration s’est mise au niveau des derniers progrès réalisés en téléphonie, car il faut bien se dire que le système multiple employé jusqu’à ce jour faute de mieux ne permet pas dans la pratique de centraliser plus de 6000 lignes d’abonnés dans un même bureau. Dès que le nombre d’abonnés dépasse ce chiffre, on se voit obligé de créer de nouveaux bureaux.
- Le grand desideratum actuel serait de pouvoir relier tous les abonnés à un seul bureau, en supprimant ainsi les lignes de renvoi aussi encombrantes qu’incommodes à desservir. On a bien entendu parler vaguement de multiples de 12000 abonnés, mais on ne paraît pas pouvoir atteindre ce chiffre dans la pratique.
- Un progrès de ce genre devenant nécessité, nous espérons le voir bientôt réalisé.
- Le Journal télégraphique mentionnait il y a quelque temps, comme étant peut-être la ligne télégraphique la plus élevée du monde, la ligne de Srinagœr à Gilgit, passant à une altitude de 36oo mètres.
- UElectrical Review annonce que cette ligne, dont la pose n’èst pas encore terminée, atteindra sur son parcours des élévations de 4200 à 4500 mètres et qu’il existe actuellement à Jelapla, dans l’Himalaya, une slation télégraphique à une altitude de 4300 mètres. Cette revue rappelle en même temps qu’à l’occasion d’une expédition dans le Sikkim, en 1888, le gouvernement des Indes britanniques avait fait établir, par le service télégraphique militaire, à travers les épaisses forêts et les montagnes gigantesques du Thibet, une ligne télégraphique dont il existe maintenant encore un bureau à Gnatong, à une altitude de plus de 36oo mètres.
- Sur quelques lignes de chemins de fer des Etats-Unis le téléphone a été substitué au télégraphe. L’exemple le plus récent cité par The Electrician est celui de la ligne téléphonique entre Elkhart et Mishawaka, établie par la compagnie locale de chemin de fer, dans l’Etat d’Indiana.
- D’après le Bulletin de VÈlectricitè et de la Télégraphie un nouveau câble sous-marin d’une longueur de 3i,5 milles va être posé à travers la baie de Djiboutil, de manière à relier Obock à Djiboutil, qui va être choisi comme le nouveau siège du gouvernement de cette colonie française.
- La Charente, aviso-transport des câbles méditerranéens armera pour essais le i5 janvier. Ce navire ira en suite à Obock, où sa présence est nécessaire pour la pose de ce nouveau câble sous-marin.
- Imprimeur-Gérant : V. Nory.
- Imprimerie de la Lumière Électrique. — Paris. 3t, boulevard des Italiens.
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- La Lumière Electrique
- Journal universel d’Electricité
- 31, Boulevard des Italiens, Paris
- Directeur : Dr CORNÉLIUS HERZ
- XVC ANNÉE (TOME Ll) SAMEDI 13 JANVIER 1894 N» 2
- SOMMAIRE. — De l’emploi des moteurs à gaz dans les installations privées et les stations centrales d’éclairage électrique; Jules Bourquim — Détails de construction des machines dynamo; Gustave Richard. — Sur les dimensions de la température absolue; H. Abraham. — Les origines de la soudure électrique; E. Andreoli.— Chronique et revue de la presse industrielle : Expériences sur les moteurs asynchrones monophasés, par M. A. Banti. — Parafoudre Doane. — Télégraphe à condensateurs Rudd (Western Electric C<>). — Compteur Hookham. — Compensateurs d’hystérésis, par A.-B. Field et M. Walker. — La transmission électrique de la puissance des chutes du Niagara. — Parafoudre Elihu Thomson. — Contrôle-compteur E. Thomson. — Accumulateurs Théryc et Oblasser. — Pile Libbey. — Canalisations Crompton et Chambers. — Essais sur un moteur à gaz Crossley d’une installation d’éclairage électrique, par M. Aimé Witz — Revue des travaux récents en électricité ; Société française de physique (séance du i5 décembre 1893). — Sur l’électrolyse du cuivre dans le vide, par William Gannon. — Note sur l’action du sulfate de cuivre et de l’acide sulfurique sur le cuivre métallique, par le professeur Arthur Schuster. — Quelques applications du chauffage électrique dans la pratique du laboratoire, par Edward L. Nichols. — Constantes diélectriques principales de quelques substances cristallisées biaxes, par M. Charles Borel. — Calcul des forces auxquelles sont soumis les corps placés dans un champ électromagnétique ou magnétique, par M. Vaschy. — Faits divers.
- DE L’EMPLOI DES MOTEURS A GAZ
- DANS LES INSTALLATIONS PRIVÉES
- ET LES STATIONS CENTRALES
- d’éclairage électrique (j)
- PREMIÈRE PARTIE.
- Installations privées.
- Dans la plupart des villes de quelque importance qui ne possèdent pas encore de station centrale la lumière électrique parvient néanmoins à s’imposer comme une nécessité inéluctable, et Ton constate généralement que, dans les installations privées existantes, c’est aux moteurs à gaz que l’on a recours pour actionner les dynamos.
- De prime abord, il peut sembler paradoxal et dispendieux de recourir à ces deux intermé-
- (') Les deux parties de ce travail ont été .publiées séparément dans le Bulletin de l’Association des Ingénieurs électriciens sortis de l’Institut électrotechnique Montefiore de Liège. Nous ne croyons pas que le fait d’avoir fixé les idées par des exemples numériques applicables à une ville spéciale soit de nature à enlever à cette note son caractère de généralité. On ne s’écartera guère de nos conclusions en étendant le problème à d’au très cas particuliers.
- J. B.
- diaires, moteur et dynamo, plutôt que d’utiliser directement les propriétés éclairantes du gaz de houille.
- Mais aux qualités particulièrement remarquables de la lumière électrique, déjà suffisantes pour justifier cette anomalie, peuvent encore venir s’ajouter des raisons d’économie. C’est ce que nous nous proposons de démontrer, tout en constatant qu’il y a lieu de considérer séparément le cas des lampes à incandescence et celui des lampes à arc comparées à des lampes à gaz d’intensité équivalente.
- Chapitre I.
- Cas des lampes à incandescence.
- Comme terme de comparaison nous prendrons la lampe de 16 bougies, attendu que l’on construit le plus communément des lampes à incandescence et des becs de gaz présentant cette intensité lumineuse.
- Nous commencerons par déterminer la consommation et le rendement des appareils dont il devra être fait usage dans l’un et l’autre cas.
- I. Becs de gaz. — Le traité passé en 1871 entre la Ville de Paris et la Compagnie Parisienne du gaz porte les stipulations suivantes :
- « Les vérificateurs prendront pour type de
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- brûleur, le bec Bengel en porcelaine, à 3o trous, brûlant sous 2 ou 3 millimètres d’eau de pression avec un verre de 0,20 m. de hauteur, et de 0,049 m. de diamètre en bas et o,o52 m. en haut. Ils en régleront la flamme pour avoir une lumière d’une valeur égale à celle de la lampe Garcel brûlant 42 grammes d’huile à l’heure sous les conditions spécifiées dans l’instruction de MM. Dumas et Régnault :
- « Les deux flammes ayant été maintenues égales en intensité pendant le temps nécessaire pour brûler 10 grammes d’huile, les expérimentateurs mesureront le gaz consommé, qui devra s’élever en moyenne à 25 litres, la consommation devant être en moyenne de io5 litres de gaz pour 42 grammes d’huile ».
- Les cahiers des charges de la plupart des usines à gaz, qui ne sont, à tout prendre, que la stéréotypie de celui de la Compagnie Parisienne, renferment les mêmes dispositions, auxquelles d'ailleurs il est relativement facile de se conformer.
- En effet, bien des houillères peuvent fournir des charbons donnant un gaz plus riche que celui que nous venons de définir, mais dont l’emploi exclusif rendrait l’exploitation des usines à gaz trop onéreuse; on préfère en général se renfermer dans les termes stricts des contrats, en
- distillant de ces charbons mélangés à d’autres plus pauvres, mais beaucoup moins coûteux. L’emploi de « Cannel Goal» ou de « Boghead » permet d’obtenir le titre de 25 litres même quand on dispose uniquement de charbon donnant un gaz dont le pouvoir éclairant soit insuffisant.
- A titre d’exemple, nous citerons les essais effectués à l’Exposition de 1889 par M. M. Sainte-Claire Deville, qui ont démontré que le gaz de la Compagnie Parisienne possède les propriétés éclairantes que l’on exige de lui. En effet, M. Sainte-Claire Deville a trouvé que la production d’un carcel exige ni litres à l'heure, du moment que c’est l’intensité sphérique que l’on mesure. Mais il a constaté que l’intensité horizontale, la seule dont il soit question dans le contrat précité, est supérieure de 5 0/0 à l’intensité moyenne sphérique. La consommation horaire par carcel mesurée horizontalement se réduirait donc à o,q5 X m = io5 litres, soit 11 litres par bougie décimale, soit ij5 litres pour un bec de 16 bougies.
- En réglant soigneusement la pression, certains expérimentateurs ont trouvé des résultats plus favorables, mais ces chiffres ne seraient pas applicables à la pratique industrielle, et nous faisons déjà une hypothèse très favorable au gaz en adoptant le chiffre de 175 litres.
- Tableau des catégories de violeurs à gaz.
- I Moteurs il explosion sans Compression Il Moteurs ù cxplosiou et compression III Moteurs il combustion et compression IV Moteurs atmosphériques
- 1” Aspiration du mélange sous pression atmosphérique.. i» Aspiration du mélange sous pression atmosphérique. 1“ Aspiration du mélange sous pression atmosphérique. i° Aspiration du mélange sous pression atmosphérique.
- » 20 Compression du mélange. 20 Compression du mélange. »
- 2° Explosion i volume constant. 3° Explosion à volume constant. 3° Combustion à pression constante. 2" Explosion à volume constant en course libre.
- 3“ Détente. . 4Ü Détente 4» Détente 3" Détente.
- » )) )) 4° Refoulement du piston par l’atmosphère en course libre.
- 4° Refoulement et échappement des produits del’ex-plosion. 5“ Refoulement et échappement des produits de l’explosion. 5U Refoulement et échappement des produits delà combustion. 5' Refoulement et échappement des produits de l’explosion.
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- II. Moteurs à gaz. — La consommation de gaz varie beaucoup suivant le système de moteur employé; il est donc utile de faire une classification de ces machines, de manière à ramener tous les modèles existants à quelques machines types que l’on puisse comparer entre elles.
- On peut répartir les moteurs à gaz en quatre grandes catégoriessuivant le cycle parcouru par le fluide agissant à l’intérieur du cylindre. Le tableau de la page précédente, emprunté au traité spécial de M. Aimé Witz, résume parfaitement les différentes phases des quatre cycles caractéristiques.
- Pratiquement les moteurs de la deuxième classe se divisent en moteurs à deux, quatre ou six temps, suivant que le cycle est réalisé pendant que le piston effectue une, deux ou trois courses aller et retour.
- Moyennant certaines hypothèses, ces quatre cycles peuvent être étudiés théoriquement par l’application des lois de la thermodynamique. Ces hypothèses sont les suivantes :
- r L'explosion est instantanée et réchauffement des produits de la combustion se fait à volume constant;
- 2° La combustion est complète ;
- 3° Il n’y aucune déperdition extérieure de calorique :
- 4° La détente est adiabatique;
- 5° Elle est complète ;
- 6" Il n’y a pas de contre-pression pendant l’échappement;
- 7" Le moteur est dépourvu de frottements.
- Dans ces conditions les diagrammes ne se composent que de parallèles aux axes coordonnés et d’abiatiques, lignes dont les équations respectives sont :
- p = constante, v = constante, ptf = constante,
- y étant le rapport qui existe entre la capacité calorifique du gaz à pression constante et sa capacité calorifique à volume constant, soit 1,41 pour les gaz parfaits.
- L’étude analytique de ces diagrammes montre que les moteurs de la seconde et de la quatrième catégorie sont ceux dont le rendement théorique se rapproche le plus du cycle idéal de Carnot, composé, comme on le sait, de deux isothermes et de deux adiabatiques et dont le ren-
- T___t
- dement est égal à——, T étant la température
- absolue de la source chaude, et t celle de la source froide avec lesquelles le fluide agissant est successivement mis en contact.
- Mais la théorie générique, basée sur les hypothèses erronées que nous venons d’énumérer, a besoin d’être rectifiée par la théorie expérimentale, qui tient compte de toutes les imperfections du cycle et notamment de celles qui résultent de l’influence des parois.
- Dans les meilleurs moteurs, il se dissipe une quantité considérable d’énergie ; les gaz s’échappent en emportant de la chaleur, 200/0 environ; l’eau de refroidissement doit circuler en abondance et elle quitte le moteur à une température moyenne de-65°, ce qui occasionne une perte de 5o 0/0; enfin le rayonnement et les frottements sont encore deux sources de pertes notables,
- 10 0/0 environ.
- Bref, dans les meilleurs moteurs, on n’utilise guère à la production du travail utile que 20 0/0 de la chaleur produite dans le cylindre par l’explosion ou la combustion du mélange tonnant.
- 11 est donc indispensable, avant de procéder à une sélection parmi les moteurs à gaz, de s’assurer que les résultats de la pratique confirment les déductions de la théorie.
- Or, on constate précisément que les moteurs de la première classe sont ceux qui réalisent le moins bien leur cycle théorique, et comme celui-ci était déjà le moins favorable des quatre, ces moteurs, qui ^consomment en moyenne 2000 litres de gaz par cheval-heure effectif, allumage compris, peuvent être considérés comme les moins économiques. Ceux de la troisième classe ne consomment guère que 900 litres, mais ils sont peu nombreux et ne possèdent aucune particularité qui les rende spécialement recommandables.
- Les moteurs atmosphériques conservent dans la pratique leur supériorité théorique; — ils ne consomment que 65o litres environ, — mais tout en constatant que leur principe ingénieux en rend l’étude intéressante, il faut reconnaître qu’à l’heure actuelle leur réalisation présente encore de grandes difficultés.
- Aussi tous les moteurs à gaz s’effacent-ils devant ceux de la deuxième classe , et surtout devant ceux à quatre temps, dont le moteur Otto constitue le type le plus parfait.
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- Voici en quels termes M. Aimé Witz caractérise le cycle de ce moteur :
- « Le cylindre de la machine est horizontal, il est ouvert à son extrémité antérieure. Le piston actionne, par l’intermédiaire d’une bielle, la manivelle d’un arbre coudé sur lequel est monté un fort volant dont le rôle est capital, attendu que, sur deux tours de l’arbre, un demi-tour seulement est moteur. En effet, la première course du piston aspire le mélange tonnant, la course arrière consécutive comprime ce mélange dans une chambre dont le volume est égal aux quatre dixièmes du volume total du cylindre; l’explosion survient alors et ramène le piston en avant, en produisant un travail moteur; puis le piston retourne en arrière une seconde fois et chasse les produits de la combustion. Sur quatre courses du piston, une seule est donc efficace et le volant doit emmagasiner la force vive actualisée à cet instant, pour suffire au travail résistant dépensé pendant les trois autres courses, sans perdre sensiblement sa vitesse acquise. Le volant joue donc un rôle considérable dans le moteur Otto, et la masse en doit être assez grande, en raison de la fonction
- d’accumulateur d’énergie qui lui est dévolue. »
- La période caractéristique des moteurs Otto, c’est-à-dire la période de compression, est un obstacle à la mise en marche du moteur. En effet, le travail correspondant à cette période de compression ne peut s’effectuer qu’aux dépens de la force vive des pièces en mouvement.il est donc impossible lors du démarrage de vaincre cette résistance; aussi le moteur doit-il être muni d’un dispositif qui permette de supprimer la compression jusqu’à ce que le moteur possède une force vive suffisante.
- Dans le cas où la puissance du moteur est assez élevée, la mise en marche n’est aisée qu’à la condition d’employer un « self-starting » dans lequel on comprime à 5 ou 6 atmosphères, pendant la marche du moteur, un volume de gaz ou d’air capable de donner par sa seule détente une impulsion suffisante pour que le moteur se mette en marche, ainsi qu’une machine à vapeur, par la simple manœuvre d’une valve.
- Les moteurs à quatre temps ont été l’objet de nombreux essais, parmi lesquels nous relèverons les suivants (*):
- Nom du moteur Noms des expérimentateurs Lieu d’expérience Années l'aiasnnco développée en chevaux Consommation en litres par chcval-lieure effectif, allumage compris
- Otto Brnue.r e.t Sîahy Berlin . 1878 2 08 1 140 1070
- Erfurt 3,98
- — Srhoottle.r Altona 1881 3,96 4,00
- _ Allard, Potier, Joubert Paris 897
- ^Trosra. ot î.ohlano .. . 10 00 915 876 — 977
- — Ayrton et Perry Londres 1884 10,00
- Simplex Aimé et Witz Rouen 1885 G,8 — 9,4 G ( 7 — 577 ;
- Durand > > 1886 3,00 712 618 765
- Atkinson.... Crossley.... Hopkinson et Kennedy Londres....... 1888 9,48 14,74
- Otto Kidwell et Keller Pensylvanie... Solre. 625 5io — 563 625
- Obaron "Witz 1889 1892 4,3o 22,80
- Otto Teichmann et Kœhler Cologne
- Gomme on le voit, les progrès réalisés dans la construction des moteurs à gaz permettent actuellement d’espérer une consommation inférieure à 700 litres par cheval-heure effectif, allumage compris. Néanmoins, pour nous conformer aux indications de la pratique et rester au-dessus de la vérité, nous compterons sur 900 litres. Cette mesure de prudence est surtout nécessaire s’il s’agit d’un moteur de faible puissance.
- III. Dynamos. — A pleine charge, une dynamo bien conçue et soigneusement construite, peut
- toujours restituer 90 0/0 de l’énergie qu’elle absorbe, et lorsque son débit diminue, son rendement ne descend guère au-dessous de 85 0/0. Aussi, en admettant que dans une bonne installation on dispose aux bornes des lampes de 80 0/0 de la puissance disponible sur l’arbre du moteur, nous aurons suffisamment tenu compte de la perte par effet Joule dans la canalisation.
- (') Voir aussi plus loin, p. 84, les récents essais de M. Witz sur un moteur.
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- IV. Lampes à incandescence. — En ce qui concerne les lampes à incandescence, il existe trois termes de comparaison pour apprécier leur mérite : leur prix, leur durée et leur consommation. La meilleure lampe sera celle qui coûtera le moins cher par bougie-heure.
- Soit P le prix de la lampe exprimé en francs, H sa durée en heures, W sa consommation moyenne en watts par bougie, G le coût du watt-heure en francs, B l’intensité de la lampe en bougies; le prix de la bougie-heure sera :
- X~ FÏÏ cw-
- i Cette formule permet de comparer diverses lampes fonctionnant à un même régime W, ou bien de déterminer le meilleur régime auquel puisse fonctionner une. lampe donnée, ou bien de déterminer l’âge auquel il est plus économique de sacrifier la lampe; P et G sont deux éléments commerciaux ; B, H et W sont trois données d’expérience qui dépendent l’une de l’autre en ce sens que toutes trois sont fonction du voltage auquel la lampe est soumise; en effet-, étant donnée une lampe à incandescence, son intensité lumineuse est une fonction croissante de la différence de potentiel sous laquelle elle fonctionne; mais à mesure que l’intensité lumineuse augmente, le nombre de watts exigé par bougie va en diminuant. De nombreuses expériences le démontrent. Nous citerons un essai fait par MM. Ferguson et Center sur une lampe Thomson-Houston construite pour donner 16 bougies sous 75 volts.
- Volts Watts Bougies Watts pur bougie
- 60 40 5 8
- 65 44 7 6,39
- 70 5o IO 5,oo
- 75 57 Î6 3,56
- 80 65 22 2,95
- 90 80 40 2,00
- IOO IOO 70 1,43
- I IO 120 I IO 1,09
- 120 i36 i3o I ,04
- 127 i5o Rupture.
- Malheureusement, à ce tableau il -manque une colonne qui renseigne sur la durée des lampes soumises à ces différents régimes. En effet, on abrège la vie de la lampe en augmentant le voltage.
- Des essais effectués en Amérique sur des lampes de 16 bougies, 100 volts, ont donné les résultats consignés dans les deux tableaux suivants :
- TABLEAU 1
- Intensité ou bougies Durée en heures Intensité eu bougies Duréo en heures
- IO 555o 19 534
- I I 3963 20 443
- 12 2857 21 371
- i3 2134 22 312
- 14 1628 23 266
- l5 1322 24 228
- 16 1000 25 196
- 17 802 3o 163
- 18 651
- TABLEAU II
- Volts Heures Volts Houros
- 95 35o5 IOI 785
- 96 2751 102 601
- 97 2i35 io3 477
- 98 1645 104 375
- 99 1277 io5 264
- 100 1000
- Si donc au point de vue de la consommation d’énergie il sembl-e y avoir intérêt à employer un voltage élevé, on est limité dans cette voie par la nécessité de, renouveler trop fréquemment les lampes.
- D’un autre côté, les chiffres du tableau indiquant le régime correspondant à divers voltages sont relatifs à une lampe neuve: mais si l’on fait fonctionner une lampe sous un potentiel constant,- jusqu’à ce qu’elle se brise, son intensité lumineuse diminue graduellement et sa consommation en watts par bougie augmente peu à peu. M. Hippolyte Fontaine estime que quand une lampe a fonctionné 5oo heures, son intensité a diminué de 10 0/0; la diminution est de i5 0/0 après 800 heures, et si la lampe atteint 1000 heures, elle donne 200/0 de lumière en moins.
- Ces phénomènes peuvent être représentés par un double diagramme tracé en prenant les temps comme abscisses, les ordonnées représentant :
- i° L’intensité en bougies;
- 2° La consommation en watts par bougie.
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- Si l’on fait fonctionner la lampe sous un voltage modéré, les deux courbes sont presque parallèles à l’axe des temps et se prolongent longuement. Si l’on force le régime, les deux courbes se raccourcissent et prennent une inclinaison marquée.
- Il en résulte que si deux lampes identiques sont soumises, l’une à un régime initial modéré, l’autre à un régime intense, le rendement moyen de la seconde pourra être moins élevé que celui de la première, malgré sa supériorité au début.
- Il y a donc deux raisons pour ne pas forcer le
- oltage :
- i° Cette pratique abrège la vie des lampes;
- 2° L’accroissement de rendement qu’elle produit n’est que momentané, et correspond à une diminution finale du même facteur. Aussi admet-on généralement que le meilleur régime moyen est celui qui correspond à 4 watts par bougie, soit environ 3 watts au début, et 5 watts lorsque la lampe est mise hors de service. Dans ces conditions, on peut estimer à Soo heures la durée de la lampe.
- Ulilisalion d’un mètre cube de gaz. — Ces chiffres établis nous pouvons déterminer l’effet utile que l’on peut retirer d’un mètre cube de gaz, selon le mode d’emploi auquel il est soumis :
- i* Le bec de gaz de 16 bougies consommant 11 litres par bougie-heure, un mètre cube de
- gaz permettra la production de-^?- = c)i bougies-
- heures.
- 2° Un moteur à gaz Otto consommant 900 litres par cheval-heure effectif, allumage compris, un mètre cube peut produire 1,11 cheval-heure, soit 817 watts-heures, ou, en tenant compte du rendement de la dynamo et de la ligne, estimé à 800/0,65q watts-heures, susceptibles de donner 164 bougies-heures, la bougie exigeant 4 watts.
- L’effet utile du gaz est donc bien supérieur, dans le cas de l’éclairage électrique, à ce qu’il est dans l’hypothèse de sa combustion directe comme agent de lumière.
- Il est intéressant de se demander pourquoi l’énergie du gaz est aussi mal utilisée lorsque ce xfluide est employé à la production de la lumière.
- La combustion du gaz dégage une certaine quantité de chaleur;- mais toutes les matières qui le composent ne sont pas susceptibles de se combinera l’oxygène de l’air. Il en est d’incom-
- bustibles qui se bornent à traverser la flamme en emportant de la chaleur que l’on peut considérer comme absolument perdue au point de vue du but proposé.
- Parmi les produits combustibles, on peut encore faire une classification ; les uns se combinent directement à l’oxygène de l’air, les autres, avant leur combustion, donnent lieu à un phénomène de dissociation. Une première partie de la chaleur produite est emportéedans l’atmosphère par les gaz inertes et les produits de la combustion ; une seconde portion de cette chaleur est utilisée à la dissociation des hydrocarbures; une troisième, enfin, sert à porter à l’incandescence les molécules de carbone mises - en liberté et tenues en suspension dans le jet gazeux. Ce sont ces particules solides incandescentes qui constituent la cause presque exclusive du phénomène lumineux.
- Encore faut-il, pour obtenir un bon rendement, que le brûleur réalise deux conditions :
- i° Il doit favoriser la décomposition complète des hydrocarbures ;
- 20 II doit permettre de porter les molécules incandescentes à une température aussi élevée que possible. M. Ed. Becquerel a démontré, en 1 effet, que l’intensité lumineuse d’un corps incandescent est une fonction exponentielle de sa température :
- Dans cette formule a, b, e sont des constantes, T est la température du corps, l la température à partir de laquelle il commence à rougir dans l’obscurité.
- Les phénomènes dont nous venons de faire l’analyse qualitative peuvent se traduire par deux chiffres dus au physicien Tyndall. Dans les laboratoires le rendement optique du bec de gaz n’est que de 0,317 °/° et 'a production d’une bougie exige une puissance de 68 watts. Les chiffres correspondants pour la lampe à incandescence sont 6 0/0 et 3,5 watts.
- Par contre, dans le moteur à gaz, 20 0/0 environ des 6000 calories produites par la combustion d’un mètre cube sont utilisables. On conçoit dès lors qu’il peut être économique d’utiliser le gaz à la production de la lumière électrique. Mais il est évident que le bénéfice obtenu en intensité lumineuse ne se traduit pas nécessai-
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- rement par un avantage pécuniaire, attendu qu’il faut tenir compte des frais qu’entraîne l’installation du moteur de la dynamo. Si le nombre des lampes alimentées est minime, le système est évidemment dispendieux, mais il est à présumer que pour un grand nombre de lampes il pourra devenir économique.
- Nous supposons le cas d’un établissement situé à Liègé qui soit éclairé tous les jours depuis le coucher du soleil jusqu’à dix heures, et nous calculerons sa dépense annuelle dans l’une et l’autre hypothèse. L’éclairage de cet établissement fonctionnera pendant 14^6 heures par an. Soit x le nombre de lampes installées.
- 1° Cas de l'éclairage électrique.
- A. Coût du gaz. — # lampes de 16 bougies fonctionnant pendant 1456 heures exigent 4 x i6x i456Ar=g3i84x watts-heures, ou, en tenant compte du rendement de la dynamo et de la
- 116480 .v
- 100
- ligne, g—X 93184 x watts-heures
- watts-heures
- 116480
- 158, 2 x chevaux-
- 736
- heures = 0,9 x 158,2 .v — 142,38x mètres cubes de gaz. Or, à Liège le mètre cube de gaz ne coûte que 0,10 fr. pour les usages industriels. Il en résulte une dépense de 14,24 .v francs par an.
- B. Moteur. — Le moteur doit avoir une puis-
- sance G égalé a 16 X 4 X -g— X x = o, 108 x
- chevaux. Le prix du moteur est une fonction <p (C) de sa puissance. Evaluons à 100/0 le taux de l’intérêt et de l’amortissement; la dépense annuelle du chef du moteur sera de 0,1 cp (G).
- La fonction 9 (C) varie suivant les constructeurs. Nous avons cherché à la déterminer pour les machines Otto à deux cylindres construites spécialement , par la maison Fétu-Defize et C°, de Liège, en vue de l’éclairage électrique. Nous avons trouvé que l’on commet une erreur inférieure à 3 0/0 en adoptant :
- i° Pour les moteurs dé moins de 20 chevaux l’équation :
- <p, (C) — 2400 + 38o C francs.
- 20 Pour les moteurs de plus de 20 chevaux :
- ç. (C) = 6140 -f 210 C francs.
- Ces prix comprennent le moteur, les bou-
- lons et plaques d’ancrage, une double boîte en fonte pour l’aspiration, deux poches à gaz anti-pulsatrices, une série de boulons à écrous, un contrepoids pour le régulateur, un fourreau en tôle pour faciliter le démontage du piston et enfin l’emballage, le tout amené à pied d’œuvre à Liège. Majorons ces chiffres de i5 0/0, ainsi qu’il nous a été indiqué par la maison Fétu-Detize et G", pour tenir compte des fondations et du montage et nous trouvons un intérêt et un amortissement de
- (280 + 4,71 x) francs dans le premier cas (1)
- et de
- (706 + 2,61 x) francs dans le second cas. (2)
- C. Dynamo. — La dynamo devant alimenter simultanément x lampes de 16 bougies devra
- développer w = ———.v = 0,064 x kilowatts.
- Son prix sera également une fonction J/ (w) variant suivant les constructeurs. Nous avons également cherché à déterminer cette fonction pour les dynamos Pieper construites par la Gompa-gnie internationale d’électricité à Liège.
- Jusqu’à 12 kilowatts-on a sensiblement 4, (»') = (4?o -f 190 U1) francs, et de 12 à 72 kilowatts.,
- 4, (ij')= (1000 4- 125 il’) francs.
- Majorons également ces chiffres de i5 0/0 pour tenir compte des fondations et de la pose. Comptons 10 0/0 d’intérêt et d’amortissement; on a :
- Dans le premier cas :
- '(52 + 1,44 .v) francs; (31
- Dans le second :
- (115 4- 0,93 x) francs. (4)
- Un calcul x'apide permet de reconnaître que les équations (i)et (3) d’une part, (2) et (4) d’autre part, sont applicables dans les mêmes limites de puissance. En effet, 20 chevaux avec un rendement de transformation de 80 0/0 donnent 12 kilowatts.
- D. Courroie. — La dépense relative à la courroie peut se réduire à bien peu de chose du mo-mentque l’on emploie l’accouplement « Evans », dont on peut voir une application à l’Institut Montetiore. La poulie de la dynamo est rappro-
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- chée du volant du moteur de manière à ce que l’intervalle entre les deux jantes soit exactement égal à l’épaisseur delà courroie. Celle-ci, un peu trop longue pour envelopper exactement la poulie de la dynamo, flotte légèrement, et le volant entrai ne l’induit dans sa rotation par l’intermédiaire de la courroie. Une courroie semblable ne coûte pas plus de io francs. Faisons l’hypothèse, peu probable, qu’elle soit hors de service au bout de deux ans et portons 5 francs à notre devis.
- E. Eau de refroidissement. — Le calcul nous a démontré que sans commettre une erreur de i o/o on peut traduire par l’équation suivante les résultats des essais faits par la maison Fétu-Defize et C° sur la consommation d’eau de ses moteurs. F (C) = (0,106 -f- 0,029 C) mètres cubes par heure, soit par an :
- ( 155 + 4,56 a-) mètres cubes.
- Dans certains cas, une source naturelle, un puits artésien, permettront d’annihiler, jusqu’à un certain point, la dépense résultant de la nécessité de refroidir sans cesse le cylindre du moteur. Mais ce sera là une exception et nous devons prévoir la nécessité d’user d’eau alimentaire. A Liège, le mètre cube d’eau de la ville coûté 0,20 fr. La dépense annuelle sera donc de (3i -f- 0,91 x) francs.
- F. Graissage, — Les moteurs Fétu et Defize sont généralement munis de lubrifieurs à graisse solide qui ne dépensent pas. plus de o,3 gr. par cheval-heure. Pendant ce temps la dynamo consomme environ 0,2 gr., soit par an :
- o,ooo5 x 0,108 x x 1456 = 0,079 -V kilos.
- Cette graisse coûtant 1 franc le kilogramme, la dépense annuelle sera de 0,079 x francs.
- G. Tableau de distribution.— Pour fixer les idées, admettons que l’on ait jugé utile de diviser le réseau en trois circuits distincts. Le devis du tableau pourra être établi comme suit :
- Francs
- Marbre.............................. 20
- 1 voltmètre........................ 75
- 3 ampèremètres.................... 225
- 3 interrupteurs.................... go
- 3 plombs fusibles................... i5
- Barres de connexions................ i5
- 8 bornes............................ 10
- Transport, montage.................. 5o
- -5oo
- Soit 5o francs d’amortissement et d'intérêt.
- H. Appropriation du local, entretien et réparations. — En général l’installation mécanique et électrique d'un établissement privé se fait dans le sous-sol ou dans un arrière-bâtiment. Il n'est donc pas nécessaire de prévoir une augmentation de loyer. Néanmoins, l’appropriation du local a pu entraîner certains frais dont 100/0 doivent figurer au budget. De plus, dans la salle des machines, il faudra un banc de travail muni d'un étau et des quelques outils indispensables au conducteur de l’installation pour faire des réparations sommaires aux appareils qui lui sont confiés, c’est-à-dire de marteaux, tenailles, limes, tournevis, vilbrequin, clefs, etc. Il lui faudra également des déchets de coton et du papier émeri pour l’entretien des machines, du sable à répandre sur le dallage, quelques ustensiles, seaux et brosses pour le nettoyage du sol, bref un grand nombre de petits accessoires qui s’usent, se brisent ou se perdent et demandent à être renouvelés. Des balais de rechange sont également indispensables pour les dynamos.
- Admettons que ces diverses dépenses puissent s’élever à 3oo francs.
- I. Canalisation. — Depuis que la lampe à incandescence a pénétré dans l’intérieur des habitations, il a été possible,en réunissant un grand nombre de devis, d’évaluations, d’estimer approximativement le coût moyen de la pose d’une lampe à incandescence. Ce prix comprend : l’installation des fils sous gaine, des interrupteurs, plombs fusibles, sockets, tulipes ou abat-jours métallique, ainsi que la première lampe. Du moment que ce travail est exécuté sans aucun luxe, mais d’une façon irréprochable, le prix demandé varie entre i5 et 25 francs par lampe. Adoptons le chiffre moyen de 20 francs. Une installation de x lampes coûtera annuellement
- 20 x c
- ----— 2 x francs.
- 10
- J. Remplacement des lampes. — Nous avons estimé à 800 heures la durée des lampes au régime moyen de 4 watts et à 1456 heures la durée de l’éclairage annuel. Le nombre des lampes à remplacer annuellement sera de
- Le prix des lampes a singulièrement baissé depuis quelques années: on en vend de très bonnes à l’heure actuelle, qui ne coûtent que
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- i,5o fr. Dans cette hypothèse, le renouvellement des lampes coûterait 2,73 x francs.
- K. Compteur à gaz. — A l'usine à gaz de Liège, on loue des compteurs dont le prix varie suivant le calibre. Nous avons trouvé que ce prix varie suivant la formule
- p = (4,45 -f o,31 b) francs,
- b représentant le nombre de becs de 16 bougies qui peuvent être branchés sur le compteur.
- Notre moteur consommant par heure .J42>38 x _
- r 1456
- 0,098 x mètres cubes, on aura
- d’où
- 98 x 175
- = o,56 x ;
- p = (4,45 + 0,18 „r) francs.
- L. Compteur à eau. — Le compteur à eau entraîne à Liège un droit de location de 10 francs.
- M. Mécanicien électricien. — On a parfois admis la possibilité d’abandonner un moteur à gaz à lui-même une fois que sa vitesse est parfaitement réglée. Pourtant cette pratique n’est nullement recommandable, surtout dans le cas actuel. Il ne suffit pas pour le succès de la lumière électrique que son prix soit suffisamment faible ; il faut encore que sa stabilité et sa fixité soient irréprochables. Il est donc indispensable d’avoir en permanence à proximité des machines un homme capable de remédier aux moindres perturbations qui pourraient se produire dans leur marche, voire même de les prévenir.
- En admettant que cet homme travaille en moyenne 2 heures et demie par jour en dehors des heures d’éclairage, son travail annuel sera de 1456 -j- 2,5 x 365 = 2378 heures 1/2.
- Si cet homme est payé à raison de o,5o fr. l’heure, il touchera annuellement 1184,25 fr., soit 1200 francs, somme bien suffisante, étant donnés les longs loisirs dont il dispose, et qu’il peut utiliser.
- Récapitulation. — Tous les frais que nous venons d’énumérer constituent une dépense de (1932,45 -j- 26,39) x francs, en supposant que l’installation nécessite un moteur de moins de 20 chevaux et une dynamo de moins de 12 kilowatts.
- 20 Cas de l’éclairage au gaz.
- A. Coût du gaz. — lampes de 16 bougies consommeront 175 x litres de gaz à l'heure, soit 225 x mètres cubes par an. A Liège le mètre cube de gaz d'éclairage coûtant i5 centimes, il en résultera une dépense de 38,25 x francs.
- B. Canalisation. — Il résulte d’un grand nombre de devis que nous avons pu comparer, que la pose d’un bec de gaz Bengel, faite correctement et sans luxe revient environ au même prix que celle d’une lampe à incandescence équivalente, soit 20 francs. D’où une dépense de (2 x) francs, par an.
- G. Compteur. — La location du compteur entraînera enfin une dépense^,45 -|-o,3i ,r)francs.
- Récapitulation. — L’éclairage par le gaz coûtera annuellement (40,56 x -f- 4,45) francs.
- L’éclairage électrique et l'éclairage au gaz coûteront le même prix si l’on installe un nombre de lampes au moins égal à celui que donne l’équation
- 1932,45 -(- 26,39.r= 4,45 + 40,56.r ;
- d’où
- x — 136 lampes.
- Augmentons ce chiffre de 10 0/0, afin de tenir compte des frais imprévus, notamment des frais de correspondance, de la majoration éventuelle des primes d’assurance pour couvrir le risque complémentaire résultantd’un moteur à gaz, etc., et nous pourrons dire qu’à Liège, dans les conditions énumérées plus haut, il y a avantage à faire de la lumière électrique par moteur à gaz du moment que l’installation comporte au moins i5o lampes de 16 bougies.
- Dans les yilies de quelque importance, le-s établissements comportant un éclairage correspondant à i5o lampes de 16 bougies ne sont pas rares. D’ailleurs, rien n’empêche d’alimenter deux ou trois immeubles sans changer les conditions économiques du problème.
- En tous cas, plus le nombre des lampes sera grand, plus sera longue la durée moyenne de l’éclairage, plus l’emploi de l’électricité sera justifié, puisque les frais généraux se répartiront sur un nombre de bougies-heures plus considérable.
- Jules Bourquin.
- (A suivre.)
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- Co
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- DÉTAILS DE CONSTRUCTION
- DES MACHINES DYNAMO (x)
- Dans le système de distribution de Stanley et Kelly, l’alternateuràintensité constanteG(fig. 67) envoie dans les primaires des transformateurs P, en série sur son circuit A, des courants de haute tension transformés sur les secondaires S en courants de basse tension. Les circuits de ces secondaires renferment des auges de polarisation Il constituées par des séries de plaques EF, plongées dans un électrolyte sans action chimique sur elles, comme des plaques de charbon dans de l’eau acidulée ou de fer dans une dissolution de soude caustique. Quand on fait passer dans ces auges un courant de tension trop faible pour y déterminer l’électrolyse, il s’y développe une force contre-électromotrice de polarisation proportionnelle au nombre des plaques en série et à l’intensité du courant, et qui peut neutraliser la force électromotrice due à
- l’auto-induction de S, ce qui augmente le rendement des transformateurs. Quand la charge des secondaires S augmente, il en serait de même de leur force électromotrice — du fait de l’aug-
- Fig. 67. — Distribution Stanley et Kelly (i8q3).
- mentation de la force électromotrice d’autoinduction — si cette dernière n'était compensée par l’augmentation de la force contre-électromotrice de polarisation croissante avec l’intensité du courant de sorte que la force électro-
- Fig. 68. — Tableau de distribution Mailloux et Barstow (1893).
- motrice se maintient automatiquement invariable en s.
- La figure 68 représente schématiquement l’installation générale d’un tableau de distribution Mailloux et Barstow appliqué à un système à trois fils.
- Le tableau comprend une barre de connexion neutre ou centrale A, deux barres A3 et A5, de même polarité, mais de potentiels différents, et deux barres A4 et Ac de polarités et de potentiels différents.
- Les dynamos Bt B2, à potentiels constants, sont reliées d’un côté à la barre centrale A, et de l’autre chacune à l’une quelconque des
- (') La Lumière Électrique du 6 janvier 1894, p. i5.
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 61
- autres barres, de chaque côté de A. De ces barres partent les feeders F,. F2, F3... des circuits à trois fils, à branchements dérivés /,/2/:).. et pourvus chacun des plombs fusibles positifs et négatifs gt g2, des ampèremètres correspondants ht h2,.., et des commutateurs S, les reliant aux, barres. Ces commutateurs permettent de relier à volonté chacun" des circuits à une des paires de barres, comme, par exemple, P'2 avec A2 Ai, F avec A3 A4, F3 avec A5 A0.
- Chacun des circuits est relié, en outre, par ses fils extérieurs + et —, à un commutateur C, dont les bras mobiles c7 c3 sont reliés, par 1-2, aux rhéostats E E'. Les fils positifs et négatifs de circuit ou feeder F' sont reliés aux contacts c' c2, ceux de F2 à c3 et c.,, et ceux de F3 à c5 et c6,
- Fig-, 69.— Distribution Bentley (General Electric C“), 1 8g3
- Les premiers et les derniers contacts des rhéostats E et E'sont reliés par 3-5 et 4-6, aux bras dj, d3. d2, d3 d’un troisième commutateur D, dont les contacts fixes sont reliés : d5 avec A'; d7 d3 avec A3, d4 avec A5, d0 avec A2, ds d10 avec A,j, et d12 avec Ac.
- On a représenté en i i des plombs fusibles, et en H j H2 des ampèremètres. Les paires de contacts d7 et d|, ds et dl0 sont reliées chacune, par 7 et 8, à un galvanomètre G, et G2.
- Supposons maintenant que l’on veuille transférer, par exemple, le feeder F2 des barres A4 A2 aux barres A3 A4, d’un potentiel plus élevé. On relie d’abord, par G, les fils 1 et 2 et les contacts c3 c.,, le feeder F2 aux bras des rhéostats E, E2, qui occupent alors la position figurée, où ils ne comprennent aucune résistance, puis on amène
- le commutateur D dans la position figurée, de manière à introduire entre les barres A, et A3, A2 et A3 les résistances des rhéostats E! et E2. Comme F2 se trouve alors relié aux barres A, A2, de potentiel moins élevé, par hypothèse, que celui des contacts d9du„ ou des barres A3 A4, les galvanomètres G'G indiqueront cette différence. Après quoi, l’on n’a plus qu’à amener les bras des rhéostats sur les contacts e3 e3, qui sont au même potentiel que les barres A, A2, puis à continuer de les tourner de droite à gauche, de manière que le courant passe graduellement des barres A3 A., aux barres A4 A2, ainsi que l’indiquent les ampèremètres II, II2. Si l’on se trompait de direction, la sonnerie k avertirait aussitôt. On arrête dès que les indications de
- Fig. 70. — Distribution Harrison (1893)
- ces ampèremètres correspondent à peu près à celles des ampèremètres /z, et h2 du feeder F2, puis on déplace le commutateur D, de manière qu’il rompe les contacts d5 d0, tout en maintenant fermés les contacts plus larges d, di0.
- Par cette opération, l’on a séparé des barres A, A2 les résistances E, E', de sorte que le feeder F2 reçoit le courant des barres At A2 directement, et des barres A3 A4 au travers d’un nombre des résistances de E2 et E, tel qu’il suffise, d’après les indications concordantes des ampèremètres h2 /z, et II2 II,, à la nouvelle charge de ce feeder. Ceci fait, on sépare, par son commutateur S, le feeder F2 des barres A, A2, tout, en le laissant relié aux barres A3 A4 par 1-2, C, E1, E2, H4, II2 D; on supprime graduellement les résistances E, E, en amenant e4 e2 en e3 e4 de manière à élever F2 au potentiel de A2; on relie F2, par S, directement aux barres A3
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- Ai, puis on ramène e et et à leur position neu-ire indiquées sur la figure, et l’on ouvre le commutateur D.
- Si l’on avait à transférer un feeder de A3 A.( à A5AG)- on opérerait de même, mais en tournant le commutateur D à droite au lieu d’à gauche.
- Pour transférer un feeder, F3 par exemple, des barres Ar’ Aa aux barres A3 A.,, de potentiels moins élevés, il faut, après avoir relié F3, par Gc5c°, au circuit des rhéostats fermer, par D, les contacts d?di, dn d12, et amener les bras e e des rhéostats, non pas sur les contacts de gauche, mais sur ceux de droite, — on est guidé, comme précédemment, par la sonnerie k, — ouvrir la communication S de F3, puis introduire des résistances, par e et e', jusqu’à ce que les deux galvanomètres G, et G1 tombent au zéro. Ceci indique que le potentiel des feeders en E1E2 est le même que celui des barres A3 A,. On ferme alors D sur d d7, d2et ds, puis on relie F3 directement à A3 A.( par S; on ouvre D et C, et l’on ramène e et e' à la position figurée.
- On voit que cette disposition permet d’opérer le transfert des feeders sans couper d'abord leurs connexions, et sans provoquer une variation sensible dans la marche de leurs circuits.
- Dans la distribution Bentley (fig. 6g) les génératrices GiGa... sont accouplées en quantité sur les barres B et B', avec câble égalisateur G. La barre B' est divisée en sections M, N, O, P, Q, avec commutateurs S; S2.., les sections extrêmes M et Q étant reliées par un gros conducteur T, et l’on a installé entre les sections des dynamos réceptrices DD'... à inducteurs variables, que l’on met en mouvement en ouvrant les commutateurs S2...
- Si l’un des feeders, F, par exemple, se surcharge, de sorte que son potentiel baisse, on ouvrira les commutateurs S et S', on ajustera les inductions de G', par son rhéostat R', de manière à augmenter sa rorce électromotrice, puis ceux des réceptrices D D', par IL, de manière que leur force contre-électromotrice suffise pour permettre d’élever le potentiel en N de la quantité voulue. Si, par exemple, les dynamos G' G2.. donnent, normalement, toutes i io volts, et qu’il en faille 120 en F, on s’arrangera pour que G’ donne 120 volts, et que D et D produisent une torce contre-électromotrice de 10 volts. Ceci revient à isoler la section N de M
- et de O, assez pour permettre au feeder F de prendre son courant à 120 volts; l’excédônt du courant de G' se répartit, par D et D, aux sections M et O, où il arrive, ramené à 110 volts par la force contre-électromotrice de D et D'. Quant à la puissance, généralement assez faible, de ces moteurs, on a presque toujours l’occasion de l’appliquer à des fonctions accessoires : pompes, ventilateurs, etc.
- M. Harrison s’est proposé, par le système de distribution représentée schématiquement en figure 70, de combiner les avantages des systèmes de distributions directs à basse tension, et indirects, par transformateurs, à haute tension. Le premier est spécialement avantageux quand on marche à faible charge, et le second quand on marche en puissance moyenne ou maxima.
- A cet effet, chacun des transformateurs particuliers 1, installé, par exemple, dans une maison reliée au réseau, est pourvu d’un commutateur automatique à levier 3, avec armature 3* et quatre contacts 4, 4“, 4*, 4e, à coupes de mercure 5, 5“, 5*, 5e, de chaque côté de son axe 3n, et un électro à fil fin 7, dérivé en 8, 8“ sur les feeders du circuit.
- Ceci posé, étant données les connexions indiquées, le système fonctionne comme il suit.
- A la station centrale se trouvent deux dynamos ; l’une, 15, continue et à basse tension, l’autre, 16, à haute tension et alternative. Le commutateur 17 permet de relier au circuit l’une ou l’autre de ces dynamos.
- Supposons que l’on marche en faible charge, avec la dynamo continue 15, et que la charge du circuit augmente au point d’exiger la dynamo 16.
- Tant que l’on marche avec la dynamo 10, l’électro-aimant 6, dont l’enroulement ne, s’oppose pas au passage des courants continus, attire fortement son armature, de manière à relier le circuit V V« directement au circuit local q, qa, par (4*, 4e), (.3*, 5e); mais, dès que l’on remplace, au moyen du commutateur 17, et sur les indications de l’ampèremètre du poste contrôle, la dynamo i5 par l’alternateur 16, la rupture momentanée du circuit par 17 laisse l’armature 3 retomber de manière à mettre en circuit, par (4, 4“), (5, 5“) le primaire du transformateur 1, qui y demeure, parce que l’auto-induction de l’électro 9 s’oppose à son excita-
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- tion par les courants alternatifs suffisamment pour l’empêcher d’attirer son armature.
- On peut, comme on le voit à la droite de la figure 70, compléter l’électro-aimant 6 par un deuxième enroulement 7“, à fils fins, en dérivation sur le circuit local 99", tandis que le gros enroulement 7 est en série avec le primaire 1“ du transformateur. Le courant continu à basse tension traverse ce primaire et l’électro 6 sans résistance, de manière qu’il soulève son armature et relie, comme précédemment, le secondaire du transformateur aux feeders, et l’y maintient. excité par le passage du courant en 7". Dans cet état, le primaire ia et le secondaire 1* du transformateur sont séparés du circuit local 9a — 8. Quand on remplace la dynamo i5 par
- Fig-, 71. — Distribution Chesney (Stanley Laboratory C°, (1893).
- l’alternateur 16, l’électro 6 lâche, comme précédemment, son armature, parce que le courant qui passe dans son gros fil — le courant primaire du transformateur— est trop faible, tandis que l'auto-induction du fil fin s’oppose, de son côté, au passage des courants alternatifs.
- Lorsqu’on veut alimenter, d’un circuit générales A A (fig. 71), par des transformateurs PS, dérivés sur ce circuit, simultanément un circuit de lampes à incandescence D L et un autre de lampes à arc T T', il se produit en D une chute de potentiel due probablement à la force contre-électromotrice développée par les solénoïdesou par les arcs mêmes des lampes T. M. Chesney a proposé, pour éviter cet inconvénient, de munir ehacune des lampes à arc d’un condensateur en série G, ou en dérivation G', de capacité suffisante pour en neutraliser l’auto-induction. Si le
- condensateur est en série avec la lampe, comme G, l’intensité du courant augmente dans la lampe, qui brille d’un plus vif éclat, tout en évitant en D la chute due au décalage des courants par T. Si le condensateur est en dérivation, comme G', c’est lui qui fournit la décharge B, nécessaire à compenser la chute, mais l’éclat de la lampe n’augmente pas, parce que l’intensité de courant dans l’arc reste, en moyenne, la même, tout en empruntant une moindre énergie au transformateur.
- Le rhéostat de mise en train pour moteurs de
- Fig. 7a a 74. — Mise en train Adams (1891-1893).
- M. Adams a (fig. 72) la course utile de son bras 3 comprise entre deux cliquets à ressorts 7 et 11, avec biseaux 8-6 et 10-12, disposés de façon à ne se laisser franchir parle bras 3 que dans le sens de la flèche. Pour mettre en train le moteur, dont l’inducteur 14 est dérivé sur le circuit a b a 3 17 et par l’armature par 3, les touches 4 du rhéostat et le fil 17, il faut tourner le bras 3 de 6 à 12 en surpprimant graduellement les résistances et tel que l’on n’en peut rompre le circuit, en franchissant 12, qu’après avoir supprimé toutes les résistances. Pour refermer le circuit, le bras 3 est ensuite obligé de repasser, toujours dans le sens de la flèche, de 10 à 8, de manière qu’il ne puisse refermer le circuit qu’avec toutes les résistances interposées, c’est-à-dire, sans dan-
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- ger de brûler l’armature, tout en envoyant, dès cette fermeture, par (a 3 17 e), la totalité du courant dérivé sur l’inducteur 14.
- L’alternomoteur de Swinburne représenté schématiquement par la figure a son armature fixe imparfaitement recouverte par ses enroulements principaux G CGC, et pourvue de quatre enroulements à basse tension F FFF, qui excitent les quatre bobines DDDD de l'inducteur tournant. L’inducteur porte un commutateur pour redresser ses courants d’excitation,
- Fig. 70 à 79. — Alternateur Swinburne (1892).
- dont la tension peut être très basse (5 à 10 volts pour 100 à 1000 volts aux bornes A et B), de manière à éviter les étincelles au départ et à l’arrêt.
- En figure 76 l’inducteur n’est pas excité séparément, mais par une dérivation du circuit principal de l’armature, et, lorsque l’on ouvre le commutateur II, les inducteurs sont mis en série avec l’armature de manière à donner au champ une excitation puissante pour le démarrage. Quand on ferme II et ouvre I, l’armature est en circuit ouvert, et le moteur part sous l’influence des courants induits par l’armature lorsque les
- balais sont dans une position telle qu’ils mettent l’inducteur en court circuit.
- En figure 77, l’inducteur est excité par un transformateur G, dont le primaire est dérivé sur A et B, et le secondaire relié à l’inducteur par des contacts qui permettent d’en graduer l’excitation. En figure 78, on a supposé l’emploi de deux transformateurs : l’un G, en dérivation comme celui de la figure 77, et l’autre N, dont le primaire est en série sur l’armature et le secondaire en série dans le circuit excitateur.
- En figure 79, au démarrage, on ferme I sur
- Fig. 81 à 85. — Alternateur polyphasé Bell (General Electric C°, 1893).
- son contact supérieur.de manière à couper l’inducteur du circuit, puis, en fermant K, on complète les circuits des bobines LLLL en série avec le condensateur M, de sorte que le moteur démarre avec un double courant. En refermant I, comme l’indique la figure 79, le moteur devient auto-excitateur.
- On sait qu’il faut, principalement avec lès moteurs polyphasés, introduire, pour le démarrage, dans le circuit de l'armature, des résistances que l’on retranche graduellement à mesure que le moteur s’accélère. Le dispositif de M. Bell représenté par les figures 80 à 85 a pour objet de fa-
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÊ
- 63
- ciliter cette opération, pour les moteurs à armature mobile, tout en évitant l’emploi de contacts glissants.
- On a indiqué en figure 80 schématiquement la disposition générale d’un moteur triphasé, dont les enroulements i, 2, 3, écartés de 120°, aboutissent respectivement au collecteur G d’une part, et, de l’autre, aux contacts a h c, avec interposition de résistances pour démarrage FED, 10 à 12 fois plus grande que la résistance propre de l’armature. En figure 81 les trois enroulements sont reliés en série : 2 à 3 par la résistance D, 3 à î par E, et i à 2 par F, et ces résistances peuvent être coupées de leurs enroulements en réunissant les contacts m et n par un circuit de faible résistance.
- En exécution, les contacts abc sont (fig. 83) fixés au plaieau 1, calé sur Varbre de l’armature dont le manchon K, calé à rainure et languette, porte, sur un anneau métallique O, isolé en P, trois contacts 9, que l’on peut rapprocher ou écarter de I par le levier O : on supprime les résistances F D E, après le démarrage, en appuyant sur abc les contacts 9.
- La figure 84 indique comment cette suppression peut se faire automatiquement par un régulateur à force centrifuge T, malgré le ressort U qui applique, au démarrage, les contacts 9 sur a b et a.
- DÉTAILS DE CONSTRUCTION DES MACHINES DYNAMO DÉCRITS DANS MES ARTICLES DE 1891 A l8g3 (4)
- Anderson, 3i janvier 1891, p. 210; 5 nov. 1892, 264. Alcock, 26 sept. 1891, 607. Apollony, 18 nov. 1893, 3i3. Atkinson, 7 mai 1892, 218.
- Bailey et Stevenson, 2 mai 1891, 219. Bail, 20 juin 1891, 864. Bassett, 10 déc. 1892, 167; 5 juin, 18 nov. 1893,406, 307. Bary, 2 mai 1891, 220. Baxter, 26 mars 1892, 607. Bell, 18 nov. 1893, 3io. .Bradley, 23 janv. 1892; 21 janv., 4 mars, 3 juin 1893, in, 416, 418, 410. Brain et Arnot, 23 janv. 1892, 167. Bogue, 4 mars 1893, 414. Boucherot, 6 aoCit 1892, 274. Boudreaux. 16 sept. 1893, 5o8. Brown, 18 nov. 1893, 3i3, 314.
- Callendar. 2 juillet 1892, 14. Cazal, 6 août 1892, 268. Clarke, 25 juil. 1891, 207. Cleaver, i5 avril 1891, 170. Cherry, 10 déc. 1892, 522. Conty, 23 janv. 1892, i65. Cowan, 21 janv. 1893, 109. Coerper, 5 mars, 5 nov. 1892, 468, 267. Crompton, 23 janv. 1892, i63. Crocker-Wheeler, 26 sept., 14 nov. 1891, 6o3, 3og. Crompton et Friske, 2 mai 1891, 23 janv., 5 mars 1892. 220, i63, 470. Cuénod-Sautler, 14 nov. 1891, 3o5. Currie, 2 mai 1891, 227. Cutler, 23 janv. 1892, 166, 16S.
- Daggett, 6 août 1892, 272. Davies, 3i janv 19 déc. 1891 208, 56i. Darley, 26 mars 1892, 689. Desrozicrs, 19 déc. 1891, 562. Dobrowolsky, 3i janv., i5 avril, 20 juin, 26 sept., 19 déc. 1891, 212, 169, 565, 6o5, 563; 3 juin 1893, 411. Dorman, 2 juil 1892, 18. Dressler, 29 juil. 1893, 166. Dunn, 1893, 407.
- Easton, 3i janv. 1891, 207. Edison, 3o avril 1892, 217, 218 Edmunds, 19 déc. 1892, 91, 568; 6 oct. 1892, 275. Eiclte-meyer, 2 juil., Ier oct., 10 déc. 1892, i5, 17, 519. Elkins, 3o avril, 2 juil. 1892; 217, 19. 21 janv., 18 nov. 1893, n3, 309. Ellis, 6 août 1892 274. Emmott et Rider, 2 mai 1891, 223 Evans, 5 nov. 1891, 266.
- Ferranti, 19 mars, 23 et 3o avril, 6 août, ieroct, 10 déc.
- 1892, 558-56o, i65, 210, 275, 16, 527. Fiske, 18 nov. 1893, 3o8. Foote, 3i janv. 1891, 209. Forber, Ier oct 1892, 20
- Gaylord, itr oct 1892, 14. Gay et Hammond, Gilliland, 23 janv. 1892, 164, 5 nov. 1892, 268. Goolden et Atkinson, ioc oct 1892, 19. Gravier, 2 juil r8g2, 17. Greenwood et Batley, 5 nov 1892, 265.
- Hall, 1" oct., 1892, 5 nov 21, 262. Harper, 19 mars 1892, 559 Hartnell, 6 août, le déc 1892, 268, 524. Hathaway, oct. 1892, 16 Heaviside, 7 mai 1892, 267. Heinze 16 sept.
- 1893, 5io. Henning. 4 mars 1893, 4 mars 1893, 412. Henry, 16 sept. 1893, 5io. Hill, 3 juin 1893, 408. Holmes, 20 juil., 19 déc. 1892, 564, 562 Hopkinson, 3i janv. 1891, 209. Hougliton, 21 janvier 1893, n5. Hunter, 3 juin 1893, 409.
- Immish, 20 juin 1891, 562.
- Jarmann, 27 sept. 1891, 601. Jenney, 7 mai, 6 août 1892, 267, 270.
- Kalb, 2 mai 1891, 219. Ivapp, i5 avril 1891, 166, 170; 29 juil. 1893, 167. Kennedy, 14 fév , i5 avril 1891, 3o6, i65; 7 mai 1892,268. Ivingsdon, 2 mai 1891, 225; 5 mars 1892, 467. Loedding et Verstrate, 6 août-1892, 270. Koch, 29 juil. 1893, i65. Ivolben, 5 nov. 1892, 266.
- Labour, 7 mai 1892, 270. Lahmeyer, 5 et 19 mars, 2 juil.
- 1892, 460, 559, 21, 276. Lamme, 4 mars 1893, 112. Lankert, 14 nov. 1891, 314. Leblanc, 7 fév. 1891, 275; 23 janv. 1892, 168. Linders, 5 mars 1892, 469. Lucas, 29 juil., 18 nov. i8g3, 168, 3n. Lundell, 27 juil. 1892, 17; 4 mars 1893, 413, 415.
- Mac Elroy, 21 janv. 1893, ii3. MacLaughin, 19 déc. 1891, 563; 29 juil. 1893, 164. Mailloux, 6 août 1892, 275. Meston, 3 juin 1893, 405. Meyrowitz, 2 mai 1891, 332. Morday, 14 nov. 1891, 312; 2 juil. 1892. 12. Munro, 29 juil.'1892, 167.
- Nebel, 29 juin 1891, 562; 5 mars 1892, 466. Newton et Hawkins, 23 janv. 1892, i63.
- Ott et Kenelly, iür oct. 1892, 17.
- Parker et Ress, 14 nov. 1891, 3u. Parcelle, 25 juil. 1891, i65; 21 janv. 1893, m. Parshall, 5 nov. 1892, 266; 16 sept. i8y3, 509. Paterson et Furnaux, 10 déc. 1892, 522; 4 mars
- 1893, 414. Perret, 29 juil. 1893, i65. Pfannkuche, 25 mars, 5 nov. 1892, 607,260; 21 janv. 1893, 114. Poilpott, 2 juil.
- 1891, 21. Preschlin, 2 juil. 1892, 22. Potescksko, 19 mars
- 1892, 562. Pyke et Harris, 19 mars, 7 mai, 5 nov. 1892, 358, 267, 268.
- Radcliffe, 2 mai 1S91, 223. Rechniewski, 29 juil. 1893, 160 Reignier, i5 avril 1891, i63 ; 21 janv. 1893, no.Reister, 18 nov. 1893, 3o8 Renshaw* 3i janv. 1891, 208. Roher, 16 sept. 1893, 5)2. Ryan, 18 nov. 1893, 3o6.
- Sahulka, 19 déc. 1S91, .563. Sayers, 10 déc. 1892, 521. Sèchehaye, 20 juin 1891, 565. Schuckert, 3i janv. 1891,211. Schuyler, 18 nov. 1893, 307. Scribner, 10 déc. 1892. 523. Shallenberger, rr oct. 1892, 29. Sherrin, i5 avril 1891, 168.
- (') Pour les articles antérieurs, voir la note au bas de la page 203 du numéro de 3i janvier 1891.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- Short, 2 juil., 6 août 1892, i5, 268. Siemens et Halske,
- 3 janv., i5 avril, 2 mai, 20 juin, 26 sept, 14 nov., 19 déc. 1891, 205, 171, 226, 564, 696, 3io, 571 ; 5 mars, 7 mai, 2 juil., 6 août, 1" oct. 1892, 470, 270, 21, 268, 21 ; 21 janv. 16 sept., 18 nov. 1893, 108, 116, 5n, 312 Sistine et Scott, 18 déc. 1891, 567. Southall, 25 juil. 1891, i5g. Spence, 3 juin i8g3,
- 408. Sperry, 6 août, 1" oct. 1892, 16; 18 nov. i8g3, 307. Stanley et Shallenberger, 25 juil. 1891, 161. Stanley et Kelly, 26 sept. 1891,605; i"oct. 1892, 20; 16 sept. 1893, 5ii. Stone, 7 mai 1892, 265. Sutcliff et Atkinson, 5 mars 1892, 469. Swinburne, 2 mai 1891, 226.
- Testa, 14 nov 1891, 3io. Thomson (E.), 7 fév , t5 avril, 14 nov. 1891, 274, 166, 3o8; 26 mars, 6 août, 10 déc. 1892, 6o5, 269-273, 523 ; 21 janv., 3 juin, 29 juil., 18 nov. 1893, 116,
- 409, 164, 3i2. Thury, 19 nov, 1891, 307 Tomlinson. 25 juil. 1891, 162.
- Vinicombe, 2 mai 1891, 219.
- Wadley, 26 sept. 1891, 602. Wahlstrœm, 26 sept. 1891, Go3; 10 déc. 1892, 5e5. Waren, 10 déc. 1892, 520. Westinghouse, 3i janv., 7 fév., 2 mai 1891, 207, 269, 224 White,
- 4 mars 1893, 414. Wigtmann, 1” oct. 1892, 18. Willans, 26 juil., 19 déc. 1891, 160, 572. Williamson, 14 nov. 1891, 314. Willson, 29 juil., 1893, ;63. Winand, 29 juil. 1893, 166. Wood, 7 lév. 1891, 270; 1" oct. 1892, i5; 21 janv., 4 mars 1893, 112, 416. Woodhouse, 16 sept. 1893, 5io. Wurts, 7 mai 1892, 260.
- Gustave Richard.
- SUR LES DIMENSIONS DE LA TEMPÉRATURE ABSOLUE
- La loi quantitative de l’électrolyse, loi de Faraday, peut s’énoncer :
- Dans toute éleclrolyse, le nombre des valences rompues est indépendant de Vélectrolyte etpropor-tionnel à la quantité d'électricité qui a passé.
- Si, pour simplifier, nous supposons l’un des ions monovalents, le nombre des valences rompues sera précisément égal au nombre d’atomes de cet ion qui auront été mis en liberté. Il en ré. suite, qu’en le recueillant à l’état gazeux, son volume, mesuré à une pression et à une température déterminées, sera indépendant de la nature chimique des corps employés, et proportionnel à la quantité d’électricité mise en jeu Q).
- (') Pour un ion polyvalent le volume doit être multiplié par un certain facteur numérique qui est presque toujours un nombre entier, qui n’est pas susceptible de variations continues, qui doit donc être envisagé comme un nombre abstrait ; et l’on n’a pas à en tenir compte dans la détermination des dimensions.
- Si l’on veut, enfin, que le résultat soit indépendant de la pression p et de la température (absolue) T, il faudra considérer l’expression ™ au lieu du volume v, en assimilant le
- gaz étudié à un gaz parfait.
- Mais on ne prendra pas une expression telle
- 2? I
- que y —----;----, qui représente le volume du
- Po i + « t
- gaz sous la pression tixejp0 et à la température de fusion de la glace; car si, pour obtenir des dimensions définies, nous ne pouvons pas faire intervenir de propriété spécifique d’une matière particulière (*), à plus forte raison ne devons-nous pas introduire dans les raisonnements certaines valeurs déterminées de nos grandeurs, comme la pression pn ou la température zéro centigrade.
- En définitive, à toute quantité d’électricité Q correspond expérimentalement une quantité
- p V
- qui lui est proportionnelle, indépendamment
- de toute propriété spécifique des corps en expérience.
- Or je n’exprime pas autre chose en disant que
- les grandeurs Q et ^ sont réductibles entre elles
- et ont mêmes dimensions.
- Ce point acquis, la démonstration s’achève sans peine. De l’équation
- w=[¥]
- on déduit
- [T] —
- \pv]
- [Q]
- et, comme [pv] est homogène à une énergie, le
- \pV]
- quotient est homogène à un potentiel électrique. C’est-à-dire que :
- La température absolue a les dimensions d'un potentiel électrique.
- M. Wilh. Ostwald, en analysant cette note, la fait suivre des critiques suivantes :
- « Ce n’est pas pour son importance scientifique que nous discuterons cette démonstration et son résultat absurde. C’est parce qu’elle contient une erreur... qui réside dans cette propo-
- (l) Journal de Physique, p. S16; 1892.
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- G?
- sition : Deux grandeurs qui sont proportionnelles ont les mêmes dimensions...
- « D’après cela, une force, par exemple, devrait avoir les dimensions [mi2 Z2] puisque la force de
- la
- sion
- gravitation est proportionnelle mx m.. r2
- à 1 expres-Une quantité d’électricité devrait
- avoirmêmesdimensionsqu’un ——b--------:—r—,
- poids équivalent
- c’est-à-dire les dimensions d’un nombre abstrait.
- « Les physiciens circonspects (besonnen) ont vu clair dans les erreurs commises par Maxwell dans la détermination des dimensions... Il est singulier, cependant, que l’on n’ait pas encore reconnu ces erreurs pour ainsi dire officiellement ».
- Nous ne sommes pas de l’avis de M. W. Ost-wald. Toutefois, ce désaccord n’est peut-être qu’un malentendu : le tout est de savoir ce que chacun de nous entend par dimensions. Je prends donc la liberté d’exposer quelles définitions j’ai cru devoir adopter, faute d’en connaître de meilleures.
- Voici ces définitions, qu’on retrouvera dans un article du Journal de Physique (îSqc). '
- Je dirai qu’une grandeur D est réductible aux grandeurs A, B,.:. G, lorsque ne disposant que de grandeurs, d’ailleurs quelconques, d’espèce A, B, .:. C, on peut distinguer une certaine grandeur D parmi toutes les grandeurs possibles d’espèce D, sans faire intervenir les propriétés spécifiques des corps en expérience.
- Les grandeurs, irréductibles entre elles, auxquelles toutes les autres sont réductibles sont dites grandeurs fondamentales.
- Disons en passant que ce qui fait l’intérêt de la théorie c’est précisément l’existence de ces grandeurs fondamentales irréductibles entre elles.
- Définissons, maintenant les dimensions d'une grandeur dérivée. Soient A...B les grandeurs fondamentales, D une grandeur dérivée.
- Etant données des grandeurs A....B d’espèce A...B, nous savons déterminer une grandeur D d’espèce D. Si cette grandeur D varie proportionnellement à certaines puissances a...b des données A...B: les nombres a...b sont les dimensions de D.
- On peut démontrer que l’existence des grandeurs fondamentales irréductibles entre "elles
- doit entraîner comme conséquence que la grandeur D ne peut avoir par rapport à ces grandeurs fondamentales qu'une seule équation de dimensions.
- D’après ces définitions, s’il arrive que les valeurs numériques de deux grandeurs dérivées varient proportionnellement, quelle que soit la nature des corps en expérience, je devrai dire que les deux grandeurs ont les mêmes dimensions. C’est la proposition contre laquelle proteste M. Ostwald. Gomme on le voit, ce n’est pas un théorème, c’est une définition.
- J’attirerai l’attention de M. Ostwald sur la restriction imposée de ne pas faire intervenir les propriétés spécifiques des corps en expérience. Cette restriction est nécessaire : sans elle on donnerait à la masse les mêmes dimensions qu’au volume pour cette raison, par exemple, qu’un certain volume d'eau a une masse déterminée qui lui est proportionnelle. Avec la restriction imposée, la réduction de la masse au volume1 n’est plus possible de cette manière, puisqu’on ferait intervenir une propriété spécifique de l’eau, sa densité.
- Telles sont les définitions adoptées dans la courte note qui est l’objet des critiques de M. Ostwald. Le résultat obtenu est-il correct ? Cette question n’est autre que celle-ci : Les raisonnements sont-ils conformes aux définitions? Une réponse affirmative ne paraît pas douteuse; donc le résultat est correct.
- Au sujet de la méthode employée, M. Ostwald soulève deux objections auxquelles il est aisé de répondre.
- La force, dit-il tout d’abord, devrait avoir les dimensions M2 L2, parce que la force de
- la gravitation est proportionnelle à VhJIh,
- r2
- Je serais tout disposé à accepter cette conclusion si l’expérience avait démontré que l’attraction newtonienne ne dépend pas, comme les forces magnétiques ou électriques, de la nature du milieu ambiant.
- Mais l’expérience n’a pas encore prononcé, il convient donc de se réserver et de ne pas affirmer la réduction de la notion de force à celles de masse et d’espace seulement.
- Prenons maintenant la deuxième objection.
- Je puis être d’accord avec M. Ostwald quand il dit qu’une quantité d’électricité doit avoir, d’après la loi de Faraday, les dimensions
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- d’un (— poids——\ ma;s jenepuisaccepter \poidsequivalent/ 1 r r
- que ce (—P~°^.s -,—soit un nombre. Un 1 ^poidsequivalent/
- poids équivalent n’est pas un poids, et j’avoue ne pas en reconnaître immédiatement les dimensions. Au reste, c’est précisément pour éviter cette obscurité que j’ai remplacé les poids et les
- poids équivalents par les expressions^.
- Le même mode de raisonnement et les mêmes
- définitions peuvent être appliqués à d’autres
- lois physiques. Prenons encore, par exemple,
- la loi de Delaroche et Bérard sur la capacité
- calorifique des corps gazeux.
- Nous énoncerons (]) cette loi : La capacité
- , ... / quantité de chaleur \ ,,
- calorifique —^--------,— ---—:----- d unecer-
- \variation de température/
- taine quantité de gaz simple est proportionnelle à son volume, ou plus exactement à l’expression K^Let ne dépend pas de la nature chi-
- mique du gaz.
- Nous en concluons queles expressions et
- / quantité de chaleur \ , . , . .
- ——-r-.---t—r----;—?---- doivent avoir les me-
- \variation de température j
- mes dimensions. Il en résulte que p v, un travail mécanique, doit avoir les mêmes dimensions qu’une quantité de chaleur, c’est ce qui a lieu effectivement.
- En terminant cette note déjà longue, je Voudrais faire remarquer qu’il n’est pas sans intérêt de donner sur le sujet qui nous occupe des définitions de mots très précises et de raisonner en s’y tenant strictement.
- Assurément on ne pourra obtenir ainsi que ce qui se trouve déjà dans les définitions, mais il faut pas oublier qu’en admettant ici l’existence d’un système de grandeurs fondamentales irréductibles entre elles on a dépassé l’expérience; il va donc là plus que des mots, il y a une idée — et une hypothèse.
- D’un autre côté, les formules de dimensions ont une forme très frappante qui peut suggérer des recherches expérimentales utiles. S’agit-il
- (*) Si l'on ne trouve pas cette loi assez approchée, on
- pourra parti! de
- G — C proportionnel à
- T
- d'ï d T'
- dp dv
- de l’égalité des dimensions du potentiel et de la température, on cherchera à combiner quelque expérience où une force électromotrice variera proportionnellement à une température absolue. C’est par cette voie que j’ai été amené à déduire de la théorie thermo-dynamique de la pile une conséquence qui paraît n’avoir pas encore été signalée.
- Opposons l’une à l’autre deux piles à gaz ne différant que par la pression, qui est n fois plus grande dans l’une que dans l’autre (» étant un nombre quelconque, mais fixe). La force électromotrice résultante ne dépendra pas de la nature chimique de certains matériaux de la pile, et sera proportionnelle à la température absolue de l'expérience.
- J'ajoute qu’il y aurait lieu de formuler une proposition analogue pour les piles à liquides fonctionnant par des différences de concentration.
- J’ose espérer, qu’avec ces explications complémentaires, M. Ostwald voudra bien reconnaître que, sans leur attribuer une importance excessive, on peut cependant attacher quelque intérêt à des proportions du genre de celle que j’ai énoncée, et qu’elles ne sont pas absurdes a priori.
- II. Abraham.
- LES ORIGINES
- DE LA SOUDURE ÉLECTRIQUE
- La soudure des métaux fut une des premières applications qu’on chercha à faire de l’électri,cité, après la découverte de la galvanoplastie. Puisqu’il était possible de couvrir un métal d’une couche métallique avec lequel elle faisait corps, n’était-il pas naturel de croire que deux morceaux de métal mis bout à bout pouvaient être réunis et soudés ensemble d’une façon intime au moyen d’un dépôt métallique qui s’effectuerait dans les fissures ou les solutions de continuité qui existaient entre les deux pièces?
- Des discussions très vives s’engagèrent, et pendant bien des années il y eut de part et d’autre des polémiques pour prouver ou nier la possibilité de la soudure galvanique. Une seule
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
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- barre de métal réunie par la galvanoplastie à une autre barre de métal aurait mis fin à la querelle ; mais il paraît que le problème était fort difficile à résoudre, car de 1840 à i85o on est parvenu à faire toutes sortes de choses par la galvanoplastie, mais nulle part il n’est fait mention d’objets soudés galvaniquement avant i85o, époque à laquelle, à propos des expériences de Philipp, de Berlin, pour souder de l’argent, du palladium et de l’osmium, Elsner se livra à des expériences qui lui permirent d’affirmer que contrairement à ce qui avait été annoncé, l’élec-trodéposition d’un métal entre deux pièces métalliques pouvait s’effectuer économiquement et pratiquement, et que cette union, cette cimentation était très solide.
- cc Quant à ce qui regarde la cohésion de là soudure galvanique, disait-il, elle est la même que celle du cuivre précipité par la voie galvanique, ou plus généralement elle sera celle du métal qu’on précipite. »
- De suite après la publication du mémoire d’Elsner, une commission se forma à Berlin pour contrôler ses assertions au sujet de cette soudure, et elle fit les déclarations suivantes :
- Deux pièces de métal peuvent être réunies par l’accroissement d’un précipité métallique sur la solution de continuité ou fente qui peut être remplie.
- Ce mode d’union n’est rien moins qu'une soudure dans l’acception ordinaire du mot, et par conséquent il riexiste pas de soudure galvanique. Il n’y a rien cependant à objecter à ce qu’on appelle du nom de galvanique ce mode d’union, et il n’est pas douteux que ce moyen ne puisse recevoir de nombreuses applications.
- C’est à ce moment que Aimé-Nicolas Derode, domicilié à Paris, rue Saint-Roch, n° 37, prit un brevet en Angleterre pour unir les métaux non seulement parle dépôt produit par des piles hydro-électriques mais par le courant électrique en combinaison avec la chaleur. Nulle part il n’est question de ce procédé, ni de Derode, dans les Annales du Patent Office. Ni les tables de matières dans lesquelles on indique l’objet pour lequel chaque brevet est pris, ni les tables alphabétiques des noms des inventeurs ne mentionnent cette soudure des métaux, ni le nom de Derode. Mais son mémoire descriptifexiste dans les cartons de la bibliothèque ; il porte le numéro 13,71G et a été déposé le 14 février i85i. Comme
- il est très long, je me borne à en donner le résumé aussi complet que possible.
- Soudure par l'électricité combinée avec la chaleur.
- « Mon invention consiste à employer l’électricité magnétique ou électro-galvanique en y ajoutant l’influence de la chaleur produite par les combustibles ordinaires. En unissant les métaux par mon procédé, leur expansion, leur ramollissement et leur liquéfaction s’effectuent beaucoup plus rapidement que par les moyens ordinaires.
- Vue générale de mon mode d'application de l’électricité. {Premier exemple d'alternance).
- « Pour réunir deux pièces de fonte entre elles, ou une pièce de fonte avec un autre métal, ou même d'autres métaux ensemble, j’opère directement sur les surfaces qui doivent être soudées ; si l’un des métaux est à l’état de fusion, je le soude à un autre métal à l'état solide, de suite, et sans aucun préparatif; s’il s’agit de souder deux métaux à l’état solide, je les décape et je leur applique la chaleur par les moyens ordinaires, et j'ai recours à la coopération d'un autre agent beaucoup plus énergique et moins dispendieux, V électricité.
- « J’opère au moyen d’un courant d’électricité sur les surfaces à souder, et je me sers, ou bien seulement du courant de l’un des deux pôles, ou de deux courants contraires, l’un positif, l’autre négatif, de façon à ce que les deux courants se rencontrent et forment un choc (sic). Les chocs contribuent mécaniquement, par suite des secousses qu’ils produisent, à séparer graduellement les molécules du métal et à mettre en liberté le charbon avec lequel il était combiné (quand on traite du fer ou de l’acier).
- « A cause du calorique qui accompagne l’électricité, et probablement aussi, par une influence chimique qui entre en même temps en action, les courants dilatent les molécules des métaux, les ramollissent et consument et volatilisent le carbone qu’ils contiennent. Ces courants électriques, lorsqu’ils sont combinés avec le calorique produit par la combustion, réduisent plus promptement les métaux à [l’état de fusion et contribuent par conséquent à leur soudure, en éliminant les ingrédients qui sont interposés entre eux.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- « Ces courants produisent aussi des effets magnétiques; ainsi, quand un aimant est près d’un mélange de poussière de charbon et de tournures de fer, le fer s’attache à l’aimant, et j’en ai conclu que si la fonte, par exemple, était à l’état de fusion, l’électricité magnétique ou électro-galvanique agirait, de même que son attraction réunirait ensemble les molécules de fer et que les molécules de charbon devraient par conséquent se séparer des molécules de fer. Un seul choc provenant de la rencontre de deux courants opposés n’est pas suffisant pour produire un effet mécanique, et il faut multiplier la succession de ces chocs avec rapidité pour obtenir le maximum d’effet. Je produis et j’applique en quelques secondes de 900 à 5ooo chocs, et pour arriver à un si grand nombre de pulsations, je n’ai qu’à interrompre l’union des courants et à ouvrir et fermer alternativement le circuit avec rapidité.
- Des différents états des métaux sur lesquels l'électricité est appliquée pour en obtenir soit la soudure, soit la fusion.
- « Si, par exemple, le métal est à l’état froid, j’applique le courant et les chocs pendant qu’il est dans le bain de décapage; au sortir de ce bain, quand je frotte la fonte, le charbon se sépare, le liquide devient noir, et une poudre noire se précipite au fond. La surface peut pourtant n’être qu’imparfaitement décarburée, et alors j’ai recours au feu pour transformer complètement la fonte en fer pur.
- « Si le métal a dépassé le rouge cerise et est au blanc, les chocs électriques produisent une évolution rapide et copieuse de carbone; dans ce cas, la fusion des surfaces des métaux s’effectue plus rapidement, et elle est accélérée par la surabondance de calorique que produisent les courants électriques et l’influence chimique. J’ai pris, par exemple, 3 morceaux de fonte de 6 2/3 onces pour les fondre dans un petit fourneau chauffé au charbon de bois et au coke; j'ai mis en action deux batteries électriques, et immédiatement la fonte a été liquéfiée.
- «J’ai répété l’expérience dans les mêmes conditions, dans le même fourneau, mais sans me servir de l’électricité, et en deux fois le temps qu’avait pris la première opération, la fonte n’était pas encore arrivée au même degré de
- liquéfaction. Pour me permettre de faille passer le courant, des fils de fer entourent les morceaux de fonte avec lesquels ils font contact, et leur extrémité sort du fourneau.
- « J’ai trouvé que lorsque je fonds par l’électricité, ce fil de fer ne dénote pas de traces d’oxydation, tandis que si je fonds sans l’électricité, le fer est très oxydé.
- « Si le métal esta l’état pâteux ou liquide, comme lorsqu’il sort du four, je me sers des courants électriques et je soude immédiatement la fonte liquide avec un morceau de fer ou d’acier à l’état de métal solide, en ayant soin d’opérer à la chaleur blanche et de couvrir les métaux de borax. J’emploie aussi l’électricité avant que le méta-ne soit au rouge sombre, comme quand il s’agit de souder de l’étain ou du cuivre.
- <> Dans un bain d’étain fondu, j’ai plongé une bande de cuivre ; en même temps, j’ai fait agir l’action décomposante de la batterie, en l’agitant de façon à le retirer si une trace d’oxyde se montrait à la surface du métal. J’ai alors plongé plusieurs fois de suite le cuivre dans une solution de muriate de zinc et je l’ai remis dans l’étain; un quart d’heure après, malgré le refroidissement produit par cette opération, la fusion du morceau de cuivre était complète.
- Epreuves auxquelles j’ai soumis plusieurs produits de mon invention.
- « J’avais soudé bout à bout plusieurs barres de fonte; je les ai fait briser, et elles ne se sont pas cassées aux endroits où la soudure s’était opérée, mais ailleurs. J’ai aciéré par une soudure des pics de mineur, des outils de paveur pour couper les pavés et le granit; jamais ma soudure n’a cédé. J’ai soudé de la fonte et des tubes de laiton ; dans l’intérieur des tubes, j’ai soudé des cylindres d’acier; je leur ai fait subir l’épreuve d’une explosion de poudre, comme je l’avais fait pour un canon de 40 livres dans lequel j’avais soudé un tube. J’ai aussi fait des boulets de lonte sur lesquels j'avais soudé une enveloppe de plomb.
- (Le décapage de Derode se composait d’une partie d’acide chlorhydrique et de i5 d’eau ; il y laissait les pièces à traiter pendant plusieurs heures, puis il faisait passer des chocs électriques au moyen d’une bouteille de Leyde ou au moyen d’un multiplicateur à engrenages).
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- Préparation de- la soudure.
- « Les soudures ordinaires peuvent agir sous l’influence des agents cités plus haut, mais il vaut mieux faire un mélange de deux parties de soudure jaune, d’une de laiton et d’un six-cen-tième de nickel en poudre; le tout est plongé dans une solution saturée de borate de soude.
- « Je réunis les pièces qui doivent être soudées au moyen d’un fil de fer. Je mets de la soudure sur les parties qui doivent être réunies et je saupoudre de borax et de verre pilé. On doit avoir un feu vif; dès que le borate de soude se fond et que la soudure se liquéfie, on met en connexion un des pôles de la batterie avec une des pièces qui doivent être soudées, l’autre pôle avec l'autre pièce; le circuit est alors fermé et je produis plusieurs chocs électriques qui font liquéfier la soudure plus complètement et la font pénétrer plus profondément entre les molécules du métal; les interstices vides sont ainsi remplis et les morceaux de métal solidement réunis entre eux. »
- Il y a loin de ce qu’on vient de lire à la soudure électrique, telle qu’elle est pratiquée depuis quelques années; tout au plus peut-on dire que l’idée y était, que Derode, jusqu’à un certain point, a le droit d’être considéré non seulement comme le précurseur de ceux qui ont appliqué l’arc pour fondre et marier les métaux, mais comme l’inventeur de la soudure électrique. Si on remonte en effet à l’origine des progrès, c’est la conception de la chose à réaliser plutôt que les résultats obtenus qu’il fautconsidérer comme la découverte elle-même. Ni Galvani ni Volta ne sont jamais parvenus à faire avec le courant électrique ce que fait aujourd’hui le moindre poseur de sonnettes. Et cependant ce sont eux qu’on regarde à bon droit comme les créateurs de l’électricité. Rien n’a été fait d’un seul coup, d'un seul jet; personne dans le champ de l’industrie n’est arrivé d’emblée à la perfection; il ne faut donc pas trop dédaigner Derode, cet inconnu, ou peut-être ce méconnu de France qui, espérant en mieux tirer parti, est allé porter en Angleterre sa découverte pour souder les métaux par l’électricité et la chaleur.
- Seulement, tout en revendiquant pour le Français Derode la part, quelle qu’elle soit, à laquelle il a droit, c’est un devoir pour moi que
- de dire qu’il a pu être inspiré par les travaux de James Napier, qui me semble avoir été le premier à appliquer l’électricité aux métaux en fusion ignée.
- La manière dont il procédait mérite d’être connue et en voici un abrégé: la soudure Derode date de 1851 ; la fusion électro-métallurgique Napier date de 1844.
- Dans un creuset de plombagine, dont l’intérieur était recouvert d’une couche de terre glaise, Napier introduisait le minerai de cuivre préalablement grillé pour en chasser les matières sulfureuses; ce creuset et son contenu étaient mis sur un fourneau à air ordinaire.
- Puis il préparait une batterie voltaïque composée de cuivre rouge et de zinc amalgamés, chargée d’eau acidulée à 1 /s5 ; le fil positif de la batterie était relié à une tringle en fer terminée par un disque en fer un peu plus petit que la surface intérieure du creuset, le pôle négatif était simplement relié à une autre tringle en fer. La matière contenue dans le creuset étant bien en fusion et liquide, Napier plaçait le disque en fer sur la surface de la matière en fusion et la tringle négative en contact avec l’intérieur du creuset. Pendant le passage du courant et à une chaleur modérée, le métal diminuait graduellement et se déposait au fond.
- On pouvait évaluer les résultats obtenus dans la proportion suivante : 5o kilogrammes de régule lui donnaient 3o 0/0 de métal.
- « J’emploie, disait Napier, une batterie de cinq paires de plaques. La grandeur des plaques de zinc est de 1 mètre ou environ et le cuivre qui recouvre le zinc s’applique'de la manière ordinaire. Ces proportions peuvent varier. La grandeur des pôles doit être moindre que celle des plaques de zinc. Le temps pour extraire le métal varie de î à 2 heures. La force de la batterie voltaïque varie suivant la nature des minerais à traiter. J’ai remarqué que si une plus forte batterie est employée pour la même quantité de minerai, le temps nécessaire pour l’extraction du métal est plus court. Si on fait usage d’une combinaison voltaïque plus forte, il faut une batterie d'une puissance plus faible et moins de temps. L’expérience sera le meilleur guide que l’opérateur pourra suivre pour obtenir de bons résultats. Celles que j’ai faites m’ont démontré qu’en approchant au moyen d’un bon conducteur électrique extérieur le fer de la surface de
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- la masse en fusion, un circuit électrique se forme au fond du creuset et que le métal se trouve déposé : mais le résultat n’est pas aussi satisfaisant que lorsqu’on emploie la batterie voltaïque. En tous cas, le fond du creuset doit être totalement ou partiellement en plombagine ou en tout autre métal électro-conducteur, avec lequel le fil négatif est en contact. »
- On conviendra que les expériences de Napier et celles de Derode sont autrement curieuses et importantes que les applications de la lumière électrique à la métallurgie que fit ultérieurement Plichon et qui furent décrites dans le Génie industriel de 1858, et dans d’autres ouvrages du temps.
- E. Andreoli.
- CHRONIQUE ET REVUE
- DE LA PRESSE INDUSTRIELLE
- Expériences sur les moteurs asynchrones monophasés, par M. A. Banti (*).
- L’auteur a profité d’une installation à la Banque nationale de Rome de petits moteurs à courant alternatif simple fournis par la maison Brown, Boveri et C", pour faire une étude très intéressante de ces moteurs.
- M. Banti laissant de côté la discussion de priorité et les études théoriques faites sur ces moteurs abordent uniquement la question expérimentale.
- Il rappelle tout d’abord le principe sur lequel sont basés les moteurs asynchrones à courant alternatif ordinaire, puis la courbe du couple utilisable sur l’arbre du moteur, qui, comme on le sait, est nul au démarrage ainsi que pour la vitesse correspondant au synchronisme et passant par un maximum entre ces deux vitesses. Ces considérations ont été répétées plusieurs fois dans ce journal ; il est donc inutile d’y insister davantage.
- Les moteurs installés à la Banque nationale ont des puissances variables entre trois quarts
- de cheval, un cheval et demi et trois chevaux. L’inducteur, comme on le sait, porte deux enroulements (J) de façon à créer un champ tournant au moment du démarrage. Chacun des deux enroulements est traversé par un courant alternatif et la différence de phase d’environ un quart de période entre ces deux courants est obtenue en les plaçant en dérivation l’un sur l’autre et en mettant dans le circuit de l'un d’eux une batterie polarisante qui joue le rôle de condensateur.
- Le moteur de trois chevaux essayé par M. Banti a les dimensions suivantes : longueur 42 centimètres, largeur 44 et hauteur 43,5.
- L'inducteur porte douze bobines dont six appartiennent au circuit inducteur ordinaire et les six autres au circuit de démarrage. Les spires
- Fig. 1
- induites sont formées par 38 barrettes de cuivre. Le poids du moteur, y compris celui de la poulie, est d’environ 190 kilogrammes.
- Les expériences étaient conduites de la manière suivante. Le moteur était mis en marche à la façon ordinaire, puis le synchronisme une fois atteint, ce qu’on reconnaît facilement à l’ampèremètre inséré dans la canalisation principale, qui prend une position définitive, on supprime le second enroulement et on charge le moteur à l’aide d’un frein. On mesurait alors en même temps les watts fournis, les ampères du courant d’excitation et le voltage aux bornes de la canalisation (qui, du reste, a un potentiel constant), la vitesse du moteur et le couple sur l’arbre.
- Les watts étaient mesurés avec un wattmètre Ganz, les volts avec un voltmètre Gardew, et
- p) Elettricista, décembre 1893.
- (*) Lumière Electrique, t. LXYIII, page 582.
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 73
- enfin le couple se déduisait des indications d’un dynamomètre auquel étaient appliqués des poids tenseurs agissant sur un ruban métallique enroulé sur l’arbre du moteur.
- Ces lectures permettaient de déduire la puissance, le rendement, le facteur de puissance et le rapport de l’énergie apparente à l’énergie effective.
- Les résultats se rapportant à une série d’expériences à charge croissante sont réunis dans un tableau que nous ne reproduirons pas.
- Une autre série beaucoup plus régulière et qui a servi au tracé des courbes de la figure 1, a donné les résultats suivants :
- TABLEAU I.
- Moteur de trois chevaux.
- Watts con- sommés Am- pères Vitesse Puis- sance utilisa- ble en chev. Rende- ment Facteur de puissance w AN Rapport de l’énergie apparente à l’énergie réelle «yx;-w
- 343,0 907.7 1421,0 1911,0 2401,0 2976.7 3503.5 4189.5 4806.9 5439.9 i5,o 17.5 21,0 24,0 27.5 32,3 37,0 43,0 48.5 55,o 902 890 870 884 872 872 860 868 848 860 0,82 1,38 2,01 2,54 3,i6 3,67 4U9 4,60 5,07 0,62 0,71 0,77 0,78 0,78 0,77 0,73 0,71 0,68 0,2ï5 0,521 0,637 o,75i 0,819 0,869 0,892 0,917 0,934 0,934 364,86 92,23 57,09 33,44 21,75 '3,54 12,26 9, 'O 7,25 7,49
- Sur la figure 1, la courbe A représente les watts consommés en fonction des watts en chevaux utilisables sur l’arbre, la courbe B les ampères consommés à potentiel constant ou encore les watts apparents, C le rendement du moteur et enfin D le facteur de puissance que l’auteur appelle facteur de réduction.
- La droite M M parallèle à l’axe des ordonnées et correspondant à la puissance nominale du moteur partage la figure en deux parties correspondant l’une à gauche à la marche ordinaire du moteur, l’autre à la marche en surcharge.
- Dans chacune de ces deux parties, ces courbes ont une forme régulière digne d’attention.
- Le rendement est maximum pour une puissance utilisable d’environ trois chevaux et est égal à 78 0/0. L’angle de décalage de phase correspondant est de 20°.
- Le moteur fut poussé jusqu’à cinq chevaux sans que la vitesse variât de plus de 5 0/0 entre la marche à vide et cette charge forcée.
- Ceci semble montrer que les objections faites en principe aux moteurs asynchrones à courant alternatif simple ne se trouvent pas confirmées, du moins dans les limites des expériences de l’auteur. On peut ajouter de plus qu’un semblable moteur peut vaincre un effort de beaucoup supérieur à celui pour lequel il a été construit sans que sa vitesse varie entre des limites telles que le moteur puisse s’arrêter.
- Les tableaux n’indiquent pas l’intensité du courant nécessaire au démarrage. Lorsque les deux enroulements inducteurs fonctionnent, le courant au départ est d’environ 55 ampères, puis décroît graduellement et atteint la valeur de 42 ampères au moment du synchronisme.
- Pour un moteur de deux à trois chevaux, il faut pour l’alimenter un transformateur d’environ 6oco watts.
- Le même moteur fut ensuite essayé en remplaçant son induit par un autre de diamètre sensiblement plus petit, de façon à augmenter l’entrefer.
- TABLEAU IL Moteur de trois chevaux.
- W atts con- sommés Am- pères Vitesse Puis- sance utilisa- ble en chev. Renie- ment Facteur de puissance w AN Rapport de l’énergie apparente à l’énergie rcelle inqV_XA-W vv
- 379,75 18 916 0,197 400,0
- 862,4 20 896 0,70 0,60 0,400 147,2
- 1384,2 22,5 892 1,36 0,72 0,577 73,3
- 1901,2 26,2 864 1,90 0,74 •0,680 46,9
- 2437,7 3o 908 2,58 0,78 0,762 31,1
- 2940,0 34,5 872 3,10 0,78 0,799 25, 1
- 3552,5 39,5 888 3,71 0,77 0,843 18,5
- 4324,2 47 876 4,'9 o,7i o,863 i5,9
- 4961,2 53 856 4,68 0,69 0,878 13,9
- Le tableau II, qui comprend les résultats des expériences faites dans ces nouvelles conditions, montre que le rendement est sensiblement le même que précédemment, mais que le rapport de l’énergie apparente à l'énergie réelle est considérablement augmenté. Ce résultat était du reste à prévoir.
- Le moteur d’un cheval et demi expérimenté
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- ensuite par l’auteur avait les dimensions suivantes : longueur 36 centimètres, largeur 38, hauteur 37,5. Les bobines inductrices sont seulement au nombre de huit, quatre pour chaque enroulement. L’induit porte 37 barrettes de cuivre. Enfin, le poids total est de 120 kilogrammes.
- Les mesures faites comme précédemment ont donné les résultats suivants :
- TABLEAU III. Moteur d’un cheval et demi.
- W atts con- sommés Am- pères Vitesse Puis- sance utilisa- ble en clîev. Rende- ment Facteur de puissance W IC.'v Rapport de l'énergie apparente à l’énergie réelle VXA-W
- W
- 220,5 7 1336 O _ 0,294 239,7
- 9'3i,o 11 1352 0,97 0,76 0,793 26,4
- 1249,5 14 i332 1,27 0,74 0,833 19,9
- 1372,0 i5 i356 1,37 0,73] 0,854 17,0
- 1641,5 17,5 i36o 1,64 0,73 0,877 10,8
- 1874,0 20 i3o8 1,83 0,72 0.875 14,2
- 2205,0 22,5 i3oo 2, I I 0,70 0,917 9, 18
- 2756,2 27,5 1264 2,26 0,60 o,93o 6,75 '
- Le rendement maximum correspond à une puissance utilisée un peu supérieure à la puissance nominale.
- Cette puissance est de 1,6 cheval et le rende-
- Fig. 2
- ment de 73 0/0, ce qui correspond à un décalage de phase de 28°.
- La figure 2 représente pour ce moteur les courbes analogues à celle de la figure 1.
- Comme pour le moteur précédent, pour une charge de près du double de la charge nominale du moteur, la diminution de vitesse reste très faible.
- Le petit moteur d’environ 600 watts essayé en dernier lieu a pour dimensions : longueur 3i centimètres, largeur 31, hauteur 3i,5.
- Comme dans le précédent, les bobines inductrices sont au nombre de huit. L’induit comporte 35 barrettes et le poids total est d’environ 70 kilogrammes.
- Les mesures sont consignées dans le tableau suivant :
- TABLEAU IV.
- Moteur de trois quarts de cheval.
- Watts con- sommés Am- pères Vitesse Puis- sance utilisa- ble en chev. Rende- ment Facteur de puissance w ÎLV Rapport de l’énergie apparente à l’énergie réelle 100vx A-w W
- 122.5 347,9 465.5 617,4 845,2 4 5 6 7,3 9,5 1372 136o 1376 1312 1332 O 0,3l 0,45 0,59 0,84 o,65 0,71 0,71 o,73 0,286 0,649 0,725 0,795 o,833 249,4 53.8 37.9 26,5 20,3
- Le rendement au régime normal est de 71 0/0, et le rapport de l’énergie apparente à l’énergie réelle, comme il était facile de le concevoir pour un moteur aussi petit, est de 23.
- ajv —7 -
- £
- Fig. 3
- La figure 3 représente les courbes correspondant à ces nombres.
- M. Banti donne en terminant le schéma de la disposition de montage des moteurs (fig. 4). Le
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- moteur est alimenté par un transformateur T. Pour la mise en marche, on établit à l’aide d’un seul commutateur G les communications entre a et b d’une part et c et d de l’autre. Le courant traverse alors les deux enroulements inducteurs en dérivation contenant, l’un une self-induction réglage R et l’autre une série de voltamètres. Le courant total passe dans un ampèremètre B qui sert à reconnaître le moment où le moteur a atteint la vitesse du synchronisme.
- On tourne alors le commutateur G de façon à établir la communication entre c et/de façon à laisser en circuit un seul enroulement induit. Un ampèremètre A est établi dans ce circuit.
- Le dispositif du démarrage sert pour le démarrage.de tous les moteurs de l’installation en
- faisant varier convenablement la self-induction R et la capacité V.
- La résistance R est disposée dans une caisse remplie d’huile et munie d’un couvercle en marbre sur lequel sont lixées les bornes correspondant aux diverses sections de la résistance.
- Gomme le montre le schéma, cette résistance est toujours en dérivation sur le transformateur. Cette disposition a pour but d’éviter les extracourants de fermeture et de rupture toutes les fois qu’on met un moteur en circuit ou qu’on l’arrête.
- F. G.
- Parafoudre Doane (1893).
- Ce parafoudre est destiné spécialement aux tramways électriques. Une dérivation 3 du courant 2 passe (fig. 4) du trolly 2 au charbon a. Quand la tension augmente subitement sur la
- ligne, il jaillit une étincelle entre les charbons a a', en shuntant sur le solénoïde d une dérivation assez intense pour lui faire attirer son armature d', malgré le contrepoids e, et faire passer le secteur de mica centre les charbons a a', de manière à couper l’arc qui pourrait s’y être formé. Aussitôt cet arc coupé, l’électro d lâche son armature, et le contrepoids e ramène le diaphragme c à sa position normale. Ge diaphragme est pourvu.en a! (fig. 3) d’une encoche entourant l’arc afin de le couper plus facilement, et ses mouvements sont limités par les butées/ et/'; en outre, cette armature, qui va s’épaississant de droite à gauche, de manière à compenser
- Fig- 1 à 4. — Parafoudre Doane.
- les variations du moment du poids e est relié à son axe b par un secteur en. bronze d-2.
- G. R.
- Télégraphe à condensateurs Rudd (1889-1893) (Western Electric C°).
- La pile a (fig. 1) du poste transmetteur est reliée par des clefs bu bs..., au fil de ligne e, relié au poste récepteur par un condensateur d, et à la terre par un relais e, qui commande le circuit' local du condensateur et des appareils récepteurs /, /2... Chacun de ces appareils, que l'on a représentés, pour simplifier, sous la forme de sonneries, a un ressort de tension différente, décroissante par exemple de/à/. Quand on presse la clef b\ le condensateur d se charge, et e attire g, qui ferme le circuit local hi sur toutes les sonneries.
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- Les sonneries/3,/3,/2... à ressorts plus faibles que /', auront alors toutes leurs armatures attirées et leurs circuits rompus avant /', de sorte que la totalité du courant passera par /', qui marchera'seule, en supposant, bien entendu, les ressorts des autres sonneries réglés par
- tâtonnement, de manière que l’armature de L se sépare de son aimant avant que celle de /2 n’ait eu le temps de frapper un signal... et ainsi de suite.
- Quandon fermera b2, le condensateur, moins chargé qu’à la fermeture de b', enverra une dé-
- A
- H- 9
- h.
- f,
- Fig. i et 2. — Télégraphe Rudd.
- charge assez forte pour faire marcher/,, mais pas/', de sorte que/> seul fonctionnera.
- En principe, une décharge suffisante pour actionner/j ou/> fera attirer aussi les armatures plus faibles /3, /2...; mais, avant que ces armatures aient pu frapper un signal, leurs circuits
- seront coupés, et leurs électros démagnétisés par la rupture du circuit à la sonnerie plus forte ^ ft...
- Quand le circuit est très long et le relais trop lent, on emploie, au récepteur, un commutateur tournant e (fig. 2) déchargeant périodique-
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- ment le condensateur d au circuit des appareils fii A---i gradués comme les sonneries de la ligure i, et ce commutateur tourne synchroniquement avec celui k du transmetteur, de façon que l’isolement ouvre le circuit de k au moment où e ferme le sien. Le transmetteur ne presse sa clef qu’aussitôt que l a franchi /' ,c’est-à-dire,
- au moment môme où le condensateur se décharge sur e.
- G. R.
- Compteur Hookham (1892)
- L’aimant permanent de l’ampèremètre de ce compteur est constitué par des barreaux ma-
- Fig. i et 2. — Compteur Hookham.
- gnétiques BB, enveloppés d’une douille de laiton A, et pourvus de pôles en fer doux G et D, reliés mécaniquement par le système E, F, G, constitué de deux projections polaires en fer G et E, avec interposition du tenon en bronze F, qui en interrompt la continuité magnétique. Les pièces E et G sont prolongées par les appendices en fonte douce II et 1. Sur la pièce I, se trouve boulonnée, avec joint étanche au caoutchouc, l’anneau de cuivre K, isolé, et renfermant le bain de mercure , et elle est traversée, au centre de K par une douille de cuivre L, avec crapaudine en acier P, sur laquelle tourne le pivot Q du disque de cuivre R. Ce disque, nickelé sur ses faces, a sa fonte amalgamée ainsi que son emmanchement Ra sur le pivot, et il porte un plateau d’ébonite de volume suffisant pour le faire flotter sur le mercure. La crapau dine supérieure T reçoit alors la poussée du
- pivot sur un rubis qui en réduit considérablement le frottement pour les courants de faible intensité. Avec les gros coùrants, la vitesse de rotation de R augmente au point que le tourbillon du mercure abaisse le disque R et le fait porter sur le pivot P. Le couvercle N de l’anneau K est aussi en fer doux, de manière à exercer, avec II, sur le second disque en cuivre S, calé surQ, une action retardatrice ou de frein par les pôles Hj et N2, ét il est pourvu d’un prolongement conique N,, affleurant le disque R.
- Le courant, amené en K par le fil b, va du mercure U au disque R, d’où il sort par la douille L, l’enroulement du fil d de la barre de fer doux V (fig. 3), et la bobine e, en série avec d.
- L’enroulement d renforce le champ magnétique de K, et l’enroulement e neutralise l’action de d sur le frein S. Afin d’éviter les erreurs dues aux variations de la température, le disque S est
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- en un alliage de cuivre et de manganèse dont la résistance varie très peu avec la température. Quand il ne passe pas de courant en d la barre de fer doux V, fixée à N, diminue le champ magnétique du disque R au profit de celui du frein S; mais, à mesure que l'intensité du courant augmente, l’intensité des champs en R et en S tend à s’égaliser, puis celui de R l’emporte, de manière à arriver à compenser l’accroissement de la résistance de viscosité du mercure avec la vitesse de rotation de R. D’autre part, les forts courants ont pour effet de tendre à magnétiser
- d’une façon permanente le champ de R, ce qui fausserait les indications de l’appareil ; c’est ce que l’on évite au moyen de l’enroulement e. Enfin, les projections Ht et N3 de II et de N, presque saturées, font que le champ magnétique de S varie peu, même lorsque le magnétisme de B change notablement.
- G. R.
- La liste n’est pas épuisée, et un récent article dans l'Eleclrician, de Londres, de MM. Field et VValker, montre que la question a été étudiée de divers côtés avec des résultats peu différents.
- L’article en question s’occupe du procédé suggéré au commencement de l’année dernière par M. Perry, procédé dont la figure i indique le principe.
- A est le noyau de fer d’un électro-aimant aux pôles N et S. B est une bande d’acier aimantée disposée en shunt sur le champ F. Lorsqu’on excite A, des lignes de force sont créées dans les différentes parties dans le sens indiqué par les flèches. A la rupture du courant d’excitation, des lignes de force dues à l’hystérésis subsistent en A et B dans le sens initial, et si la longueur et la section de B sont convenablement choisies (eu égard à l’hystérésis plus grande de l’acier),
- Compensateurs d’hystérésis, par A.-B. Field et M. Walker.
- L’article consacré par M. Guilbert, dans le numéro du 17 juin dernier de ce journal, au compensateur d’hystérésis de M. Abdank-Aba-kanowicz a amené plusieurs auteurs à publier des descriptions de dispositifs analogues.
- Nous avons déjà mentionné la description, par M. Evershed, du compensateur d’hystérésis très simple de M. Vignoles (J).
- le nombre de lignes de force provenant de A est égal à celui des lignes de B, et l’intensité du champ F sera nulle.
- De plus, on peut concevoir que la courbe d’aimantation de l'acier B puisse présenter avec celle du fer A une relation telle qu’à chaque instant pendant la décroissance du courant, l’induction additionnelle due à l’hystérésis en A soit exactement compensée par l’induction en B. De cette manière on produirait un champ d’intensité définie pour un courant donné, ascendant ou descendant, et tant que l’on se trou-
- 0 La Lumière Électrique du 16 décembre 1893.
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- verait dans la partie droite des courbes d’aimantation. le champ serait proportionnel au courant.
- Avant de commencer des expériences pour réaliser ces conditions, il était nécessaire de disposer d’un instrument qui pût indiquer exactement et rapidement l’intensité d’un champ. L’appareil qui a été construit à cet effet est représenté en plan par la figure 2 et en élévation par la figure 3.
- N et S sont les sections des pôles de l’aimant de fer. G est un petit canal pratiqué dans la plaque d’ébonite DD, faisant communiquer deux
- Fig. 3
- bains de mercure EE. La section de ce canal, à l'endroit où il passe dans le champ à examiner, est rectangulaire, de 1,5 cm. de largeur et 2 mm. de profondeur. Aux points g et k (fig. 2), on a placé des conducteurs, permettant de lancer un courant à travers le canal dans le sens transversal.
- Lorsque le champ est excité entre N et S, ce courant sollicite le mercure à circuler dans le canal d’un bain de mercure dans l’autre. Ces bains de mercure sont contenus dans deux courts
- tions minimes du champ, qu’il soit faible ou intense.
- On a soumis aux expériences des noyaux de fer des formes et dimensions indiquées dans les figures 1 et 4, munis de pièces d’acier. On a déterminé la courbe de l’intensité de champ en fonction de celle du courant d’excitation, dans le but d’arriver à faire coïncider les branches ascendante et descendante de la courbe, en faisant varier la longueur, la section et la qualité de la pièce d’acier.
- L’une des meilleures courbes obtenues est celle que reproduit la figure 5, qui montre également, à titre de comparaison, la courbe du fer seul. On voit que l’addition de l’acier a pour effet de réduire l’intensité du champ de 25 0/0
- Courant en oomp-ère)
- Fig. 5
- - -c 3,5 -
- Fig. 4
- cylindres de verre dont l’un communique avec un tube de verre presque horizontal, de 5o cm. de longueur. Une petite quantité d’alcool placée au-dessus du mercure se déplace dans ce tube, le long d’une échelle, et sa position indique la pression exercée par le mercure, véhicule du courant dans le champ magnétique. Ce courant étant d’intensité constante, la pression est proportionnelle à l’intensité du champ et il est possible d’obtenir des lectures pour des varia- 1
- seulement, et que l’effet, de l’hystérésis est annulé.
- La section de l’acier a été dans ce cas égale à 0,4 fois celle du fer. Le joint indiqué dans le circuit de fer de la figure 4 a été employé dans le but suivant : On avait trouvé qu’avec un noyau continu il n’était pas possible de réduire l’effet de l’hystérésis sans employer une section d’acier si grande que le champ maximum se trouvait réduit au tiers. Pour être à même de se servir d’une section d’acier plus faible, il a donc fallu augmenter la réluctance du circuit de fera l’aide d’un entrefer réglable.
- Si nous considérons le flux résiduel comme étant dû aux forces magnétomotrices dans le fer et l’acier représentées par M et m, et si nous représentons les réluctances du fer et de l’acier respectivement par R et r, la condition sous
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- laquelle il ne passe pas de flux en F sera
- m r . a a , r, , M + m ,
- vt =-fv> car le Aux en A est B est -pv-t— > et M R R + r
- pour qu’il n’y ait pas de différence de potentiel
- magnétique entre N et S, il faut que
- Si l’on ne veut pas trop diminuer r, on peut
- rendre p- suffisamment petit en augmentant R.
- C’est ce que l’on peut réaliser à l’aide de l’entrefer réglable, de façon à obtenir un champ d’intensité nulle avec un courant d’excitation nul, et cela avec une piece d’acier quelconque.
- Les expériences n’ont, toutefois, pas donné, pleine satisfaction, car lorsqu’on renverse le sens du courant, les effets de l’hystérésis se font de nouveau sentir. Ce mode de compensation de l’hystérésis ne serait donc applicable qu’aux instruments dans lesquels le sens du courant est toujours le même.
- Toutefois, on peut obvier à cet inconvénient en faisant passer une partie du courant d’excitation autour de l’acier. C’est ce qui a été tenté, mais l’introduction d’une nouvelle variable (le rapport des ampères-tours du fer à ceux de l’acier) donne lieu à des séries d’expériences beaucoup plus étendues, que les auteurs se sont proposé d’effectuer plus tard.
- A. II.
- La transmission électrique de la puissance des chutes du Niagara (*).
- M. Ferranti distingue dans la dynamo décrite par M. Forbes différents détails importants. L’un d’eux consiste dans le mode d’isolement des bobines. L’emploi de l’huile dans ce but n’a pas été appliqué jusqu’ici.
- M. Ferranti croît reconnaître dans la construction de cette machine les caractères distinctifs du projet de M. C. E. L. Brown, l’homme qui, d’après lui, a peut-être le plus fait dans la voie delà transmission à haute tension.
- L’excitation de toutes les machines par un même circuit en sérié lui semble inférieure au couplage en dérivation des inducteurs.
- M. Ferranti critique ensuite la façon de pro-
- céder de la Compagnie du Niagara ; il fait remarquer, qu’après avoir sollicité les conseils des principaux électriciens d’Europe, elle a fini par charger des compagnies américaines du soin de l’exécution de l’œuvre, et blâme ce procédé.
- M. Alexandre Siemens rappelle, au contraire, que dès le début les compétiteurs avaient été avertis que les machines seraient construites en Amérique, moyennant le paiement d’une certaine redevance.
- En ce qui concerne la tension de 20000 volts, M. Siemens pense que la transmission sous cette tension élevée ne doit pas présenter de difficultés, si l’on emploie des câbles souterrains, et rappelle que pendant toute la durée de l’Exposition de Francfort un câble concentrique transmettait un courant alternatif de 24 000 volts, et cela sans difficulté aucune. La maison Siemens a essayé ce même câble avec 5oooo et même 60 000 volts sans le détériorer.
- La maison Siemens a proposé d’employer au Niagara du courant continu avec les réceptrices et les génératrices en série, et croit que l’isolement des différentes machines peut être obtenu dans la pratique.
- M. S. IL Evershed indique comme argument en faveur des basses fréquences l'énorme chute de potentiel inductive qui se produirait dans les lignes avec une fréquence de 100 périodes par seconde. Avec des conducteurs à 1000 volts, de 20 centimètres carrés de section distants de i5 centimètres, la chute de potentiel inductive serait de 880 volts par mille, tandis qu’à la fréquence de 25 périodes par seconde, ce nombre se réduirait à 192 volts.
- M. Cromplon dit que la question réellement intéressante serait de connaître le prix de l’énergie que paieraient les consommateurs à Buffalo et dans les villes les plus éloignées. Gomment pourra-t-on soutenir la concurrence avec le prix de l’énergie produite localement ? Ces questions ne sont pas examinées dans la communication de M. Forbes.
- M. Crompton ne trouve pas bien correct le procédé consistant à recueillir dans le monde entier des renseignements et à les utiliser au profit des constructeurs américains. Il constate que malheureusement les lois de protection des inventions ne sont pas suffisantes pour empêcher cet abus, qui est d’ailleurs très répandu.
- (*) La Lumière Electrique du 6 janvier 1894, p. 36.
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- M. Siemens a parlé de câbles pour 20 000 volts, mais il n’a pas indiqué ce que coûtent ces câbles. M. Forbes cherche à s’en passer en se servant de conducteurs nus, mais non peut-être sans danger.
- M. Crompton ne croit pas que l’on puisse obtenir un bon éclairage avec 40 périodes par seconde; il a vu plusieurs stations du système Ganz à 42 périodes par seconde, et a trouvé que les lampes à arc fonctionnent irrégulièrement.
- M. Kapp donne un extrait d’une communication de M. C. E. L. Brown. Cet ingénieur préconise une fréquence plus élevée que celle adoptée par M. Forbes, et en ce qui concerne le couplage en parallèle, il dit n’avoir pu trouver aucune différence dans le fonctionnement pour des fréquences comprises entre i5 et 100 périodes par seconde.
- Les transformateurs sont plus avantageux-avec de hautes fréquences, et des moteurs peuvent être construits qui fonctionnent bien jusqu’à une fréquence de 60 périodes par seconde, ün ne doit pas descendre au-dessous de 40 périodes par seconde pour l’éclairage.
- L’adoption du système à deux phases, avec emploi de quatre fils, semble à M. Brown très regrettable ; il ne pense pas que ce système puisse donner de bons résultats. Vu le grand nombre de projets soumis, M. Brown trouve remarquable que M. Forbes se soit arrêté au plus mauvais d’entre eux pour l’établissement de sa machine. 11 ne saurait imaginer une disposition plus désavantageuse que cette roue magnétique tournant à l’extérieur de l’induit, dont la ventilation n’est plus assurée.
- En réponse aux objections qui lui ont été faites, M. Forbes constate tout d'abord que la première partie de la discussion s’est quelque peu écartée de la question, qui, d’autre part, n’a pas toujours été bien comprise.
- Il s’étonne de la façon dont a été reçue la question des basses fréquences; après les remarques qui ont été faites à ce sujet, il constate que l’on n’a pas, en général, apprécié tous les avantages des courants à basse fréquence. M. Forbes est persuadé que des ingénieurs comme MM. Kapp, Mordey et Swinburne, qui se sont exprimés contre leur emploi, seront conduits à changer d’opinion lorsqu’ils en constateront les bons effets après quelques années de fonctionnement de l’installation du Niagara,
- Dès 1890, M. Forbes avait proposé à la Commission internationale du Niagara l’emploi du courant alternatif. A ce moment tous les membres de la commission étaient opposés à ce système; depuis lors tous, à l’exception d’un seul, se sont ralliés au courant alternatif.
- M. Ferranti a fait allusion à certaines réclamations qui se sont produites dans la presse technique. On a dit que la Commission internationale était une comédie et que les soumissionnaires de projets avaient été incorrectement traités. M. Siemens a en grande partie répondu à ces allégations. Le premier rapport présenté par M. Forbes contenait, d’ailleurs, les points essentiels du programme définitivement adopté : courants à deux phases, tension de 2000 volts pour l’utilisation locale, emploi de transformateurs amplificateurs de tension pour la transmission à grande distance, de moteurs synchrones, de moteurs Tesla et de moteurs à inducteurs lamellés. Rien d’étonnant donc que la direction des travaux lui ait été confiée.
- L’intervention de M. Fleming dans la discussion nous a valu de connaître les procédés employés à Deptford pour éviter les effets de résonance.
- M. Mordey n’a peut-être pas saisi les caractères particuliers de l’entreprise du Niagara; il est habitué aux installations d’éclairage, tandis qu’au Niagara la distribution de lumière ne forme qu’une partie insignifiante de la puissance totale distribuée.
- En ce qui concerne le couplage en parallèle, M. Mordey a demandé pourquoi, ce couplage étant praticable à 100 périodes par seconde, on a. cru devoir descendre à une fréquence de 25. Mais M. Forbes a indiqué vingt raisons pour le choix de cette fréquence. D’ailleurs, s’il est vrai qu’à la fréquence de 100 les machines peuvent fonctionner en parallèle sans se décrocher, il faut que la marche des deux machines soit absolument régulière sans perte de courant passant de l’une à l’autre. Les machines Mordey, par exemple, se couplent bien en parallèle, mais une fois couplées, elles fonctionnent avec des fluctuations inadmissibles dans un service important. Cette opinion est basée sur des expériences faites par M. Mordey lui-même, en insérant entre les machines couplées des lampes Sunbeam; on a remarqué que la lumière de ces lampes variait périodiquement.
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- M. Mordey attribue aux rhéostats de charge artificielle de grands dangers. On ne voit pas quels sont ces dangers. Au contraire, l’emploi des résistances permet de faire les couplages sans changement brusque de régime et d’éviter ainsi les accidents aux machines.
- Les remarques de M. Mordey relatives aux effets de distribution non uniforme du courant dans la section du conducteur auraient leur raison d’être, s’il était possible de subdiviser la section de 23o centimètres carrés qu’auront les conducteurs pour les premiers i5ooo chevaux à 2000 volts. Mais cette subdivision ne peut avoir lieu faute de place, et l’effet en question se ma-festerait donc avec les grandes fréquences.
- En ce qui concerne la question de la force électromotrice des dynamos, M. Forbes dit ne pas comprendre les objections de M. Mordey, qui voudrait que l’on employât 5oo volts seulement. Si l’on évalue la section de cuivre qui serait alors nécessaire pour 5o ooo chevaux, on voit immédiatement la difficulté. Cette section serait de 25oo centimètres carrés. Il est certain qu’avec la machine décrite on ne dépassera pas 2000 volts; mais, d’autre part, la difficulté d’isolement d’une telle machine pour 20000 volts n’est pas plus grande que pour le transformateur.
- M. Ferranti est allé jusqu’à dire que la machine décrite a été prise à M. C. E. L. Brown; or, dit M. Forbes, nous venons d’entendre M. Brown lui-même désigner cette machine comme la plus mauvaise qui ait pu être faite. Il lui suffit, pour se justifier, de relever cette contradiction.
- A. H.
- Parafoudre Elihu Thomson (1891-1893).
- Ces parafoudres sont disposés pour s’appliquer spécialement à la protection des dynamos.
- En figure 1 il est constitué par quatre plaques, dont deux, SS', isolées dans le circuit aKb de l’armature A, et deux//-' attachées aux noyaux de l’inducteur, dont le champ magnétique souffle automatiquement l’arc qui jaillit en S/ S/' au cas d’une décharge sur a b.
- La figure 2 représente l’application de ce parafoudre à une dynamo dont les noyaux des inducteurs FF', excités séparément, sont entièrement isolés : les peignes parafoudres S S' ne
- sont alors reliés qu’à l’armature, et les deux autres plaques à la ligne a b, avec interposition d’un troisième parafoudre S,-, pourvu d’un électro-aimant M, soufflant son arc. Ce dernier parafoudre égalise les différences de potentiel trop élevées qui pourraient se produire accidentellement entre a et b.
- Enfin, pour éviter la permanence d’un arc
- . à 3. — Parafoudre E. Thomson.
- entre les peignes S, on peut disposer (fig. 3) sur la dynamo en dérivation sur b et avec un petit parafoudre spécial ci', un électro-aimant D. La décharge suit le trajet y D L S et D, et attirant L, sépare les peignes, de manière à éteindre aussitôt leur arc.
- Contrôle-compteur E. Thomson (1893).
- Cet appareil a pour objet d’ernpêcher défausser les indications du compteur sans qu’on s’en
- Fig. 1 et 2. — Compteur E. Thomson.
- aperçoive. A cet effet, le circuit A B, qui traverse le compteur puis en sort par c', pour alimenter,
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- par exemple, les lampes rf, à ses deux fils enroulés en sens contraire, en a et b sur un cadre de fer E, de manière, qu’en temps normal, les effets des enroulements a et b se compensent exactement sur E; mais, si l’on essaye de fausser les indications du compteur en établissant une dérivation sur A ou sur B, cet équilibre se détruit, et les courants produits en E, en induisent dans le troisième enroulement e, de suffisamment intenses pour fondre le plomb F, qui témoigne ainsi de la fraude.
- Dans la variante représentée en figure 2 la rupture de cet équilibre fait que l’électro-ai-mant E coupe le circuit en attirant son armature I, de manière que le ressort II rabatte le coupe-circuit E dans la position pointillée.
- G. R.
- Accumulateurs Théryc et Oblasser (1893).
- Dans ces appareils, le gril G est entouré d’une enveloppe de celluloïd B, percée de nombreux trous. Cette enveloppe, fermée par des fonds C
- Fig. 1
- et II, est renforcée par des baguettes 1 servant à maintenir l’écartement des plaques, qui retiennent la matière active, et permettraient de construire des accumulateurs durables et très légers. Le celluloïd doit être pur, composé de cellulose agglomérée au camphre. Après en avoir ramolli les feuilles dans l’eau chaude, on les courbe sur un moule en fer A, puis on en colle les bords et on les soude au moyen d’un ciment à base de celluloïd.
- G. R.
- Pile Libbey (1892).
- Chacun des éléments de cette pile est constitué par un disque de zinc G et un disque de cuivre D, compris entre deux plateaux de porcelaine A A, enfilés sur un tube métallique isolé II, et serrés par des clavettes sur une éponge E cerclée de porcelaine en B, sans cesse saturée, par le réservoir F, d’un liquide excitateur, tel
- Fig. 1 et 2.
- que, par exemple, de l’acide sulfurique étendu. On obtient ainsi des piles compactes et très énergiques. G. R.
- Canalisations Crompton et Chambers (1892).
- L’invention consiste en un type particulier de moules pour la fabrication des tuyaux de cana-
- "IllPrJ---
- Ensemble du moule.
- lisation électrique du type cellulaire représenté par les figures 8 et 9.
- On commence par constituer le noyau extérieur du moule en tassant sur une plaque A (fig. 1 et 2) du sable de fonderie entre les parois Aj du moule, le noyau intérieur B,, fixé par des tenons B Blt et l’embouchure D, puis on rem-
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- place le fond A par le fond E, percé de trous coniques destinés à recevoir les noyaux F, auxquels on superpose la boîte I H (fig. 3 et 4), à
- 1
- Fig. 3 et 4. — Détail du chapeau.
- Fig. 5 et 6. — Détail de l’outil lv.
- Fig. 7 à 9. — Ensemble d’un tuyau et détail du mécanisme des couteaux K.
- fonds Hi de manière à réserver les vides X, Y, Z, pour la coulée des tuyaux hexagonaux (lig. 8) à l’intérieur de l’enveloppe générale G C, (fig. 2). On se sert, pour fabriquer les noyaux hexago-
- naux Ej, d’un outil K, (fig. 5, 6 et 9) articulé sur une base fixe par des menottes L, et constamment appuyé par le levier R, à poids W, et le galet K2, sur un hexagone-gabarit Nt, dont l’axe
- N, relié à l’axe P de F, par des engrenages égaux O Oj tourne d’accord avec lui, de manière que le tranchant de K décrive exactement autour de P l’hexagone type N,.
- Essais sur un moteur à gaz Crossley d’une installation d’éclairage électrique, par M. Aimé Witz.
- M. Aimé Witz a fait à Lille une série d’expériences sur un moteur Crossley, que MM. J. et
- O. -G. Pierson ont installé chez MM. Wallaert frères, pour l’éclairage électrique de leur filature. La Revue industrielle rend compte de ces expériences, et comme ce genre de moteurs commence à se répandre dans l’industrie électrique, nous allons en donner les résultats d’après notre confrère.
- Le moteur en question attaque par une courroie une transmission intermédiaire sur laquelle sont montés un embrayage par poulie folle et fixe, un joint Raffard à connexions élastiques et un volant de 1,10 m. de diamètre, pesant 750 kg. Cet arbre qui fait 35o révolutions à la vitesse de 160 tours par minute du moteur, transmet le mouvement par une seconde courroie à une dynamo faisant 1000 tours.
- Le moteur du typeX ne diffère du type commun des moteurs Crossley que par une disposition plus heureuse de ses organes de distribution. 11 occupe un emplacement de 3,66 m. sur 2,5o m., y compris deux volants de 1,761 m. de diamètre. Son cylindre a un diamètre de 335 millimètres et le piston une course de i53o millimétrés. L’alimentation se fait avec du gaz de ville et la compression initiale est d’environ 5 kg.
- L’allumage est effectué par un tube incandescent; le brûleur qui le maintient au rouge consume 25o litres de gaz à l’heure.
- La mise en train s’opère avec une remarquable aisance, sans toucher au volant, à l’aide du nouveau self-starter breveté de MM. Crossley frères.
- Parmi les dispositions prises en vue des essais, qui devaient porter spécialement sur les consommations et les vitesses, nous notons les suivantes.
- Pour compter le nombre d’admissions de mélange tonnant, M. Witz a employé son appa-
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- reil à contacts électriques, marquant à chaque levée de la soupape d’admission un trait sur la bande d'un récepteur Morse. Un ingénieux et fort simple enregistreur des vitesses, imaginé par M. G. Otten, de la maison Wallaert frères, a servi pour faire les graphiques des vitesses.
- Le travail effectif du moteur a été mesuré par un frein à cordes.
- La consommation de gaz était relevée par un compteur spécial disposé dans une salle à température constante. Un essai préalable avait déterminé l’importance des fuites et des pertes de la canalisation et des poches de régulation.
- Des prises de gaz prélevées au cours des essais ont permis de mesurer, par le procédé de la bombe eudiométrique, dû à M. Witz, le pouvoir calorifique exact du gaz consommé : il a peu varié; il a été de 5on calories le 26 et de 5024 calories le 27 octobre, les volumes étant réduits à o° et à 760 millimètres, et la combustion ayant lieu à volume constant.
- Sept essais ont été exécutés : le premier est un essai à vide; le second est encore fait à blanc, mais avec la transmission. Dans les quatre essais suivants,'3, 4, 5 et 6, on a déterminé à la fois le travail indiqué et le travail effectif, de manière à établir la valeur exacte du rendement organique du moteur : le travail a augmenté de 35 à 43 chevaux indiqués.
- L’essai 3, de moindre puissance, a été effectué de manière à avoir une explosion tous les deux tours sans aucun raté. Dans les trois autres essais, au contraire, le robinet était entièrement ouvert, et sous l'action du régulateur, la quantité de gaz admise par coup variait ainsi que le nombre des admissions produisant une impulsion motrice.
- On voit que dans ces divers essais, la vitesse moyenne de l’expérience a pris des valeurs différentes; ces différences ont été voulues par M. Witz qui a désiré connaître les valeurs du rendement organique à divers régimes. Les régulateurs Crossley permettent, en effet, de modifier dans une assez grande proportion, la vitesse du moteur, par un simple réglage de vis, sans que la régularité de la marche en soit affectée.
- Le septième essai est une expérience d’éclairage qui a été prolongée trois heures durant; en relevant un triple diagramme tous les quarts d’heure, on a pu déterminer très rigoureusement le travail moyen indiqué et passer de là, par le rendement organique de l’essai 3, au travail effectif correspondant; il faut observer, en effet, que les essais 3 et 7 sont faits dans des conditions identiques.
- Le tableau ci-dessous résume synoptiquement les résultats obtenus.
- Nu- méros des essais Conditions do l'essai Durée en minutes Vitesse moyenne N Puissuuco effective en chevaux Nombre d’explo- sions Pression moyenne Pm Puissance indiquée en chevaux Itcudement organique Gaz consommé dans l’essai (eu litres) Consomma- tion par heure réduite àt> et à 7dü Consomma- tion par clicv- heure indiqué {•m litres) Cousom- tion pur clioval- hou ro effectif ieu litres)
- j A vide 15 168,8 l5 4,77 7.43 1418 5210 704
- 2 Avec transmission. 3o 160 — 20 5,52 11,5o — 3385 6198 539 —
- 3 Au frein i5 142,8 28,98 71,4 4,78 35,43 0,821 5042 18526 523 639
- 4 — 20 i52,5 35,77 70,0 5,69 41,35 o,865 8iq8 22472 543 628
- 5 — 20 161,3 36,23 74,5 5,3i 41,09 0,88 8173 22522 -48 622
- 6 25 163,4 38, o5 73,0 5,45 43,00 0,884 10554 23190 539 609
- 7 En éclairage 180 i5o,7 28,54 75,3 4,45 34,81 0,82 60660 lS5l I 532 648
- En appelant n le nombre d’explosions par minute, et pm la pression moyenne, la puissance indiquée est donnée par
- P, = o,io38i x n x pm.
- La circonférence moyenne des volants (corde comprise) est de 5,582 m. En appelant N le
- nombre de tours par minute et ir= P—p la charge totale du frein sur les deux volants, la puissance effective est donnée par
- P x N X TC
- 4500
- L’auteur donne deux diagrammes; pour l’un, le robinet était pleinement ouvert, tandis que
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- pour l’autre, il étranglait l’admission du gaz, de manière à ce qu’il y eût autant d’explosions motrices que de compressions. Il est à remarquer que, malgré ces conditions, généralement estimées défavorables, la consommation de gaz par unité de travail effectué n’a presque pas changé : c’est que si le rendement organique baisse légèrement par suite de la diminution du travail, il y a compensation en ce que les combustions se font d’autre part mieux dans un cylindre constamment réchauffé par les explosions.
- Les consommations observées méritent d’arrêter l’attention, car elles sont vraiment remarquables, vu la pauvreté relative du gaz employé; une dépense de 6o3 litres avec du gaz donnant 5on calories au mètre cube équivaut à une' dépense de 570 litres avec du gaz possédant un pouvoir calorifique moyen de 53oo calories.
- Les brillantes qualités du moteur essayé ressortent surtout de l’estimation du rendement thermique fourni par l’essai 6. Le rapport du travail effectif disponible, au travail total qu’aurait pu fournir par sa transformation la chaleur dégagée par le gaz, est égal à
- 75 x 60 x 60
- --------------- =0,21.
- o,6o3 x Soi 1 x 425
- Au point de vue de la régularité du moteur, les résultats sont aussi très satisfaisants, la vitesse reste bien constante, et, grâce aux deux volants, l’impulsion du coup moteur ne se fait presque pas sentir sur les graphiques relevés par l’appareil Otten. La variation est d’environ
- 1.9 tour sur i5o.
- Le moteur X convient donc bien à l’éclairage électrique et, de fait, les variations de voltage sont très faibles, et la lumière est très fixe; le joint Raffard contribue assurément à ce résultat, mais la régularité du moteur est le facteur principal du succès de cette installation.
- Constatons en passant qu’on obtient une intensité lumineuse de 4922 bougies pour une consommation horaire de 18,5 mètres cubes de gaz réduits à o° et à 760; l’utilisation directe du ga£ par les becs donnerait moins de lumière pour une dépense triple.
- Comme la dynamo fournit 16491 watts avec
- 110.9 v°lfs et 148,7 ampères, le watt-heure coûte par suite 1.1 litre de gaz. Il suffit d’énoncer ces résultats pour faire apprécier les bénéfices que
- procure l’emploi d’un bon moteur à gaz pour l’éclairage électrique des établissements industriels.
- REVUE DES TRAVAUX
- RÉCENTS EN ÉLECTRICITÉ
- SOCIÉTÉ FRANÇAISE DE PHYSIQUE Séance du i5 décembre 1893.
- Charge électrostatique à distance. — Transport de l’électricité à travers l’air, par M. Hurmuzescu.
- Lorsqu’on a une machine électrostatique qui reste amorcée en circuit ouvert (c’est-à-dire lorsque la distance des électrodes est plus grande que la plus grande distance explosive que peut donner la machine) et que sur l’une des électrodes, on met une pointe métallique, si l’on observe un électroscope sensible à feuilles d’or placé à une certaine distance, 1 mètre ou 2 mètres, on voit les feuilles d’or s’écarter progressivement jusqu’à une valeur maxima.
- Si à ce moment on supprime le champ électrostatique en fermant le circuit de la machine et en ne la faisant plus tourner, l’écartement des feuilles après avoir diminué un peu (disparition de l’induction) reste stationnaire.
- La vitesse avec laquelle se charge l’électro-scope dépend delà distance à laquelle se trouve la pointe métallique, qui produit cette déperdition ou plutôt le vent électrique ; elle est d’autant plus grande que la pointe est plus près de l’élec-troscope et que la différence de potentiel de la machine est plus grande.
- La charge maxima dépend encore d’une certaine direction de la pointe par rapport à l’élec-troscope ; elle est de même nature, comme signe d’électrisation, que celle de la pointe.
- Lorsque la pointe est électrisée négativement, la déperdition est plus grande. Le phénomène ne peut être dû qu’à la déperdition par la pointe, à la convection par les molécules de l’air, qui viennent frapper directement le bouton métal-ique de l’électroscope. En effet, si l’on entoure e bouton de l’électroscope d’un isolant parfait, tout le reste de l’appareil étant dans une cage métallique, ce phénomène n’a plus lieu. Il peut se produire un petit écartement des feuilles d’or
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- de l’électroscope, dû à l’influence de l’isolant qui s’est chargé lui-même par convection ; mais il disparaît quand on enlève l’isolant, si l’on a pris bien la précaution de protéger par un écran métallique tout le reste de l’électroscope et son support isolant.
- On fait l’expérience avec une machine Wims-hurst ; sur l’une des électrodes on met une pointe métallique non oxydée, et à une distance de 2 ou 3 mètres devant la machine, et suivant la direction de la pointe, un électroscope à feuilles d’or, sensible.
- On éloigne les deux électrodes de la machine de manière qu’il n’y ait pas d’étincelles en faisant tourner la machine; après deux tours de manivelle, on aperçoit les feuilles diverger, et avec une dizaine de tours la charge maxima est atteinte.
- L’isolant employé pour le support de cet électroscope à la propriété de bien isoler joint celle de pouvoir se travailler à la lime et au tour et de recevoir un très beau poli. Il est formé de soufre et de paraffine, mais il y a quelques précautions à prendre, pour avoir de bons résultats; M. Hur-muzescu, dans une prochaine séance, présentera quelques appareils d’électrostatique faits avec cette nouvelle substance, et donnera plus de détails sur la manière de l’obtenir.
- C. R.
- Sur l’électrolyse du cuivre dans le vide, par William Grannon (')•
- Les recherches suivantes sur l’électrolyse du sulfate de cuivre dans le vide ont été commencées il y a près de deux ans, à l’instigation de M. Schuster, et les expériences ont été faites au laboratoire de physique de Queen’s College.
- L’électrolyse des sels de cuivre est intéressante, non-seulement au point de vue théorique de la vérification de la loi de Faraday, mais aussi au point de vue pratique, en raison de son emploi général pour la graduation des instruments de mesure, tels que galvanomètres des tangentes et ampèremètres.
- On sait que le sulfate de cuivre en solution ne se conforme pas rigoureusement à la forme simple sous laquelle est exprimée la loi de Faraday, et Gray (2) a trouvé que le poids du dépôt
- (’) Communication faite à la Société Royale de Londres. (2) Philosophical Magazine, t. XXII et XXV (1886-88).
- est très variable dans les solutions neutres pour le même courant et la même durée; il a montré également que cette inconstance n’existe plus avec les solutions contenant un peu d’acide sulfurique libre, mais que le poids est fonction de la température de la solution et de la densité de courant à la cathode. Les résultats relatifs aux solutions acides sont représentés par des courbes montrant que le dépôt est d’autant plus lourd que la densité de courant est plus élevée et la température plus basse.
- Cette anomalie est explicable d’après les travaux de Gore (]) et de Gray (2), qui ont trouvé que le cuivre se dissout dans des proportions très appréciables, quoique variables, dans les solutions de son sulfate.
- Les réactions chimiques secondaires qui s’en suivent, principalement la formation de sels basiques, compliquent l’électrolyse. Cette corrosion des plaques de cuivre par le sulfate de cuivre est très diminuée par la présence d’un peu d’acide sulfurique libre, et l’électrolyse de solutions acides donne des résultats plus uniformes que celle des solutions à peu près neutres.
- Or, Schuster a trouvé (voir la note suivante, p. 88) que la perte de poids des plaques de cuivre dans une solution de sulfate de cuivre ne se produit pas si l’on a eu soin d’expulser l’air de la solution. Il est donc très probable que c’est l’oxygène de l’air contenu dans la solution qui produit cette corrosion chimique; par suite, il était intéressant d’examiner si deux voltamètres à cuivre placés l’un dans l’air, l’autre dans le vide, donneraient des dépôts différents. Schuster et Crossley (3) ont déjà montré que le dépôt d’argent est un peu plus considérable dans le vide que dans l’air; et les résultats obtenus par l’auteur conduisent à des conclusions analogues, avec certaines restrictions.
- Voici un résumé des résultats :
- 1. Avec deux voltamètres en cuivre contenant des solutions fraîchement préparées et neutres de sulfate de cuivre, le dépôt de cuivre dans le vide partiel est plus considérable que le dépôt obtenu sous la pression atmosphérique (à intensité de courant, densité de courant et tempéra-
- C) NaHire, t. XXV, p. 473.
- (2) Philosophical Magazine, t. XXII, p. 400.
- (3) Proc. Royal Society, t. L. p. 344 358.
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- ture égales); mais la différence relative n’est pas constante.
- 2. Lorsque la solution à l’air libre contient un peu d’acide sulfurique libre, la différence relative (o/o) est plus constante et supérieure à i.
- 3. L’addition d'acide aux deux voltamètres rend la différence relative constante, dans les limites d’erreurs expérimentales. Les expériences effectuées dans ces conditions ont montré :
- a) que pour des densités de courant supérieures à o,oi ampère par centimètre carré de la cathode active il n’y a pas de différence appréciable entre les deux dépôts ;
- b) que pour les densités de courant inférieures à o,oi ampère par centimètre carré le dépôt dans le vide présente un poids plus élevé que le dépôt dans l’air ;
- c) qu’une courbe représentant les dépôts obtenus dans le vide à différentes densités de courant est plus régulière que les courbes obtenues pour le dépôt dans l’air, et qu’elle est formée par une droite pour des densités de courant inférieures à o,oi ampère par centimètre carré.
- A. II.
- Note sur l’action du sulfate de cuivre et de l’acide
- sulfurique sur le cuivre métallique, par le professeur Arthur Schuster (*).
- Dans la note précédente (p. 87), M. Gannon fait allusion à quelques expériences encore inédites que j’ai faites il y a quelques années. Ces expériences avaient pour but de rechercher si, comme il semblait admissible a priori, l’attaque du cuivre par l’acide sulfurique ou le sulfate de cuivre était due à la présence de l’oxygène dans la solution.
- On a pris de la toile de cuivre de façon à obtenir le plus de surface sous le moindre volume. Cette toile, après avoir été lavée, séchée et chauffée au rouge dans l’hydrogène, a été enroulée et introduite dans un tube contenant de l’acide sulfurique dilué; puis on a chassé l’air et le tube a été fermé hermétiquement. Au bout d’une quinzaine de jours, quelques tubes préparés de cette manière ont été ouverts, et le cuivre a été pesé après lavage, séchage et exposition à un courant d’hydrogène. La diminution
- (') Communication faite à la Société Royale de Londres.
- en poids dans ces conditions a été trouvée absolument insignifiante.
- Le tableau ci-dessous donne les résultats des essais faits avec de la toile de cuivre plongée dans une solution à 20 0/0 de sulfate de cuivre, et 5 ou 10 0/0 d’acide sulfurique.
- Durée de l'immersion Quaniité d'acide sulfurique Poids avant immersion Poids après immersion
- 7 jours 7 » 14 » 14 » IO 0/0 5 » IO )) 5 » !7,5i2 gram. 14,357 » 14,267 » 18,471 » I7,5jo gram. 14,356 » 14,26$ » 18,468 »
- On voit que la diminution de poids est insignifiante en comparaison de ce qu’elle est en présence de l’air et peut être due à des traces d’oxygène. M. Hoskyns Abrahall a, toutefois, suggéré que l’effet pourrait être causé par la formation de sulfure de cuivre; il est vrai que l’on trouve des traces d’hydrogène sulfuré lorsqu’on chauffe le cuivre, après immersion, dans un courant d’hydrogène. La réaction serait représentée par la formule
- 4 Cu + SO3 — CuS-f-3Cu O.
- Les expériences précédentes montrent que l’effet de corrosion du cuivre dans une solution de sulfate ou d’acide sulfurique est dû, en majeure partie, à la présence de l’oxygène dans la solution.
- A. II.
- Quelques applications du chauffage électrique dans la pratique du laboratoire, par Edward L. Ni-chols (’).
- Il est curieux que les physiciens n’aiént pas accordé plus d’attention au chauffage électrique dans les expériences calorimétriques et autres. M. Henry Crew (2) a décrit récemment « une nouvelle méthode pour obtenir une température constante », dans laquelle on se sert avec avantage d'une bobine de fil pour chauffer un bain d’air. Il semblerait que des dispositifs de ce genre aient dû être employés dans divers labo-
- (') Extrait de la Physical lieview, d’après The Electri-cian.
- (2) Crew. Philosophical Magazine, t. XXXIII, p. 89, 1892.
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- 89
- ratoires ; mais nous n'avons rien vu publier à ce sujet.
- Le chauffage électrique est appliqué depuis longtemps déjà à l’Univërsité Cornell et nous a toujours donné de bons résultats. Toutefois, la façon de procéder que nous allons décrire diffère du mode opératoire employé par M. Crexv par les points suivants :
- i° Emploi d’un fil nu permettant d’atteindre des températures plus élevées;
- 20 Absence du bain de glace, la température ayant été trouvée très constante dans une bobine chauffée dans les conditions ambiantes ordinaires;
- 3° Mesure des températures à l’aide d’une bobine de fil de cuivre étalonnée.
- La méthode consiste à chauffer le corps ou l’appareil en question à l’aide d’une bobine de fil non recouvert. Le fil, qui peut être en maille-chort, est traversé par des courants intenses qui le portent à une température élevée. Le métal à employer doit avoir un faible coefficient de température et résister sans fondre à des températures élevées. Voici quelques exemples d’application de cette méthode
- I. La première de ces expériences a été suggérée par une communication faite au Congrès de l’Association américaine pour l’avancement des sciences par M. William A. Rogers. Cet auteur a appelé l’attention sur le fait que des thermomètres soumis à un abaissement de température indiquent fréquemment une discontinuité apparente dans la courbe de refroidissement, la colonne de mercure ne tombant pas d’une façon continue, et remontant même quelquefois. Cette observation ayant été vérifiée sur plusieurs thermomètres de bonne construction, il a semblé intéressant de déterminer si ce phénomène n’était pas dû à quelque singularité de la loi de contraction dû verre.
- Les expériences ont été faites par M. Ernest F. Nichols. On s’est servi de tiges de verre fixées par une extrémité, et dont l’extrémité libre faisait tourner un miroir en se déplaçant. L’image d’une échelle était observée à environ trois mètres de distance au travers d’une lunette. On pouvait observer ainsi tout changement de longueur de la tige de verre.
- La tige était entourée sur toute sa longueur d’une spirale de fil de fer dans laquelle on faisait passer un courant constant d’un accumula-
- teur jusqu’à ce que l’image cessât de se mouvoir. Puis on ouvrait le circuit et on construisait la courbe de refroidissement en notant à de fréquents intervalles le déplacement de l’image. On n’a remarqué sur cette courbe que des discontinuités extrêmement petites, et les irrégularités peuvent être attribuées à des erreurs d’observation ou à des imperfections de l’appareil.
- Des tiges d’aluminium et de laiton ont également donné de petites irrégularités. L’expérience a donc montré que le phénomène observé sur les thermomètres ne peut être attribué à quelque singularité de la loi de refroidissement du verre, mais au point de vue de l'application du chauffage électrique l’expérience est intéressante, car elle montre que ce procédé est très avantageux dans l’étude de la dilatation linéaire de très longues lignes.
- IL Le même procédé a été appliqué à la détermination du coefficient de dilatation d’un mètre étalon en laiton. Cette expérience a été faite par M. Joseph Le Conte. Pour déterminer la température delà barre, on a enroulé autour de celle-ci du fil de cuivre fin couvert de soie, dont on avait déterminé au préalable le coefficient de température. On mesurait la résistance de cette bobine par la méthode de la chute de potentiel, et on en déduisait la température moyenne de toute la barre. Pour la chauffer, on faisait passer un courant dans une bobine de maillechort qui l’entourait, comme dans l’expérience précédente. L’allongement était mesuré au microscope. La base de l’instrument était séparée de la barre par du carton d’amiante.
- Les résultats ont été trouvés d’accord avec les meilleures déterminations du coefficient de température faites par d’autres méthodes.
- III. Un dernier exemple servira à montrer la facilité d’emploi de ce mode de chauffage. On désirait déterminer l’effet de réchauffement de solutions sucrées sur leur pouvoir rotatoire. Le tube à liquide du saccharimètre Soleil a été entouré d’un enroulement de fil de maillechort chauffé comme dans les précédentes expériences. On a pu ainsi obtenir et maintenir constantes des températures comprises entre la température ambiante et le point d’ébullition de la solution. Pour déterminer la température pour chaque expérience, on avait au préalable cherché la relation entre la température du liquide et l’intensité du courant circulant dans la bobine
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- de fil. Il suffisait donc d’observer les indications du galvanomètre pour connaître la température.
- A. II.
- Constantes diélectriques principales de quelques
- substances cristallisées biaxes, par M. Charles Bo-
- rel (').
- II
- Mesure des constantes diélectriques par la méthode d'attraction de M. Boltzmann.
- La méthode de M. Boltzmann est bien connue par les belles applications que son auteur en a faites pour la détermination des constantes diélectriques principales du soufre cristallisé, et des constantes diélectriques de diverses subtances amorphes.
- Les traités complets d’électricité statique et de cristallographie physique exposent le principe de cette méthode et décrivent en détail l’appareil dont s’est servi M. Boltzmann; nous ne nous arrêterons donc pas à en donner ici une nouvelle description.
- L’appareil que nous avons employé ressemble beaucoup en principe à celui de M. Boltzmann. Il en diffère pourtant en quelques points, dont le principal est le suivant :
- Nous avons remplacé la balance bifilaire à laquelle les sphères diélectriques étaient suspendues par une balance unifilaire à fil de quartz. Et au lieu de mesurer l’attraction des sphères par la déviation de la balance, nous la mesurions par la torsion qu'il fallait donner au fil de quartz pour maintenir la balance dans sa position d’équilibre.
- Cette disposition dispense d'employer des formules de correction assez compliquées provenant du fait que, par les déviations de la balance, la sphère diélectrique s’approche moins de la sphère active qu’elle ne le fait lorsqu’elle est rendue conductrice par une ouverture de papier d’étain.
- Voici quelques détails relatifs au fonctionnement et à la construction de la balance unifilaire que nous avons employée :
- Elle se compose (fig. i) d’une tige de verre cylindrique très légère B B1, suspendue en son
- milieu par un fil de quartz Q long de 3o,5 cm. Ce fil est fixé à un dispositif convenable permettant d’opérer la torsion du fil, et de lire l’angle de torsion sur un cercle divisé en demi-degrés. Au-dessous du point de suspension du levier de la balance se trouve un miroir M. Il servira à déterminer exactement la position d’équilibre de la balance au moyen d’une lunette et d’une échelle. Une lame d’acier bien aiguisée L fixe une fois pour toutes cette position d’équilibre. Son tranchant est normal au bras de levier de la balance. La tige de verre B B' doit être amenée à toucher légèrement ce tranchant pour pouvoir lire ensuite la division du cercle divisé à partir de laquelle les torsions doivent être comptées. Avant d’employer cette lame d’acier, nous avons essayé dans le même but
- une baguette de verre, puis un fil de cocon, mais l’adhérence qu’ils présentaient avec la tige de la balance était telle qu’il fallait une torsion de i5 à 20 degrés pour en détacher la balance.
- Le tranchant de la lame d’acier ne présentait aucune adhérence sensible avec la tige de verre de la balance. La position d’équilibre pouvait ainsi être facilement déterminée très exactement.
- Le mode de suspension de la sphère diélectrique S est le même que celui employé par M. Boltzmann. Dans nos expériences, elle se trouvait à une distance de 22 centimètres du levier de la balance et à 5 centimètres de la sphère active. Son poids était équilibré au moyen d’un cavalier en verre C. Une toile métallique T T' mise à la terre, protège le levier de la balance des actions que pourrait exercer sur lui la sphère active A. Lorsque aucune sphère
- C) La Lumière Électrique du 6 janvier 1894, p. 42.
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- n’est suspendue à la balance, une baguette de verre V la supporte.
- Si la sphère S est attirée par la sphère active, la balance, préalablement au zéro, restera immobile, appuyée contre la lame d’acier. On pourra alors opérer une torsion du fil de quartz sans que la balance lui obéisse ; mais en augmentant petit à petit la torsion du fil, dès que la force de torsion sera égale à la force d’attraction, il suffira d’un léger excès de torsion pour détacher brusquement la tige de verre de la lame d’acier. La balance se trouve alors en équilibre instable. Cette limite de torsion s’observe très nettement au moyen du miroir, à un demi-degré près.
- Nous nous sommes servi, comme source d’électricité, d’une bonne machine électrostatique de Tœpler. Un moteur électrique lui communiquait un mouvement très régulier. Un commutateur spécial f1) était mis en mouvement de rotation rapide par un moteur électrique muni d’un régulateur de vitesse. Il fournissait à la sphère A des charges alternativement positives et négatives, d’une durée de 0,006 seconde. Entre deux charges consécutives la sphère était déchargée à la terre ; de cette façon, le potentiel de la machine Tœpler restait plus constant que lorsque la sphère se déchargeait dans la machine.
- 11 était difficile d’obtenir exactement les mêmes charges, le .même potentiel pour les mesures d’attraction de la sphère diélectrique et pour celles de la sphère conductrice. Il fallait donc pouvoir comparer les charges entre elles. A cet effet, nous avons employé une balance bifilaire R semblable à celle que M. Boltzmann utilisait pour le même but. Elle en diffère toutefois par un détail ; la sphère conductrice, se trouvant à l’extrémité du levier de verre de la balance, n’est point réunie à la terre par un fil conducteur ; elle est isolée.
- La balance unifilaire et ses accessoires, la sphère active et la balance bifilaire de comparaison étaient fixées à l’intérieur d’une grande cage de verre, complètement recouverte d’une couche de papier d’étain en communication avec la terre.
- Nous ne développerons pas la théorie mathématique complète de l’attraction d’une sphère diélectrique par une sphère conductrice élec-
- trisée. Nous renvoyons le lecteur aux travaux originaux de M. Boltzmann.
- Nous ne ferons qu’indiquer ici les formules que nous avons employées pour calculer les constantes diélectriques.
- L’attraction A d’une sphère conductrice de rayon bc par une masse diélectrique Mc se trouvant à une distance d de la sphère a pour valeur (en unités électrostatiques) :
- et l’attraction A* d’une sphère diélectrique cristallisée de rayon bk par une masse électrique M* se trouvant à une distance d de la sphère est :
- A* =
- aMt« V(ft-i) £*(* +2)
- (2)
- Si l’un des axes de polarisation P1; P2 ou P3 est parallèle aux lignes de force, k représente l’une des constantes diélectriques principales /q, k2 où k3.
- Tc étant la torsion du fil de quartz correspondant à l’attraction de la sphère diélectrique :
- T, _ A, _ M„s V (/{ + 2)
- Tt A, M** £q.5 (k — 1 ) "
- On tire de cette équation :
- £±_? p
- lt — 1 bcU ~ ’
- d’où
- R n’est autre chose que le rapport des torsions Tc et T/,, observées sous des potentiels différents, pour des sphères de diamètres différents, ramené à celui que l’on aurait obtenu sous un même potentiel pour des sphères ayant même diamètre. Nous avons appelé cette valeur R : le rapport corrigé des attractions de la sphère conductrice et de la sphère diélectrique. Elle peut être calculée au moyen de la relation (4).
- Tt. et T/t. sont les résultats des expériences. bk peut être déterminé par une mesure directe sur la sphère diélectrique; puis celle-ci étant rendue conductrice par une couche de papier d’étain ayant une épaisseur de 0,017 mm., on a :
- (4)
- (5)
- (*) Ce commutateur a été décrit dans les Archives des
- sciences physiques et naturelles, t. XXX, p. 87, 1893.
- b. — b, + 0,017.
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- Ma*
- Le rapport -jr-r-j peut être calculé au moyen
- des déviations de la balance de comparaison des charges.
- / représente la longueur du bras de levier de la balance de comparaison;
- dc la distance qui sépare le centre de la sphère conductrice du centre de la sphère active, la balance étant dans sa position d’équilibre;
- a6. l’angle de déviation de la balance sous l’influence de Me;
- a* l’angle de déviation de la balance sous l’influence de M*;
- dc et dk les distances entre les centres des deux sphères lorsque les déviations ac et <*a existaient.
- Si olc et ak sont très petits :
- Tt l ac ]
- 36o ’ /
- it / at \
- 36cT ’ J
- et les forces attractives Fe et F/,, sont proportionnelles aux déviations qu’elles ont produites : F„ a c Fa- a*‘
- Mais d’autre part (formule i),
- et
- F' = -dJ-’
- _ 2 M,2 b'
- * ~ d/' ’
- relations d’où l’on tire :
- M,s ___ dt."______ a.,. d,r'
- Mt! Fr dcn ac d* ’
- Et, en remplaçant dans l’équation (4) par
- sa valeur donnée par l’équation (7), elle devient :
- r - T»a* ‘W T* <*„ d„® (),’
- (8)
- Pour notre appareil, / = 45 mm.,rf(.= 72,5 mm. Lors de nos expériences, la distance de l’échelle au miroir était de 970 divisions de l’échelle, soit 970 millimètres. En ayant ces données, on peut calculer ac et a/c, puis ensuite de et d/,. au moyen des formules (6). La valeur de R est ainsi fournie par la formule (8), dont le second membre ne renferme plus que des quantités connues. Il
- ne reste plus qu’à l’introduire dans la formule (5) pour avoir la valeur de la constante diélectrique dans la direction considérée.
- Supposons que nous ayons fait un certain nombre de mesures d’attraction d’une sphère dans une direction donnée. Elles ont été faites sous des charges différentes M, correspondant à différentes déviations * de la balance de comparaison; nous avons mesuré diverses torsions T. Pour abréger, nous pouvons calculer pour toutes ces mesures les torsions Tx que nous aurions observées si elles avaient été faites toutes sous la même charge Mx. Cette comparaison correspond à une déviation ax de la balance de comparaison. Nous avons dans ce but les relations suivantes tirées des formules (3) et (7) :
- T __ M2 _ a ci»
- T, ~ M,* ~ a, d/’
- d’où
- Il suffira de prendre la moyenne de toutes les valeurs de Tx et de l’introduire à la place de Tc ou de Ta dans la formule (8). Nous aurons ainsi immédiatement la valeur du rapport corrigé moyen, sans avoir besoin de calculer R séparément pour chacune des mesures.
- Nous avons toujours mesuré l’attraction des sphères cinq fois au moins suivant chacune des directions des axes d'induction principaux. Après chaque mesure, nous déterminions à nouveau le zéro de torsion. Il variait en général très peu, mais certains jours nous avons obtenu des variations de io° à i5° pour les positions de contact de la balance, avant et après une torsion du fil. Ces jours ont coïncidé avec des jours d’été, où la température était relativement très élevée. Il se peut que ces variations provinssent de ce que la cire qui fixait le fil de quarlz était très fusible, qu’elle se ramollissait alors un peu, et ne présentait plus un point d’attache suffisant. Nous avons pris comme zéro d’une torsion la moyen-ne des deux positions de contact de la balance avec la lame d’acier avant et après la torsion considérée.
- Une mesure durait à peu près trois quarts d’heure; elle se composait des opérations suivantes :
- i° Détermination du zéro de torsion et du zéro de la balance de comparaison;
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 2° Mesure d’attraction : Torsion lente et continue du fil de quartz jusqu’à ce que la balance se détache de la lame d’acier. Immédiatement après, lecture de la déviation de la balance de comparaison, puis lecture de l’angle de torsion;
- 3° Nouvelle détermination du zéro de la balance unifilaire et de celui de la balance de comparaison.
- C’était cette seconde détermination du zéro de la balance unifilaire qui prenait le plus de temps, car cette balance avait beaucoup de peine à se tranquilliser. Après avoir mesuré l'attraction d’une sphère diélectrique suivant une certaine direction, nous mesurions encore le même jour l’attraction de cette même sphère recouverte de papier d’étain. Nous opérions toujours ainsi, afin que ces deux mesures fussent faites le plus possible dans les mêmes conditions de sensibilité des deux balances, et fussent par là comparables entre elles.
- Après avoir suspendu une sphère diélectrique à la balance unifilaire, nous la laissions dans l’air sec de la cage pendant 12 heures au moins, afin d’effectuer les mesures. Nous avons remarqué que si l’on commençait les mesures immédiatement après avoir suspendu la sphère, on observait des constantes diélectriques notablement plus grandes que celles de la sphère bien desséchée. Cela se comprend aisément, car pour fixer la sphère et la bien centrer à l’extrémité du petit crochet de verre qui devait la supporter, il était presque impossible de ne pas la toucher avec les doigts.
- Voici comme exemple quelques résultats de mesures :
- Sulfate double de magnésium et ammonium (SO4)2 Mg Am2 + 6 H20.
- Sphère n° 1 de 6 millimètres de diamètre.
- a) L’axe de symétrie parallèle aux lignes de force. On a obtenu :
- 63,444
- 44,504
- 1,423g.
- Rapport corrigé : R = 1,3999.
- Pour un déplacement électrique parallèle à l’axe de symétrie :
- 1,3999 + 2 1,3999 — 1
- 8,5oi.
- b) Même sphère, le diamètre de la sphère contenu dans le plan de symétrie, faisant un
- angle de 420 en avant avec la normale à la face 001, parallèle aux lignes de force.
- Y =1,6194.
- Rapport corrigé : R = 1,5921, d’où
- 1,5921 4- 2 1,5921 — 1
- =6,067.
- Si nous calculons pour une même déviation de la balance de comparaison les torsions moyennes des expériences ci-dessus, nous remarquons une différence bien appréciable entre l’attraction de la sphère suivant l’axe de symétrie et suivant une droite du plan de symétrie faisant un angle de 420 en avant avec la normale à 001.
- ' Déviation de la balance «lu comparai- son Torsion moyenne Déviation de la balance de comparai- son Torsion moyenne
- <U | u g, l Axe de symé
- .fc'C ) trie •5 t! \ 42° en avant o. u J , 68 44,554 78 5o,141
- <0:33 r de 001 :3 l 0 / U [ <u*C \ Axe ae symé- 68 39,929 78 44,937
- •a> t! 1 trie )42° en avant 68 63,444 78 71,400
- UJ g / de 001 U \ 68 64,664 78 72,773
- Axes électriques intérieurs et extérieurs.
- On appelle axes électriques ou diélectriques d’un cristal biaxe deux directions respectivement normales aux deux plans cycliques de l’ellipsoïde inverse d’induction :
- hx x* + h,jy* 4- ks z* = 1.
- Le fil de suspension étant dans le prolongement d’un des axes électriques d’une sphère cristallisée, celle-ci sera en équilibre indifférent dans un champ électrique uniforme. Cette propriété peut permettre de trouver expérimentalement l’angle des axes électriques, mais il faut pour cela avoir des sphères d’un diamètre assez grand. Nous avons essayé d’appliquer cette méthode à notre sphère de sel de Seignette de 8,5 mm. de diamètre et nous avons obtenu un
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- LA LUMIÈRE ELECTRIQUE
- résultat satisfaisant. L’angle des axes électriques peut être aussi calculé par la formule suivante : soit l’ellipsoïde inverse d’induction :
- k3 x° + /i.rJ + /<, s* = r.
- La tangente de l’angle a que forme un des axes électriques avec l’axe plus petit axe de l’ellipsoïde inverse d’induction, direction de l’axe de plus grande polarisation P! est :
- tanga = y/j^\ (.)
- En considérant la surface de l’onde des cristaux biaxes, ou bien encore en partant de la relation de Maxwell k = n%, on trouve que les axes électriques correspondent avec les axes de réfraction extérieurs et non avec les axes optiques. En effet, l’angle e que forme l’un des axes de réfraction extérieure avec l’axe de plus petite élasticité optique est donné par la relation :
- a > p > y étant les trois indices principaux.
- En remplaçant a2 par ku [P par k.,, y2 par k3, on arrive à la formule (i).
- L’axe de plus petite élasticité est la direction des vibrations du rayon qui possède le plus grand indice; si la dispersion des axes optiques et des bissectrices est nulle, il doit correspondre avec la direction du déplacement électrique qui possède la plus grande constante, soit avec l’axe de polarisation maximum.
- L’angle que forme un des axes optiques (axes de réfraction intérieure i) avec l’axe de plus petite élasticité optique est donné par la relation :
- tan g i =
- a
- Y
- En remplaçant a2 par/?!, etc., il vient
- tang i =
- (k._ ~ /h) {k, — h.)
- a.
- La valeur de 2 donnée par les durées d’oscillation T, ly et 4 (formule 4) est sensiblement ' égale à tang2 i
- La valeur exacte de tang2 i serait
- tan g2ï
- 4’, “t- 2 /i,
- k> li3~+ 2 k3
- Le coefficient de z est très voisin de l’unité.
- Pour les diverses substances que nous avons étudiées, il se trouve entre les limites 1^08 et 1,02.
- Nous avons employé pour nos calculs la formule simple tang2 i — z. En supprimant le coefficient de z, on ne fait une erreur que de 2 à 3 degrés dans la valeur de l’angle des axes.
- C’est évidemment à cet angle 2i, calculé au moyen des constantes ou des durées d’oscillation qu’il faut comparer l’angle des axes optiques, ainsi que leur dispersion p < v (l’angle des axes optiques rouges plus petit que l’angle des axes optiques verts) ou p > v (l’angle des axes optiques rouges plus grand que l’angle des axes optiques verts).
- Pour le distinguer des axes électriques proprement dits, nous pourrions appeler cet angle 2 i : l’angle des axes électriques intérieurs; mais nous préférons le désigner, ce qui le caractérisera encore mieux, par l’angle- des axes optiques (À = 00), c’est-à-dire l’angle des axes optiques pour des radiations d’une longueur d’onde infiniment grande.
- Les longueurs d’onde électriques étant excessivement grandes par rapport aux longueurs d’ondes lumineuses, on peut se demander si la dispersion des axes p <_v ou p > v se continue dans le même sens des axes optiques lumineux aux axes optiques (X = 00 ). S’il en est ainsi dans un cristal rhombique dont la dispersion des axes est par exemple p > v par rapport à l’axe de plus petite élasticité optique, il faudra que l’angle des axes optiques (X = «>) ayant pour bissectrice ce même axe d’élasticité, soit plus grand que l’angle des axes optiques lumineux. L’inverse devrait avoir lieu si la dispersion était P < v.
- Si la dispersion -des axes est faible, nous avons trouvé que les axes optiques électriques sont nettement du côté où se déplacent les axes optiques lumineux pour des longueurs d’onde de plus en plus grandes.
- - - (T* - /,») h* {ki + 2) (Æ, - k3)
- z - (Ta — t32) t,2 {k3 + 2) (/e, — A,) ’
- (A suivre).
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- Calcul des forces auxquelles sont soumis les corps placés dans un champ électromagnétique ou magnétique, par M. Vaschy (4).
- L’auteur rappelle tout d’abord une théorie de Maxwell analogue à la théorie moderne de l’élasticité et basée sur les idées de Faraday, consistant à regarder la propagation des forces électriques comme s’exerçant de proche en proche à travers le milieu diélectrique (2) et non à distance.
- Rappelons les résultats obtenus par cet auteur.
- Si l’on considère une surface quelconque S placée dans un champ électrique, les éléments du volume limité par cette surface sont soumis de la part du champ intérieur à des tensions appliquées en chaque point de la surface et déterminées par les conditions suivantes :
- Cette tension, par une unité de surface, en un
- Fig. i
- point quelconque, à une direction telle que le vecteur représentant la direction du champ au point M est la bissectrice de l’angle formé par la direction de cette tension et celle de la normale extérieure à la surface.
- Sa grandeur ne dépend que du pouvoir inducteur spécifique K et de la direction du champ au point considéré; elle est :
- C'est de cette loi que M. Vaschy se propose de déduire l’expression générale de la force F s’exerçant sur l’unité de volume en un point quelconque M du champ.
- Considérons autour du point M un paralléli-
- (') Comptes rendus, 7 nov. 1893.
- (8) Maxwell, Traité d’Électricité et de Magnétisme. § I, chap. V, page iG3.
- pipède infiniment petit dv dont les faces sont parallèles aux plans de coordonnées (fig. 1). La force F dv qui s’exerce sur ce parallélipipède est évidemment la résultante des tensions s’exerçant sur sa surface, c’est-à-dire sur ses six faces. Appliquons alors à cette surface jouant le rôle de la surface S les conclusions précédentes.
- Soient pxx,p„x,psx les composantes suivant 0 x, des tensions par unité de surface appliquées à trois faces non parallèles du parallélipipède.
- Considérons alors les faces parallèles au plan y z, les tensions sur ces deux faces sont, en considérant comme positive la direction de la normale extérieure à la surface :
- — p.,-x dy d z et (pxx + %£--- d.vjd y d z, dont la résultante est :
- d x, dr, d z.
- 3 -V
- Les deux autres systèmes de faces donneront des expressions analogues, et l’on aura finalement pour la composante de F d v, suivant o x :
- F xdv —
- 3px, , dx
- +
- 9 Pu 3y
- +
- ? Pz,\ dz )
- dv,
- De même pour F,, et F, .
- D’autre part, on a pour les composantes xy z de l’intensité /du champ (Maxwell, vol. I, p. 166),
- — x* — Ys — zs,
- 8-npx,
- K
- = 2 X Y,
- - o z x
- K
- Posons alors, pour simplifier :
- 3 K X 3 K Y 3 K Z 4 71 P = yy + -jy + yy ,
- et
- ___3 Y 3 Z
- 411 n, g 3 g r>
- ___3 Z 3 X
- 4 71 g „>
- 3 X 3 X
- où p est la densité de masse électrique et le vec-
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- teur [a, dont les composantes sont (ax, u.=, la densité de masse vectorielle électrique (1).
- Nous aurons, en remplaçant les p par leurs valeurs :
- F
- — x
- 4 n
- + Y
- 3Y , 3_Z I dy + dz\
- L dy 3 x
- 3_X I 3 ^ I
- K
- 4 7t
- L3.v
- TT. +
- dy
- +
- 9 Z
- I]
- + K (Yp..— 7. j,;.
- Si nous développons l’expression de p, si nous remplaçons ^-----(- -f- par sa valeur, et
- c X a y c Z
- enfin si nous complétons la somme des carrés des composantes, nous obtenons enfin :
- F- = fx -•’TLT If + K <Y », - Z
- Cette expression et les deux analogues montrent que la force F est la résultante de trois autres :
- i° Une force Fp =/p dirigée suivant la direction de l’intensité du champ, et, comme on le voit, identique à celle résultant de la loi de Coulomb dans la théorie des actions à distance.
- fi
- 2° Une force Fh- = — K ^ se développant
- seulement dans les milieux non homogènes et dans la direction n où le pouvoir inducteur décroit le plus rapidement. Cette force, contrairement à ce que donne la théorie ordinaire de l’électrisation induite, est indépendante de l’orientation du champ /. Néanmoins les deux théories sont d’accord entre elles et avec l’expérience, lorsqu’on calcule par les deux méthodes, l’action totale subie par un diélectrique quelconque que l’on introduit dans un champ homogène (attraction d’une sphère diélectrique par un corps électrisé).
- 3° Une force perpendiculaire à la direction du champ et à celle du vecteur jj.. Sa valeur est :
- F^ = K/(j sin 0 ;
- Elle est donc proportionnelle à l’aire du parallélogramme construit sur /et p..
- Dans le cas d’un champ fixe, le champ admettant un potentiel, on a p. = o, et par suite cette force n’existe pas.
- (') La Lumière Electrique, i. XLIX, p. 137, i«y3.
- Dans le champ variable, on n’a pas jusqu’ici fait une mesure précise des forces permettant de reconnaître l’existence de cette force et son expression.
- La théorie du magnétisme, par sa grande analogie avec celle de l’électrostatique, conduirait évidemment à des expressions identiques aux précédentes pour la force agissant sur l’unité de volume d’un corps placé en un point d’un champ magnétique.
- Cette force est donc la résultante ds trois suivants :
- i° Fp = /p conforme à la loi de Coulomb;
- 2° F, = — K -Ç- Cette force n’existe dans ou ci 11
- le cas d’un milieu non homogène (K variable), comme par exemple dans l’action d’un champ magnétique sur un corps para ou diamagné-tique ;
- 3° F = K fu. sin 0. Comme dans le cas d’un champ électrostatique, cette force n existe que dans les parties du champ où il n’y a pas de potentiel, mais cette fois son existence est facile à constater, car ce n’est autre que la loi de Biot et Savart.
- M. Vaschy a montré, en effet, dans une précédente note Q, que dans le cas d'un champ magnétique créé par un courant, la densité ;j. de masse vectorielle se confond, par un choix convenable d’unités en grandeur et direction, avec l’intensité i du courant que produit le champ. L’expression de la force F^ est alors, au facteur K près, fi sin 6,'qui exprime que l’action du champ magnétique créée par le courant est proportionnelle à l’aire du parallélogramme construit par /et i. C’est donc bien la loi trouvée expérimentalement par Biot et Savart.
- L’existence de la force F^ ainsi vérifiée expérimentalement paraît donc justifier la théorie de Maxwell rappelée plus haut pour le cas d’un champ électrique en équilibre et l’extension qu’en a faite M. Vaschy, grâce à l’introduction de la notion de masse vectorielle, au cas général d’un champ magnétique ou électrique quelconque, même dans l’état variable.
- F. (1.
- Ç) La Lumière Electrique, t. XLIX, page 139.
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- FAITS DIVERS
- D’une note de M. Alfred F. Sears sur la traction mécanique 'des tramways résumée par le Bulletin de la Société des Ingénieurs civils nous extrayons les considérations suivantes :
- Le Bulletin de l’administration du recensement des Etats-Unis donne des chiffres relevés sur cinquante lignes de tramways, dont dix à moteurs électriques, dix â câbles et trente à traction animale; ces chiffres permettent une comparaison entre le prix de la traction par ces trois moyens. Le coût du transport rapporté à l’unité voyageur est peu différent pour les trois ; on trouve 0,161 fr. pour le câble, 0,191 pour l’électricité et o,i83 fr. pour la traction animale. L’emploi de cette unité ne peut pas, d’après l’auteur, conduire à une saine appréciation du prix lorsqu’il s’agit de lignes établies dans des conditions très différentes, et où la fréquentation est très loin d’être la même. C’est la voiture-kilomètre qui est la véritable unité. Le degré de chargement du véhicule n’a qu'une importance secondaire sur les dépenses ;de traction; le travail, qui est ce qui se paie, varie peu, parce que si la voiture est moins chargée, on peut aller plus vite. C’est ce qui se présente avec la vapeur, l’air comprimé, les moteurs électriques, il n’en est pas de même avec le câble. On trouve, dans ces conditions, les chiffres ci-dessous pour les cinquante lignes considérées ;
- Dépense
- Longueur des lignes. pur voituro-kilomèire.
- Câble............ 23o kilom. 0,438 fr.
- Electricité...... 107,9 — 0,410 —
- Traction animale 885,5 — 0,564 —
- Ces chiffres sont dans le rapport de i pour l’électricité, 1,07 pour le câble et 1,37 pour la traction animale. Mais ils sont les moyennes, et il faut être très circonspect dans les conclusions à en tirer, car, pour le câble, les dépenses varient, suivant les lignes, de 0,275 fr. à 0,66 ; pour l’électricité, de 0,26 à 0,75, et pour la traction animale, de 0,27 à o,85. Ces variations sont assez fortes pour que les moyennes n’aient pas grande signification.
- Dans les dépenses d’exploitation figure l’entretien de la voie. Or, cet entretien coûte en moyenne 2 200 francs par kilomètre et par an pour les lignes à câble, contre 5gofr. seulement pour les lignes électriques, eti33ofr. pour les lignes à traction animale.
- L’auteur croit que l’emploi direct de la vapeur est la solution la plus économique lorsqu’on peut avoir le combustible à un prix modéré, et que l’électricité devra être préférée là où on trouve des forces hydrauliques, d’autant plus, qu’elle jouit des sympathies des voyageurs et du public. Il pense, d’autre part, que les systèmes à air comprimé et à eau chaude emmagasinée sous pression semblent promettre une solution avantageuse.
- M. Peter Lechner a fait à l’observatoire de Sonnblick, durant une période de deux ans, du 20 juin 1890 au 3ojuin 1892, 670 observations de feux de Saint-Elme. Ces observations, qui ont porté sur 35 jours, dit la Revue universelle, avaient principalement pour objet de déterminer le signe de l’électricité, agent de ces phénomènes.
- On suspendait à l’extérieur du bâtiment, pendant les décharges électriques, un cylindre métallique, isolé par un support en ébonite, et qui était mis en communication momentanée avec le sol par l’intermédiaire d’un fil de cuivre. Le cylindre était ensuite ramené à l’intérieur, et l’on déterminait la nature de la charge au moyen d’un êlectroscope de Bohnenberger. En même temps, on notait l’intensité de la décharge et la couleur de l’étincelle.
- Il résulte de ces observations que les feux de Saint-Elme accompagnent le plus souvent les coups de foudre, mais peuvent néanmoins se produire par des journées d’hiver sans neige et sans tonnerre.
- En ce qui concerne le signe de l’électricité, il est variable, surtout pendant les orages. En général, l’électricité est plus souvent négative en hiver qu’en été. Suivant qu’il tombe de la pluie, de la neige ou de la grêle, la charge est positive ou négative. Lorsque la neige tombe en gros flocons, la charge est positive; et le phénomène contraire se produit lorsque les flocons sont fins. La fréquence de ces phénomènes dans les hautes altitudes semble devoir être attribuée à ce fait que la diminution de la pression atmosphérique facilite les décharges électriques entre le sol et les nuages.
- Voici quelques chiffres qui peuvent être utiles à ceux qui s’occupent de traction électrique :
- Prix de revient kilométrique par voiture de la traction : Par chevaux (tramways de la Compagnie générale des
- omnibus à Paris..... 0,612 fr.
- — â Francfort (Allemagne)......... o,5go
- — (tramways Sud, à Paris)........ 0,542
- — (tramways Nord, à Paris)........ u,5i6
- Par locomotives sans foyer (ligne de Rueil à
- Port-Marly)................................. o,45o
- Par chevaux (tramways de Rouën)........... 0,407
- Par voitures à air comprimé (Mélcarski à
- Nantes)..................................... 0,343
- Par l’électricité à Francfort (Allemagne)..... o,3oo
- La traction mécanique, et particulièrement la traction électrique, est donc plus économique que la traction animale. La facilité de sa conduite, du réglage de sa vitesse, de la promptitude de son arrêt, son éclairage abondant, son fonctionnement silencieux, inodore, sans fumée, erl font le mode de traction idéal.
- Dans divers essais, Tutilisation des ordures ménagères pour le chauffage des chaudières à vapeur n’avait pas donné des résultats très satisfaisants, parce qu’on se
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- 9§
- LA LUMIERE ELECTRIQUE
- contentait de jeter dans le foyer les matières humides et non débarrassées de la poussière et des produits incombustibles.
- M. Wilkinson a fait adopter à Harrogate, pour le chauffage des chaudières d’une station d’éclairage électrique, un mode opératoire tout différent. Les matières sont d’abord passées à un crible grossier qui les débarrasse des débris minéraux trop volumineux; elles passent ensuite dans un cylindre dessicateur, où elles perdent un tiers de leur poids. Enfin, un crible plus fin fait tomber la poussière, et finalement le combustible ainsi préparé est chargé automatiquement dans des foyers de chaudière spéciaux. La poussière constitue un excellent engrais, de même que les cendres et l’on peut recueillir encore différents sous-produits.
- Un grand nombre de journaux ont annoncé un nouveau moteur à courants alternatifs, dont l’invention serait due à MM. Reis et Scott, de Philadelphie. D’un bout à l’autre de cet article on affirme que ces auteurs ont fait des découvertes importantes relatives à la question des moteurs alternateurs; malheureusement on néglige absolument de nous dire lesquelles. C’est évidemment très habile de pouvoir écrire tout un article sur des découvertes « qui révolutionneront les théories jusqu’ici acceptées par les électriciens, et considérées comme les principes essentiels de la construction des moteurs à courants alternatifs »; encore faudrait-il nous énumérer ces découvertes. Jusqu’à ce que les auteurs aient comblé cette petite lacune nous avons le droit d’être sceptiques.
- L’exemple donné par le comte de Chabannes, qui vient de faire construire un yacht en aluminium, le Vende--Hesse, porte ses fruits. Le gouvernement français vient de commander un bateau éclaireur en aluminium destiné à être embarqué sur le porte-torpilleurs la Foudre, actuellement en construction à Bordeaux. Mais ce qui ne laisse pas d’étonner, après le succès obtenu dans la construction du Vendenesse, par kï Société des Ateliers et Ghantiers de la Loire dans son usine de Saint-Denis, c’est à un établissement anglais, la maison Yarrow, que l’on s’adresse. _____
- On annonce que la construction d’une ligne de tramway électrique est à l’étude à Grasse.
- Encore une catastrophe mettant en évidence le rôle de l’électricité atmosphérique dans la navigation aérienne.
- Il y a quelque temps les journaux politiques ont annoncé la perte d’un ballon militaire italien foudroyé à Rome. Nous venons de recevoir des détails de la part d’un témoin oculaire de la catastrophe.
- Le mécanicien avait été averti que l'air était chargé à un potentiel électrique exceptionnel parce qu’il ve-
- nait de recevoir d’assez violentes secousses. Il regardait donc avec inquiétude l’aérostat. Ayant aperçu de la fumée dans le voisinage de l’appendice il ramena le ballon à toute vapeur. A bord se trouvaient deux aérostiers, un officier et un sergent. L’officier resta dans la nacelle, mais le sergent, mieux avisé et beaucoup plus agile, se laissa glisser à l’extrémité d’un cordage de 40 mètres de longueur. Il arriva à terre sain et sauf, tandis que l’officier fut fort maltraité dans l’incendie qui dévora le ballon au moment où la nacelle touchait la surface de la terre.
- La cause de la fulguration est évidente. Le ballon était pourvu d’un circuit téléphonique, et l’un des pôles était en communication avec l’axe tandis que l’autre l’était avec un frotteur isolé. Les deux fils ont fonctionné comme un conducteur unique et servi de route à la décharge.
- En outre, l’opérateur qui écoute au téléphone peut très bien recevoir une décharge violente malgré la longueur du circuit et la faiblesse de la section du fil de cuivre.
- Ne serait-il pas préférable d’avoir recours à des moyens télégraphiques optiques, ou à l’ancien procédé, consistant à jeter les nouvelles à terre attachées à de petits sacs de lest.
- Outre les renseignements pratiques qu’il contient cha que année, Y Annuaire du bureau de longitudes pour 1894 renferme'des articles dus aux savants les plus illustres sur les monnaies, la statistique, la géographie, la minéralogie, etc., enfin les notices suivantes : La lumière et Vélectricité d'après Maxwell et Hertz, par M. Poincaré. — L'origine et l'emploi de la boussole marine appelée aujourd'hui compas, par le contre-amiral Fleu-riais. — Quatre jours d'observations au sommet du mont Blanc, par M. J. Janssen. — Discours prononcés aux funérailles de V amiral Paris, par MM. Faye, Bouquet de la Grye et le contre-amiral Fleuriais —Discours prononcés à Vinauguration de la statue d'Arago, par MM. Tisserand, Cornu, Mouchez.
- M. W. H. Preece, électricien en chef du Post-Office, vient d’être nommé par S. M. la reine d’Angleterre chevalier de l’Ordre du Bain, distinction très rare.
- Considérant que la traction par câble n’est pratique que sur le parcours en ligne droite, que d’autre part, la traction électrique avec trolley aérien présente des inconvénients dans une grande ville comme New-York, la Metropolitan Traction Company offre un prix de 35oooo francs attribuable à l’inventeur d’un système supérieur ou équivalent au système actuel de traction électrique mais ne présentant pas de danger pour les passants ni d’inconvénient au point de vue esthétique. Les projets doivent être soumis au Board of Railroad Commisionners, de New-York, avant le \et mars 1894.
- La compagnie ne se réserve aucun droit sur le système primé.
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- Éclairage électrique.
- Nous avons déjà eu l’occasion d’entretenir nos lecteurs (La Lumière Électrique du 10 juin 1893) de l’installation à courants polyphasés établie à Budapest par la Société d’électricité, ancienne maison Schucltert. Depuis deux mois cette station centrale, exploitée par la compagnie de gaz locale, est en fonctionnement.
- La station comprend actuellement deux unités génératrices de i5o chevaux produisant le courant nécessaire à 6000 lampes, avec une batterie d’accumulateurs d’une intensité de a fois i5oo ampères-heures. Le nombre maximum de 6000 lampes étant déjà atteint, de nouvelles ma-' chines permettant de porter ce nombre à :i5ooo vont être mises en service dans le courant du mois prochain. En outre, on projette une extension ultérieure de l’installation par l’établissement de deux nouvelles sous-stations.
- Cette installation est, comme on sait, la seule importante utilisant les courants alternatifs polyphasés à la fois pour l’éclairage et le transport de force. Elle présente, bien des côtés intéressants au point de vue des controverses soulevées dans la discussion du système adopté pour la transmission de l’énergie des chutes du Niagara (voir les derniers numéros de La Lumière Électrique).
- La maison Schuckert a, en effet, réalisé des machines à très basse fréquence. Les alternateurs sont construits pour 25 périodes par seconde à une tension de 2000 volts. La génératrice produisant elle-même une tension élevée on a pu se passer de transformateurs fixes, et il ne reste qu’à transformer le courant alternatif de haute tension en courant continu de basse tension.
- On se sert d’un appareil spécial pour combattre les élévations de potentiel dues à la capacité des câbles (effet Ferranti). Le couplage en parallèle des alternateurs se' fait facilement sans emploi de rhéostats de charge.
- La station a fonctionné depuis sa mise en service sans aucune interruption.
- En différentes occasions, nous avons insisté sur les facilités qu’offrent aux constructeurs français les conditions industrielles du nord de l’Espagne. Il faut bien avouer que les industriels allemands et anglais ont su profiter de ces conditions mieux que nous. Voici encore une statistique qui vient à l’appui de ce que nous disions.
- L’importation du pétrole brut américain à Bilbao, qui s’élevait à plus de 7000 tonnes en 1888 n’a été que de 3278 tonnes en 1892. Cette diminution est attribuée à ’exlension extraordinaire que l’éclairage électrique a prise en Espagne, notamment dans les provinces du Nord, où les chutes sont abondantes.
- Le conseil municipal de Puteaux (Seine) a concédé l’éclairage électrique de la ville à M. Patin, pour 10 ans, avec faculté de renouvellement ou de prolongation.
- L’installation complète du réseau sera terminée dans un délai de 6 mois, après l’approbation préfectorale.
- M. Patin s’engage à donner la lumière électrique sur l’avenue de Saint-Germain dans un délai de 2 mois.
- Les fils seront aériens.
- La redevance payée pour l’éclairage municipal sera de 70 francs par an et par lampe de 16 bougies brûlant jusqu’à 2 heures du matin, et 90 francs par lampe de môme puissance brûlant toute la nuit.
- L’électricité sera vendue aux particuliers moyennant o,i5 fr, l’hectowatt-heure.
- Dans sa séance du 24 décembre dernier, le Conseil municipal a discuté le budget de l’éclairage public.
- En ce qui concerne l’éclairage électrique, un crédit de 507 5oo francs a été voté, 20 547 francs, destinés à l’éclairage du square de la Tour Saint-Jacques, ayant été retranchés parce que les travaux n’étaient pas prêts, ainsi qu’une autre somme de 27 5oo francs que l’Administration demandait pour surveillance de nuit et allumeurs spéciaux.
- Une somme de 1000 francs a été votée pour l’amélioration et l’extension de l’éclairage électrique, ce vote à titre d’indication du désir qu’a le Conseil de voir l’Administration chercher à étendre cet éclairage.
- L’éclairage à la charge de la ville des halles, marchés, abattoirs, entrepôts, mairies, etc., est prévu jusqu’à concurrence de 563 5oo francs.
- Le vote du crédit nécessaire au fonctionnement de l’usine d’électricité des Halles a donné lieu à une discussion assez animée; ce crédit a été fixé à 456 400 francs. 5 800 franco ont été votés par surcroît pour une installation hydrothérapique à l’usage des ouvriers électriciens, ce qui ne paraît pas superflu dans les mauvaises conditions hygiéniques où se trouve placé le personnel de cette usine. On peut féliciter le Conseil de faire son possible pour améliorer ces conditions.
- Une demande d’enquête sur 'l’administration ne cette usine a été votée.
- On sait que la réparation d’objets brevetés pour la revente ne constitue pas, d’après la loi américaine une infraction aux droits du breveté. Se basant sur cette disposition de la loi des brevets, des industriels américains remplaçaient les filaments des lampes à incandescence brûlées. Cette industrie vient d’être atteinte par un arrêté de la Cour de Massachusetts, qui considère les lampes à incandescence à filament renouvelé comme des objets neufs.
- Il paraît qu’entre certaines mains la photométrie, science très élastique d’ordinaire, est susceptible de devenir une science des plus rigoureuses. Tout au moins
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- LA LUMIÈRE ELECTRIQUE
- a-t-on bien rarement l'occasion d’appliquer à la photo-métrie pratique le calcul des probabilités et la méthode des moindres carrés. La Revue industrielle cite un exemple curieux de cette application.
- Une compagnie de gaz américaine avait traité pour l’éclairage des rues d’une ville en s’engageant à fournir du gaz d’un pouvoir éclairant de 20 bougies. Il y a quelques mois, la municipalité s’avisa que le gaz n’avait pas le titre convenu et fit procéder par un expert à des vérifications qui durèrent deux semaines. Pendant douze jours de suite, des essais furent faits et les moyennes quotidiennement établies, tandis que, de son côté, l’ingénieur de la compagnie procédait les mêmes jours et sur le môme photomètre à des contre-épreuves. On n’a jamais vu, môme dans des conditions de tout point identiques, deux observateurs tomber d’accord sur la valeur d’une intensité lumineuse, surtout lorsqu’on a la prétention de pousser l’approximation jusqu’au centième de bougie.
- Le plus curieux de l’affaire n’est donc pas que l’expert et l’ingénieur soient arrivés à des résultats différents, c’est qu’il y ait eu entre les moyennes de leurs résultats un écart d’une bougie à peine :1e premier arrivait à 19,72 bougies et le second à 20,76 bougies.
- La ville considéra la démonstration comme suffisante et notifia son intention de dénoncer le traité d’éclairage. La compagnie n’était pas moins convaincue d’avoir raison et prétendit faire valoir ses droits. Il y avait là tous les éléments d’un bon procès et les choses auraient pu aller loin, si les parties, dans un moment de lucidité, n’avaient pas reconnu le danger et préféré s’en remettre à la décision d’un arbitre.
- On choisit un avocat célèbre qui, pleinement convaincu de son incompétence technique,eut recours aux lumières d’un mathématicien de ses amis, et voici comment le problème fut résolu.
- La comparaison des chiffres fournis par les deux observateurs montrait qu’ils étaient presque d’accord pour le premier et le quatrième jour, et que les essais de la compagnie présentaient des variations plus régulières que ceux de la ville. En formant les tableaux des différences entre la moyenne générale des douze jours et chaque moyenne quotidienne pour chaque groupe, puis les sommes des carrés de ces différences, 011 arrivait pour la ville au nombre 16,3538 et pour la compagnie au nombre 2,48. D’après certains principes de la théorie des probabilités, le mathématicien conclut que les valeurs des deux groupes d’observations étaient dans le rapport inverse de ces derniers nombres et que l’intensité lumineuse la plus probable pour l’ensemble était donnée par une formule, dont l’.r fut trouvé équivalent à 20,62 bougies.
- L’arbitre n’avait plus qu’à sanctionner la conclusion d’un raisonnement qu’il était incapable de comprendre; il donna donc raison à la compagnie sans que la ville ait paru contester la légitimité de la démonstration.
- Télégraphie et Téléphonie*
- La commission instituée sous la présidence du directeur général des postes et télégraphes pour l’étude des hautes questions de télégraphie internationale, s’est réunie à Paris. Elle est composée de membres du Parlement : MM. Boulanger, sénateur; de Mahy, vice-président de la Chambre ; Burdeau, député ; de délégués des ministères des affaires étrangères, de la guerre, de la marine, du commerce et de l’industrie ; de fonctionnaires supérieurs de l’administration des colonies et de la direction générale des postes et télégraphes.
- Un échange de vues générales a fait ressortir la nécessité d’organiser un réseau sous-marin français. Une sous-commission a été chargée d’élaborer un plan d’ensemble et de préparer certains projets, dont la réalisation présente un caractère urgent. L’attention de la commission s’est également portée sur l’organisation des lignes nécessaires pour rattacher au réseau général nos possessions de la mer des Indes : Madagascar, la Réunion et les Comores.
- L’annonce de ces travaux n’est pas sans inspirer des craintes aux compagnies anglaises télégraphiques, et la presse anglaise leur conseille, à ce propos, de redoubler de vigilance pour éviter de laisser passer dans d’autres mains une partie de l’industrie des câbles sous-marins, qui a été jusque dans ces derniers temps une industrie nationale anglaise.
- Le théâtrophone a été installé à Bordeaux, où il relie les différents théâtres au bureau central téléphonique, qui les réunit aux salles d’audition et aux abonnés.
- Dans les câbles téléphoniques, les deux brins appartenant au même circuit sont tordus ensemble ; on veut arriver ainsi à annuler les effets inductifs de chaque circuit sur les autres. Malgré cela, il arrive que les longueurs de fil appartenant à des circuits différents se trouvent placées parallèlement et donnent lieu à des effets d’induction.
- Pour éviter entièrement cet inconvénient, M. Fr. Welles de la fabrique d’appareils téléphoniques de Berlin, fait varier le degré de torsion périodiquement le long du même toron. Le parallélisme de certaines portions de fil ne peut alors avoir lieu qu’exceptionnellement, le mini muni de torsion étant éloigné de 2 à 3 mètres du maximum de torsion des deux fils de chaque circuit.
- Imprimeur-Gérant : Y. Nory.
- Imprimerie de la Lumière Électrique. — Paris. 3i, boulevard des Italiens.
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- La Lumière Électrique
- Journal universel d’Electricité
- 31, Boulevard des Italiens, Paris
- Directeur : D' CORNÉLIUS HERZ
- XVI’ ANNÉE (TOME Ll) SAMEDI 20 JANVIER 1894 N° 3
- SOMMAIRE. — Le. rôle du temps dans les phénomènes psycho-physiologiques; Charles Henry. — Applications mécaniques de l’électricité ; Gustave Richard. — De l’emploi des moteurs à gaz dans les installations privées et les stations centrales d’éclairage électrique; Jules Bourquin. — Chronique et revue de la presse industrielle: Compteur Elihu Thomson. — Rhéostat Blood (Compagnie Thomson-Houston). — Instruments enregistreurs de précision, par Aug. Raps. — Matériel téléphonique. — Revue des travaux récents en électricité : Société internationale des électriciens (séance du io janvier 1894). — Constantes diélectriques principales de quelques substances cristallisées biaxes, par M. Charles Borel. — Variétés : Phénomènes de durée infinitésimale, par E.-L. Nichols. — Faits divers.
- LE ROLE DU TEMPS
- DANS LES PHÉNOMÈNES PSYCHO-PHYSIOLOGIQUES (1).
- C’est en 1795, à propos d’observations astronomiques, que se posa pour la première fois le problème fondamental de la chronométrie psycho-physiologique.
- Pour noter le temps de passage d’un astre au méridien les astronomes employaient, comme aujourd'hui, une lunette munie d’un réticule disposé de façon que le fil vertical du milieu coïncidât avec le méridien. L’observateur devait noter, au moment du battement d’un pendule à seconde, le fil devant lequel passait l’astre avant de parvenir au méridien et, à l’instant du battement suivant du pendule, le fil devant lequel l’astre passait après avoir franchi le fil méridien.
- Maskelyne, de Greenwich, constata dans les observations de son préparateur, le D1' Kinne-brook, des retards qui ne pouvaient s’expliquer que par des différences psycho-physiologiques des deux observateurs. Ces erreurs caractéristiques reçurent de Bessel le nom d’équation personnelle.
- Elles se transformèrent lorsque Arago irtau-
- (•) Conférence à l’Ecole pratique des Hautes Etudes.
- gura la méthode de pointage sur des bandes de papier qui se déroulent mécaniquement et qui inscrivent les secondes successives.
- Elles purent être déterminées quand Pras-mowsky, en 1854, imagina de comparer les temps de passage marqués par les astronomes aux moments réels inscrits automatiquement par des étoiles artificielles.
- Ces recherches ont été développées à des points de vue divers par Plantamour et Hirsch, Wolf, Bigourdan.
- En i85o, M. de Helmholtz cherchait à déterminer directement le temps qui s’écoule entre l’instant d’une excitation et le moment où le sujet accuse la sensation, en un mot ce que l’on a appelé depuis le temps de réaction et arrivait â des nombres oscillant deo",i25 à o",20, c’est-à-dire à peu près dans les limites trouvées pour Y équation personnelle.
- Depuis, un grand nombre de chercheurs se sont attachés à décomposer ce temps en ses divers éléments :
- I a.Durée d’irritation delà terminaison nerveuse. (3. Durée de conduction dans le nerf sensitif. y. Durée de conduction dans la moelle.
- S. Durée de conduction dans le cerveau.
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- / a. Temps nécessaire à la perception.
- V |3. Temps nécessaire à B. Durée des actes psychiques I l’attention.
- comprenant : J y- Temps nécessaire à la
- production de l’acte moteur (temps de voli-tion).
- a. Durée de conduction dans le cerveau , la moelle, les nerfs moteurs.
- (3. Durée d’excitation latente du muscle, y. Durée de la contraction musculaire.
- Les appareils de mesure rentrent dans deux types bien distincts : les enregistreurs et les chronomètres.
- Tout le monde connaît les cylindres recouverts de papier enfumé, mus par un mouvement d’horlogerie avec régulateur Foucault, sur lesquels une plume vient tracer le début et la (in du phénomène. Connaissant la vitesse de rotation du cylindre, il suffit, pour connaître la durée, de mesurer la longueur du graphique. Pour plus de rigueur, on fait enregistrer ces vibrations par un signal électromagnétique à un diapason actionné électriquement et réglé de façon à ne donner qu’un nombre déterminé de vibrations par seconde ; il suffit de compter le nombre des sinusoïdes enregistrées pendant la durée du phénomène ; plus le cylindre tourne vite et moins est grand le nombre des vibrations par seconde, plus le procédé de mesure est sensible, plus la lecture est facile,
- „ Les chronomètres plus spécialement employés Sont le chronoscope de Ilipp et le chronomètre de d’Arsonval. Les deux instruments reposent sur le même principe : un mouvement d’horlogerie faisant marcher des aiguilles sur un cadran selon qu’un courant vient exciter ou cesse d’exciter un électro-aimant qui rend solidaires l’axe des aiguilles et l’axe des roues motrices.
- Dans le chronoscope de I lipp (fig. i) i 1 y a deux aiguilles sur deux cadrans, l’un marquant les dixièmes, l’autre les millièmes de seconde : le mécanisme est mis en mouvement par un poids et réglé par une lame exécutant mille vibrations à la seconde. En tirant un cordon a relié à un levier de détente, on lâche le mouvement ; on l’arrête en tirant un autre cordon b relié à un le-
- vier d’arrêt. Tant qu’un courant ne circule pas dans le chronoscope, les aiguilles sont immobiles; dès qu’on lance un courant, l’électro-ai-mant attire l’ancre qui retient au repos les aiguilles, et celles-ci parcourent leurs cadrans.
- L’aiguille du cadran supérieur qui est le plus petit fait un tour complet en i/io de seconde, et comme le cadran est divisé en 100 parties égales chaque division correspond à un millième de seconde. L’aiguille du cadran inférieur parcourt toute la circonférence en dix secondes ; lorsqu’elle avance d’une division, l’autre fait un tour complet. Le nombre de divisions parcourues par
- Fig. r. — Chronoscope de Ilipp.
- les deux aiguilles entre l’ouverture et la fermeture du courant indique la durée du phénomène.
- Dans le chronomètre de M. d’Arsonval (fig. 2) il n’y a qu’un cadran et une aiguille ; le cadran est divisé en 100 parties égales et l’aiguille est reliée à un axe terminé par un petit plateau, lequel se trouve en face d'un autre axe également muni d’un petit plateau auquel un mouvement d’horlogerie imprime une vitesse de rotation (aussi uniforme que possible, grâce à un régulateur) d’un tour par seconde ou par fraction de seconde. Les deux axes sont indépendants tant qu’un courant suffisamment intense permet à un petit électro-aimant, placé derrière le cadran divisé, d’attirer le petit plateau en fer doux qui termine le second axe; quand on rompt le courant, les deux âxes, grâce à un ressort antagoniste, font corps et l'aiguille se meut.
- Dans le chronographe électro-balistique de \V. Schmidt, l’aiguille est fixée sur l’axe du balancier. Avant chaque observation, on amène l’aiguille au zéro de la graduation : le chrono-
- C. Durée de la conduction centrifuge comprenant :
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- graphe se met en marche par interruption d’un courant; il s’arrête également par interruption d’un courant identique au premier. La graduation du cadran est faite à l’aide d’un disjoncteur qui interrompt les courants à des intervalles précis : les erreurs provenant du retard de la mise en marche et de l’arrêt sont ainsi éliminées.
- La méthode chronographique est beaucoup plus sûre que la méthode chronométrique, mais moins commode ; il faut d’ailleurs toujours vérifier les indications de ces chronomètres.
- Si l’on compare entre eux les temps de réaction aux diverses excitations optiques, acoustiques, tactiles, on constate que pour tous les observateurs ils sont le plus longs dans le cas des excitations optiques ; l’ordre pour les deux autres catégories d’excitations varie suivant les observateurs. Wundt a donné les chiffres suivants : optiques d',222 ; acoustiques o",i67 ; tactiles o",20i. Mais il n’y a rien de comparable entre des excitations différentes d’intensité quelconque. Mendenhall a trouvé entre les temps
- Fig-. 2. — Chronomètre de d’Arsonval.
- de réaction de deux excitations optiques plus de différences qu’entre les temps de réaction pour des excitations différentes ; dans le cas de la vision d’un papier blanc, o",2g2 ; dans le cas de la vision de l’étincelle électrique, o",2o3. Ramenées à leur minimum perceptible relatif, toutes ces excitations ont des temps de réaction identiques: son: 0,337, lumière: o,33i, tact: 0,327.
- Ce fait, dû à Wundt, est remarquable, vu les différences profondes qui séparent l’œil, l’oreille et les organes tactiles. Les sons et les bruits se différencient nettement dans leur temps de réaction, plus grands pour les sons et d’autant plus grands que les sons sont plus graves.
- Les expériences sur les temps de réaction aux substances sapides et odorantes sont, par la
- nature même de fces excitations, moins rigoureuses que les précédentes. Wittich trouve pour le temps de réaction à la saveur acide produite par un courant appliqué sur la base de la langue o",io7 ; une solution acide de goût analogue exige un temps presque double.
- Avec le chlorure de sodium, le sucre, l’acide phosphorique, la quinine, Vintschgau et Hœ-nigschmied trouvent que le contact est toujours perçu avant la saveur, que les temps de réaction à la saveur et au contact ne sont pas sensiblement différents à la base et à la pointe de la langue, quoique la sensibilité de ces deux parties soit bien différente.
- Pour les temps de réaction aux sensations olfactives, Buccola, Beaunis, Moldenhauer ont trouvé des durées plus longues que pour les
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- autres sensations, atteignant souvent 1/2 seconde ; mais, à cause des lois inconnues de diffusion des substances et de la forme compliquée de l’organe récepteur, il est impossible de préciser dans chaque cas l’instant de l’excitation ; il est extrêmement difficile d’autre part, de doser les poids de vapeurs agissantes.
- Ces expériences n’en sont pas moins intéressantes, quand il ne s’agit que de comparer deux sujets ou un même sujet dans des états différents avec un dispositif expérimental et une intensité d’excitation identiques.
- La durée d’irritation de la terminaison nerveuse, qu’on appelle parfois la période de latence de la sensation, n’a pu être déterminée d’une manière satisfaisante. Exner a cherché à la mesurer pour l’œil en excitant d’abord la rétine par la vision normale d’une étincelle électrique, puis en l’excitant directement par un courant appliqué sur les zygomatiques avec les électrodes de Duchenne de Boulogne ; dans ce dernier cas, le patient perçoit de la lumière avec des sensations de piqûre à la peau. Il la perçoit plus vite. Le temps de réaction est o\i5o6 dans le premier cas; il est o",ii3 dans le second; d’où pour la phase de latence de la sensation une durée de o",o3. Malheureusement, ces expériences ne sont pas comparables, et un facteur important vient les compliquer ; le temps de la perception n’est pas indépendant de la grandeur de l’image rétinienne. On vérifie même assez bien cette loi : si cette grandeur croît en proportion géométrique , la durée décroît en progression arithmétique.
- Cette période de latence de la sensation pour la rétine se décompose en deux : le temps perdu pour l’action photochimique ou autre de la lumière sur la rétine, le temps perdu pour la sensation. Ce dernier temps, Charpentier a pu l’évaluer à o'1 020 par une méthode fondée sur le principe suivant : la persistance apparente d’une excitation isolée paraît plus considérable que celle d’une série d’excitations se succédant avant que chacune ait paru baisser d’intensité ; cela tient à ce que la première excitation doit vaincre une certaine inertie de la rétine; il suffit donc de retrancher la persistance apparente de la seconde excitation de la persistance apparente de la première pour avoir le temps perdu de la sensation, ou du moins une valeur appro-
- chée de cette donnée, car l’inertie rétinienne n’est pas supprimée complètement par la première excitation; elle diminue seulement, suivant une loi à déterminer, à mesure que les excitations successives deviennent plus nombreuses.
- Les expérimentateurs sont en complet désaccord dans les nombres obtenus pour la vitesse de conduction dans le nerf sensitif. Schelske mesure les temps de réaction différents pour une excitation en deux points inégalement distants du cerveau, et déduit de la différence des durées et des trajets la vitesse de 29,60 m. par seconde. Cette méthode suppose deux principes inadmissibles : l’égale conductibilité de la moelle et l’égale excitabilité des périphéries pour les deux excitations.
- La même remarque s’applique partiellement à la méthode de René, qui déduit de la comparaison des durées moyennes de perception d’une excitation électrique et d’une excitation acoustique le nombre concordant de 28 mètres par seconde.
- Bloch trouve i32 mètres par seconde avec une méthode fondée sur ce principe : l’intervalle de temps entre deux secousses successives exercées en deux points de la peau nécessaire à la simultanéité de leur perception est d’autant plus grand que les points excités sont plus loin l’un de l’autre. Cette méthode a l’inconvénient de faire intervenir les caprices de l’attention.
- Ch. Richet prend deux points du même nerf situés à des distances inégales de la moelle et calcule par un grand nombre d’expériences comparatives l’équation personnelle ; il trouve la vitesse de conduction nerveuse sensitive supérieure à 5o mètres par seconde. Mais il observe que les différences entre les temps de réaction pour deux excitations consécutives d’un même point sont plus grandes parfois que les différences de durée entre les temps de réaction pour deux excitations provoquées en des points assez lointains l’un de l’autre. Cette remarque condamne la méthode et laisse prévoir, sinon comprendre, les divergences des expérimentateurs.
- Cette indécision sur la durée de la conduction nerveuse sensitive se reporte sur la vitesse de conduction sensitive dans la moelle. Exner excite électriquement les doigts du pied d’abord, puis la main du même côté et mesure les temps
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- de réaction dans les deux cas avec la main droite ; l’excitation dans le second cas a parcouru en plus, à travers la moelle, la distance (33 centimètres) comprise entre le renflement lombaire et le renflement cervical; le temps de réaction est plus grand. Pour obtenir la vitesse de propagation dans la moelle il faut se donner un nombre pour la vitesse de conduction dans les nerfs : en admettant pour cette dernière valeur 62 mètres par seconde, Exner obtient 8 mètres environ pour la moelle. Le seul fait qui paraisse bien établi, c’est la propagation plus rapide pour les excitations tactiles que pour les excitations douloureuses.
- Les lumières que l’on pouvait espérer sur la vitesse de conduction cérébrale, il fallait évidemment les demander à la vivisection. Franck et Pitres ont trouvé le temps de réaction musculaire plus grand à la suite d’une excitation électrique de la substance grise qu’à la suite de l’excitation de la substance blanche ; le retard atteint o'',02.
- Schiff a mesuré le temps compris entre l’excitation de la racine du nerf sciatique et le commencement de la contraction du muscle gastro-cnémien, puis le temps écoulé entre l’excitation du centre cortical correspondant et la contraction musculaire; celui-ci était de 7 à 11 fois plus long que celui qu’on obtiendrait si la vitesse pour le conducteur total était supposée la même que pour le nerf sciatique de sa racine au gas-trocnémien.
- Bubnoff et Heidenhain ont constaté le fait paradoxal que souvent le temps de réaction musculaire est en raison inverse de la grandeur de l’excitation.
- Les données sur la conduction centrifuge et sur la conduction centripète sont trop incertaines pour que l’on puisse déduire la durée des actes psychiques les plus simples de la soustraction de ces durées au temps de réaction. Il est une méthode qui élimine ces difficultés mais qui, à ma connaissance n’a pas tenté beaucoup d’observateurs : c’est la comparaison de la durée d’un réflexe avec la durée du même acte compliqué de volonté.
- Dans les deux cas, mêmes trajets nerveux, même conduction centrale, mêmes périodes de latence sensorielle et musculaire; seul, le temps de volition vient compliquer le second cas.
- En comparant le temps de réaction d’un réflexe de l’index de la main soumis à une forte secousse électrique et enregistrant son mouvement au temps de réaction de l’index exécuté volontairement avec la plus grande célérité possible, René trouve pour la durée approximative de l’acte cérébral le plus simple o'',o32 —o'',o36. Cette méthode devrait être reprise et développée.
- Les chiffres obtenus pour les durées de conduction dans la moelle et dans les nerfs moteurs sont plus concordants. Exner réagit à une excitation lumineuse, d’abord avec la main, puis avec le pied du même côté; la moelle est parcourue dans le premier cas sur un court trajet, dans le second cas sur toute sa longueur par l’excitation motrice. Le calcul donne une vitesse de 10 à 12 mètres par seconde; c’est à peu près le nombre retrouvé par Burckhardt.
- Pour le chien, Franck et Pitres obtiennent 10 mètres; ils excitent les centres corticaux de l’hémisphère droit du cerveau dont dépendent les mouvements du côté gauche, et notent deux contractions successives : d’abord celle du membre antérieur plus rapproché du centre, puis celle du membre postérieur. La durée de réaction du membre antérieur (o",o65) comprend la période latente de l’excitation musculaire, le temps de la conduction motrice du renflement cervico-dorsal jusqu’au muscle, le temps de transmission de l’excitation du centre cortical jusqu’au renflement cervico-dorsal; la durée de réaction du membre postérieur (o” 110) comprend les mêmes éléments, sauf que le trajet va de l’écorce cérébrale au renflement lombaire.
- C’est M. de Helmholtz qui le premier mesura la vitesse du courant nerveux moteur par la méthode de Pouillet et par la méthode graphique. La méthode de Pouillet, qui servit d’abord à mesurer la vitesse des projectiles, est très élégante: un courant est lancé automatiquement dans un galvanomètre à l’instant de l’excitation du nerf, par un courant d’induction et est interrompu à l’instant de la contraction musculaire; (fig. 3) le temps écoulé est mesuré par l’amplitude de l’oscillation de l’aiguille galvanométri-que. Sur le nerf moteur du gastrocnémien de la grenouille, Helmholtz trouva ainsi la vitesse de 26,4 m. par seconde. La méthode graphique conduit à un nombre analogue : 27,25 m. pat
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- seconde pour la grenouille, à 33,9 m- Par se_ conde pour l’homme, chiffre retrouvé presque exactement par Wittich. Les calculs supposent la constance de la vitesse de propagation sur tout le trajet du nerf: pour de courts trajets, par exemple du coude à l’articulation de la main, elle serait plus grande: 53 mètres (Place); elle augmenterait à mesure que le nerf se rapproche du muscle (Munk) ; elle varierait dans le même sens que l’intensité de l’excitation, en sens inverse de l’élévation de la température, et serait moindre dans le sommeil.
- La période d’excitation latente du muscle,
- Fig. 3. — Schéma de la méthode de Pouillet.
- c’est-à-dire l’instant compris entre l’excitation et la contraction a été évaluée par Helmholtz à ï/ioode seconde chez la grenouille à environ o",oû7, chez l’homme par Mendelssohn. Elle est plus grande chez la femme que chez l’homme, chez le vieillard que chez l’adulte, moins grande dans les fléchisseurs que dans les extenseurs, dans les muscles du membre supérieur droit que dans les muscles du membre supérieur gauche: elle diminue avec l’intensité de l'excitation et augmente avec la fatigue.
- Les causes qui modifient les temps de réaction sont multiples : elles sont d’ordre normal et d'ordre pathologique. Réciproquement, les modifications dans les temps de réaction peuvent servir à caractériser des états fonctionnels ou pathologiques.
- Chez les êtres cultivés les temps de réaction sont en général plus courts. Les sujets présentent des différences très faibles pour les réactions aux excitations acoustiques, plus grandes pour les réactions aux excitations lumineuses, considérables pour les réactions aux excitations tactiles, parfois i/io de seconde dans ce dernier cas.
- On ne possède encore aucun travail sur les influences d’ordre ethnologique : Buccola a constaté sur un nègre abyssin des temps de réaction plus longs pour l’odorat.
- Chez des enfants de 5 à io ans, Ilerzen a constaté la moyenne très élevée o",532. L’attention joue un rôle considérable dans ces expériences. Wundtnote d’abord le temps de réaction à un son, puis il note ce même temps en faisant entendre au sujet un bruit simultanément : il constate un retard de oLoqô dans la seconde expérience. Le retard atteint o’’,078 quand, après avoir noté le temps de réaction à la lumière d’une étincelle électrique il fait entendre ensuite au sujet qui voit un bruit simultanément. Sur des idiots ce retard peut atteindre plusieurs secondes, d’après Buccola. Chez des sujets normaux astreints à suivre la lecture d’une phrase en même temps qu’à réagir à une excitation lumineuse ou tactile, le retard dépasse parfois i/io de seconde. L’ignorance de l’instant où va se produire l'excitation augmente le retard; l’attente le diminue ; le temps de réaction dans ce cas est parfois réduit au tiers. Quand on s’attache à noter les instants de passage très rapide d’une aiguille sur les points extrêmes du diamètre vertical d’un cadran, l’attention est préparée : les temps de réaction sont plus courts qu’à l’état normal, plus courts pour le point inférieur que pour le point supérieur.
- L’exercice influe considérablement sur les résultats. Chez un vieillard, après plusieurs mois d’expériences, le temps de réaction qui était au début de o",995 est devenu o",i86, c’est-à-dire environ 5 fois plus petit.
- En général, dans toutes ces expériences, il faut attendre que les nombres deviennent à peu près constants et se détier des moyennes.
- On réagit moins vite avec la main droite à une excitation qu’elle subit qu’on ne réagit avec la même main à une excitation que reçoit la gauche. Mais on réagit en général plus vite avec la main droite qu’avec la main gauche. Il y a des coor-
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- dinations musculairesqui nous sont plus faciles que d’autres; elles sont les plus rapides; c’est à elles qu’il faudra recourir chaque fois qu’il s’agira d’aller vite. Il est probable qu’avec l’évolution des moteurs vers les grandes vitesses ces recherches prendront un intérêt pratique. D’après des expériences de Schiff et de Tac-chini le mouvement qui consiste à serrer avec les quatre doigts de la main une boîte est plus rapide que celui qui consiste à prendre un bouton entre l’index et le médian en le pressant avec le pouce; entre les deux est le mouvement de préhension par le pouce et l’index du bouton de la manivelle du manipulateur télégraphique. Les différences sont de o",o[ à o",oi5.
- Les mouvements de droite à gauche sont plus lents pour la main droite que les mouvements de gauche à droite. La durée moyenne, du tracé d’une ligne droite dans le premier sens a été trouvée par Buccola de o",745 ; dans le deuxième, elle est de o,"693. Des recherches continuées dans cette direction donneraient sans doute des résultats pratiques pour l’amélioration de l’écriture et des caractères sténographiques.
- Sous l’influence de la douleur Dietl et Vint-schgau ont constaté un retard de o",020. Ober-steiner a observé que sous l'influence d'une céphalalgie légère la moyenne montait chez une dame de o'\i34 à o",i75 pour les excitations acoustiques. Vintschgau à la suite de l’excitation de la marche a constaté une avance de o",oi2 dans le temps de réaction.
- Pour les excitations les plus différentes : vision de l'étincelle électrique (fig. 4), audition des bruits, contacts d’excitations électriques, tubes de Geissler, inspiration de vapeur d’éther, on a constaté en général que les temps de réaction varient en sei\s contraire de l'mtensité des excitants; il y a une limite; quand les excitations deviennent douloureuses, les temps augmentent. Les expériences sont trop délicates et les nombres trop incertains pour qu’il soit possible de tenter à établir entre ces deux ordres de grandeurs quelque relation mathématique.
- La qualité de l’excitant est aussi à considérer. Pour les temps de réaction aux différentes couleurs, les expérimentateurs sont en désaccord complet; il doit y avoir dans ces contradictions l’indice de quelque renversement sous l’influence de l’état pathologique.
- Le chapitre si intéressant de l'influence des
- aliments nerveux et des médicaments est encore très incomplet. Le café abrège le temps de réaction et cette action persiste pendant plusieurs heures. Le thé diminue d’abord, puis allonge ces temps. Kraepelin a étudié l’influence des solutions aqueuses d’alcool absolu à des doses variant de 7,5 gr. à 60 gr. ; il constate d’abord une période de diminution, puis au bout de 20 à 3q minutes une période d’augmentation dans les temps de réaction, pour la dose de 60 grammes l’augmentation apparaît dès le début. La morphine prise en injection hypodermique à la dose de 25-3o milligrammes augmente la durée du temps de réaction d’environ o",2; ce retard est appréciable d’ailleurs sans appareil chez les morphinomanes ; au bout de 30-40 minutes
- Ttetàrd=t en millièmes de seconde
- Fig-. 4. — Retards des temps de réaction en fonction de l'a largeur de l’étincelle électrique.
- les chiffres redeviennent normaux. Le nitrite d’amyle, l’éther éthylique, le chloroforme sont caractérisés par une période d’augmentation suivie d’une période de diminution.
- Les lésions traumatiques, l’épilepsie avec parésie, la myélite apoplectique de la moelle allongée avec parésie déterminent des temps de réaction deux ou trois fois plus longs. i
- Dans l’ataxie locomotrice progressive qui correspond à une dégénérescence grise des cordons postérieurs de la moelle épinière, le temps de réaction atteint des valeurs de trois à cinq fois supérieures à la valeur normale et peut dépasser la seconde si au lieu de pressions on exerce sur la peau des piqûres douloureuses. L’augmentation dans ces temps peut servir à mesurer la gravité et l’extension de l’ataxie. Il faut faire entrer dans ces retards un accroisse*
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- ment de la période de latence de l’excitation musculaire et aussi le retard provenant de l’anesthésie des nerfs périphériques à la suite de lésions. On reproduit expérimentalement les effets de ces lésions par des compressions graduelles du nerf et on trouve dans les temps de réaction aux excitations douloureuses des retards d’une seconde et plus.
- Chez les idiots et les imbéciles les temps de réaction sont beaucoup plus longs que chez les normaux et on constate des écarts beaucoup plus considérables entre les expériences chez ces dégénérés (Buccola). Le plus grand temps de réaction aux excitations acoustiques indiqué chez les normaux est de o",i8o : il atteint o",479 chez les imbéciles et o",Ô72 chez les idiots. Le plus grand temps de réaction aux excitations électrocutanées indiqué chez les normaux est o''20i ; il atteint chez les dégénérés i"o95. Il n’est pas toujours commode de soumettre les fous à ces enquêtes, surtout aux excitations électrocutanées, qui les effraient; on constate, suivant le degré de la maladie, pour les excitations acoustiques, des temps variant de la durée normale à une durée quintuple. En employant pour la vue l’illumination instantanée d’un tube de Geissler, pour l’ouïe le son d’une cloche et pour le sens cutané le toucher d’un petit pinceau, Buccola a constaté chez les exaltés de formes diverses des chiffres de réaction sensiblement égaux aux chiffres normaux, même inférieurs, et surtout une grande difficulté de fixer leur attention. Dans les lypémanies, les chiffres sont un peu supérieurs à la moyenne; ils s’en rapprochent en même temps que le malade tend vers la guérison. Dans les folies spéciales, la durée des temps de réaction semble liée au caractère agréable ou pénible du délire : dans la folie des grandeurs, les temps de réaction aux excitations acoustiques (o'',i78) et aux excitations tactiles (o'',285) sont plus petits que dans le délire de persécution (0V96 et o",3iy).
- Chez les épileptiques simples, il n’y a pas de différences notables; chez ceux qui présentent des désordres psychiques, l’accroissement des temps de réaction est notable surtout après les crises.
- Beaunis a constaté chez les hypnotisées, pour les temps de réaction aux excitations tactiles et aux excitations auditives, pendant l’hvpnose, tantôt une diminution; tantôt un accroissements
- Pendant le sommeil et après le réveil quand tel était le sens de la suggestion, il a noté une diminution. Voici quelques nombres intéressants pour les temps de réaction aux excitations auditives :
- Eveillées Hypnotisées Suggestionnées pendant Tliypnoso . Suggestionnées pour le réveü
- 3oo 259 273
- 228 266 194
- 186 185 176
- Supposons qu’on mette le sujet en présence de plusieurs excitants et qu’il doive réagir à l’un d’entre eux d’une manière particulière, et aux autres d’une autre manière, il devra se livrer à un travail mental plus complexe que dans le cas de la simple réaction à un seul excitant par un seul mouvement; il devra discerner l’excitant et choisir le mouvement. Ces actes exigeront des durées que l’on s’est attaché à préciser.
- La méthode la plus rigoureuse est celle de Wundt : elle consiste à comparer les temps de réaction par un même mouvement de la main, quand le sujet n’a qu’à discerner, par exemple^ une couleur entre deux, aux temps qu’il met à discerner une couleur entre trois. La différence représente le temps de discernement simple. Pour les temps de choix elle consiste à mesurer les temps de réaction quand le sujet n’a qu’à choisir entre le repos et le mouvement de la main droite (choix simple) pour signaler par exemple une couleur sur deux, à noter les temps de réaction quand le sujet doit choisir pour signaler cette couleur entre le mouvement de la main droite et le mouvement de la main gauche (choix complique) et à retrancher des durées obtenues les temps de discernement déterminés au préalable.
- Buccola touche avec , un pinceau le bout du doigt médian de la main gauche et le tiers inférieur de l’avant-bras dans sa partie antérieure; il note les temps de réaction simple avec la main droite, puis les temps de réaction lorsque le sujet a perçu distinctement le lieu du contact; il trouve pour le temps de la localisation à la pointe du doigt o'',o3i pour le temps de la localisation au tiers inférieur de l’avant-bras o'',042 ; d’où un retard de o'',oii pour la localisation sur la partie la moins sensible.
- Les temps de choix présentent le même caractère. Buccola dans une première expérience
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- fait réagir son sujet avec la main droite quand il le touche à l’extrémité du doigt et lui enjoint de ne point réagir quand il le touche à l’avant-bras; dans une seconde expérience, il fait le contraire. Il obtient ainsi des temps de réaction avec discernement et choix; retranchant les temps de discernement, il obtient les temps de choix, qui sont respectivement pour la pointe du doigt o'\o24, pour l’avant-bras o",o32.
- C’est ainsi que Buccola en expérimentant sur le vert et le bleu a trouvé pour la durée de discernement des Couleurs o",o52, pour le temps de choix entre le repos et le mouvement o’’,666, pour le temps de choix entre deux mouvements o",I75. Il n’indique pas malheureusement pour quel appendice (droit ou gauche) le temps de choix a été le plus long en présence de telle couleur. Des expériences variées nous ont montré qu’à partir du vert les couleurs moins réfran-gibles s’expriment plus naturellement par l’appendice droit et les couleurs plus réfrangibles par l’appendice gauche.
- Tischer a recherché quelle influence exerce sur les temps de discernement et de choix le nombre variable (de 1 à 5) de sons inégalement intenses; les temps de discernement croissent dans le même sens que le nombre des sons à distinguer; le choix simple est toujours plus long que le choix compliqué; mais il y a une relation extrêmement remarquable entre les temps de discernement et les temps de choix : la somme de ces durées est une constante, la même pour tes divers sujets et égale environ à o", 190. Kræpelin, à la suite d’expériences sur les voyelles, a retrouvé pour la somme des temps de discernement et de choix l’existence d’une constante égale dans ce cas à o",ioo environ.
- Il seraitduplus haut intérêt de déterminer les constantes des autres excitations, si elles existent. Ces recherches, en somme faciles, auraient dû, ce semble, tenter la curiosité des psychophysiologistes; elles peuvent conduire à des résultats aussi intéressants dans ce domaine que l’ont été en thermodynamique les déterminations de l’équivalent mécanique d’une calorie ou du rapport des deux chaleurs spécifiques.
- Les études que l’on a esquissées sur les variations des temps de réaction sous diverses influences ont été étendues aux variations des temps de discernement et de choix. Ges durées
- comme celles des temps de réaction, décroissent quand l’intensité de l’excitation croît.
- Il semble qu’il y ait souvent une corrélation directe entre l’abréviation des temps de réaction et le développement plus grand de la sensibilité de la partie étudiée. Le temps de perception est plus long dans la vision indirecte que dans la vision directe, plus long dans les moitiés supérieure et interne du champ visuel que dans les moitiés inférieure et externe, lesquelles sont plus sensibles. Les résultats très divergents que l’on a trouvés sur les relations existant entre les temps de réaction et les capacités fonctionnelles des différents segments de la peau tiennent à l’emploi, comme stimulus, de courants électriques, dont on ne dose pas l’intensité et qui peuvent, suivant cette intensité, renverser les phénomènes : ainsi, avec des courants faibles, la réaction à l’excitation de la pointe du doigt est plus courte parfois qu’à l’excitation du bout de la langue; c'est le contraire, avec des courants forts.
- Sous l’influence du nitrite d’amyle les temps de discernement et de choix, comme les temps de réaction simple, subissent d’abord une augmentation, puis une diminution : mais le temps de choix, plus que les autres, est affecté de cette diminution. Sous l’influence de l’éther éthylique, dans la première phase, le temps de choix subit l’accroissement, relativement considérable, de plusdei/10 de seconde. Avec le chloroforme quand le narcotisme est profond, les temps de discernement et de choix subissent un retard persistant. Le temps de choix est plus abrégé et moins retardé que le temps de discernement par l’ingestion de l’alcool.' Ces quelques faits dus à Kræpelin, montrent le parti que l’on pourrait tirer de ces sortes d’enquêtes pour les modifications rationnelles de l’esprit et du système nerveux par l’alimentation.
- Pour mesurer la durée de perceptions complexes, il suffit de retrancher du temps de réaction, après distinction parfaite des objets, le temps de réaction simple.
- Wundt mesure les temps de perception de nombres de 1, 2, 3, 4, 5 et 6 chiffres, et constate que les temps croissent dans le même sens que le nombre des chiffres, peu pour les nombres de 1, 2 et 3 chiffres, sensiblement pour les nombres de 4, 5 et 6 chiffres; Ces temps sont indépen-
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- dants de la forme, mais liés à la grandeur de l’image par une loi que nous avons énoncée. Buccola a fait des expériences analogues sur les lettres majuscules de l’alphabet; il a constaté également que les temps sont indépendants de la forme des caractères.
- Pour mesurer la durée d’une association d’idées,, il suffit de faire une expérience de plus que pour le discernement d’une perception : après avoir noté le temps de réaction à un mot, puis le temps que l’on met à discerner ce mot, il suffit de noter le temps compris entre l’instant de l’émission du mot et l’instant de la réaction motrice du sujet chez lequel une idée a été suggérée par association; de même que la différence des deux premiers temps représente le temps, de discernement, la différence des deux derniers représente le temps d’association. Ce temps est beaucoup plus long que le temps de discernement et ne présente pas de différences sensibles d’un sujet à l’autre; il est d’environ Il varie très peu avec la nature de l’association.
- Wundt classe les associations en verbales (connexions habituelles des mots), externes (successions dans le tenrjps et dans l’espace), internes (rapports intimes des choses, etc.) Il serait intéressant de connaître lesquelles sont pour un sujet donné les plus rapides. On pourrait tirer de ces nombres des données précises sur les aptitudes.
- Les jugements qui consistent à désigner la catégorie à laquelle se rapporte un objet exigent des temps un peu plus longs que les simples associations d’idées. L’enquête s’est montrée très circonspecte sur ce terrain, et elle ne saurait trop l’être, les problèmes posés au patient n’admettant pas toujours une solution unique.
- Un fait très important qui démontre combien sont délicates les déterminations des temps de réaction est celui-ci : l’intensité subjective de l’excitation (mesurée par le nombre de degrés sensationnels que l’on peut distinguer à partir de la plus petite excitation perceptible), et qui en augmentant a pour effet de diminuer les temps de réaction, cette intensité physiologique n’est pas indépendante de la durée de l’excitation, surtout quand les durées sont courtes. Ch, Richet et A. Breguet ont noté que des lumières d@ très courte durée ne sont perçues que-
- si elles ont une intensité déterminée. Bloch est parvenu à formuler une relation simple entre le. minimum perceptible de lumière et la durée de l’excitation lumineuse : il faut d’autant moins de lumière pour avoir une sensation lumineuse que la duçée de cette lumière est plus longue. Cette loi n’est vraie, comme l’a montré Charpentier, que si les durées sont inférieures à 1/8 de seconde ; le minimum perceptible d’une lumière agissant pendant 1/8 de seconde et plus est le même que celui de la lumière agissant pendant un temps indéfini, du moins approximative-, ment. Il serait très intéressant de formuler la loi générale qui relie l’intensité delà sensation à la durée de l’excitation. Il n’en est pas moins établi que pendant un huitième de seconde les impressions lumineuses successives s’ajoutent; la sensation est un produit de sensations élémentaires par des durées qui peut, sans changer, se décomposer de toutes les manières possibles en deux facteurs. Elle est aussi un produit de sensations élémentaires par des surfaces qui peut, sans changer, se décomposer de toutes les manières possibles en deux facteurs, car Charpentier a montré que le minimum perceptible d’une lumière fixe varie en raison inverse de l’étendue rétinienne excitée, également dans de certaines limites.
- La cause de cette addition des impressions lumineuses dans la sensation pendant une certaine période est dans le phénomène bien connu de la persistance des impressions rétiniennes. Il faut bien distinguer la persistance totale, c’est-dire le temps compris entre la cessation de l'excitation et la disparition complète de l’impression avec ce que je proposerais d’appeler la prolongation apparente, c’est-à-dire le temps pendant lequel l’impression persiste avec sa même intensité apparente, avant de décroître suivant une loi que mes nouvelles méthodes photopto-métriques permettraient sans doute de préciser.
- La prolongation apparente varie sensiblement en raison inverse de la racine carrée de l’éclairahe pour les éclairements faibles et de courte durée, en sens inverse de la durée de l’excitation; elle est moindre sur une rétine soumise préalablement à l’obscurité et elle est diminuée par la répétition fréquente des mêmes excitations, par la grandeur relative de l’image rétinienne; elle est plus courte à la périphérie de l’œil qu’au centre, Au contraire, la persis-»
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- tance totale est plus courte dans la vision indirecte, varie en raison directe de la durée de l’excitation, et dans le même sens que l’intensité de la lumière excitatrice.
- Puisque la prolongation apparente de l’impression est diminuée par les accroissements de l’éclairage, on peut prévoir que cette période d’addition des impressions sera raccourcie également par les grandes intensités. M. Charpentier, auquel on doit toutes les précédentes observations, a constaté que les durées de cette période variaient sensiblement, pour les éclairages faibles, en raison inverse de la racine quatrième de l’éclairage. Toutes ces relations ne sont évidemment que des cas particuliers de lois empiriques plus générales.
- Ces études ont conduit à des résultats pratiques très importants et sont à la veille de transformer nos phares par la création de nouveaux appareils dits feux-éclairs. Elles ont conduit à substituer aux appareils à révolution lente inaugurés par Fresnel des appareils de rotation rapide mus par des mouvements d’horlogerie et émettant des éclats durant 1/10 de seconde. Ces éclats se succèdent de cinq en cinq secondes si le feu est à éclats équidistants ou moyennement toutes les cinq secondes sfil est caractérisé par des éclats groupés. Dans les conditions spéciales des observations maritimes (yeux moins exercés, existence d’un éclairage ambiant, trépidations du navire), la durée de o", 1 étant suffisante pour produire sur la rétine une impression complète, il devenait inutile de prolonger au-delà la durée de l’éclat. Le système des feux-éclairs appliqué aux phares électriques a fourni, à égalité de force motrice dépensée, une puissance lumineuse vingt fois plus grande que celle des appareils antérieurs; on a atteint et dépassera 23 millions de bougies-mètres.
- Cette addition des impressions de courte durée dans la sensation se retrouve pour la sensation auditive et se vérifierait sans doute pour les autres sensations. L’intensité physiologique d’un son est un nombre proportionnel au carré de la distance la plus grande à laquelle ce son peut être perçu. L’intensité mécanique d’un son est inversement proportionnelle au carré de la durée de chacune des vibrations de ce son; par exemple, un son à l’octave supérieur est quatre fois plus intense mécaniquement que la note fondamentale, les amplitudes
- de chacun des deux sons étant supposées égales ; or, on entend l’octave à unedistance environ trois fois plus grande que la note fondamentale; son intensité physiologique est environ huit fois plus grande que celle de la note fondamentale, et deux fois plus grande que son intensité mécanique. Les diverses vibrations, deux fois plus nombreuses dans l’octave, s’ajoutent donc bien les unes aux autres en intensité. Charpentier a formulé cette loi : « Le rapport des intensités physiologiques de deux sons de même origine et d’amplitude égale est égal au rapport des cubes de leurs nombres de vibrations. »
- Au centre, la rétine apprécie très mal le temps. Charpentier a noté qu’il confondait des éclats de durées différant entre elles dans le rapport de 1 à 5; les navigateurs connaissent bien cette imperfection de la vision centrale, qui s’explique par la prolongation apparente des impressions : dans les parties excentriques de la rétine, où cette prolongation est nulle, on rencontre une grande délicatesse; la durée la plus courte que Charpentier ait pu apprécier est o",oo25. Exner, à l’ouïe, appréciait couramment o",01, et Ilœring o'',02. On peut dire précisément sans appareil, d’une durée, comme des longueurs, qu’elle paraît deux, trois, ...n... fois plus grande qu’une autre durée; on n’en peut dire autant d’une intensité lumineuse ou d’une intensité sonore; pour ces intensités, on sait seulement si une excitation est plus forte que l’autre.
- Le sens du temps a été l’objet d’études minutieuses de la part de Vierordt, de Wundt, de Kollert et de Buccola.
- Vierordt a cherché à reproduire des intervalles de temps marqués par des chocs et a enregistré les erreurs positives ou négatives dans la reproduction de ces temps par les sujets. Le résultat le plus remarquable de son enquête est la découverte de ce qu’il appelle un point de neutralité : c’est un temps qui est reproduit exactement et tel que les durées qui lui sont supérieures sont reproduites trop courtes, tandis que les durées qui lui sont inférieures sont reproduites trop longues. Ce temps, si la durée objective doit être reproduite immédiatement, est 2",5 ; si, entre le modèle et la reproduction, il doit s’écouler un intervalle, ce temps devient 3",25 environ, Chez deux autres personnes il est i".5i
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- Buccola enregistre automatiquement les durées qui, dans des limites de o'\33i à i",82i, lui paraissent être subjectivement égales; il note les erreurs et conclut, quoique les expériences soient assez mauvaises, que les erreurs sont proportionnelles aux durées. Dans les durées de reproduction de mouvements circulaires ou angulaires, il trouve aussi que les erreurs positives ou négatives sont en raison directe des espaces.
- Wundt et Kollert se servent de deux métronomes qu’on peut arrêter à volonté électriquement ; l’un garde la même mesure pendant toute la durée de l’expérience; l’autre, après quelques instants, est accéléré ou retardé jusqu’à ce que sa mesure paraisse plusrapideou plus lente que celle de l’étalon aux oreilles des observateurs. Ils retrouvent le point de neutralité de Vierordt; mais ce temps a une valeur plus faible : o",755, concordante pour les deux observateurs; de plus, on ne rencontre pas dans leurs expériences les oscillations individuelles observées par Vierordt.
- Cette durée, qu’on reproduit sans erreur, est à peu près la même que la durée d’une association (o'',707); c’est à peu près aussi la durée de l’oscillation de lajambe dans la marche rapide o",727). 11 y a dans ces soncordances un nouvel exemple à l’appui d’un des principes les plus féconds de la physiologie des sensations : l’expression de toute sensation et de toute idée par des mouvements de nos appendices.
- Charles Henry.
- APPLICATIONS MÉCANIQUES
- DE L’ÉLECTRICITÉ (j)
- Les ponts roulants construits par la Shaw Electric Crâne Company, de Muskegon (Michigan), sont pourvus d’une manœuvre spéciale des pinces C, au moyen d’un tambour I, commandé par une dynamo B, à armature J (fig. 3).
- Le fonctionnement de cet appareil, dû à M. II. Sawyer, est le suivant :
- Pour desserrer la pince C, on amène, par le levier F, le contact e sur /, et f sur ,get i, ce qui ferme le circuit de la pile W sur la dynamo
- C) La Lumière Electrique, g décembre 1893, p. 458;
- par (/, e, j, k', k, f, /'); le levier V ferme en même temps le circuit (g, T, M, M', U, h) des inducteurs K et de l’électro P, qui, attirant son armature O malgré le poids N, desserre le frein L, et permet à la dynamo de tourner dans le sens indiqué par les flèches, de manière que le tambour I enroule sa chaîne H, et tire le pendant de la pince. Ce mouvement se prolonge jusqu’à ce que la languette M', reliée à l’écrou Q de la vis d, ait rompu le contact T, de manière
- Fig'. 1, 2 et 3. — Grue deia « Shaw Electric Crance C" # manœuvre des pinces de Tawyer.
- que la dynamo, privée de courant, s’arrête aussitôt sous le serrage du frein lâché par son électro-aimant T.
- Pour serrer la pince, on amène, par le levier V, e sur i, et f sur h et j, de manière à changer le sens du courant seulement dans l’armature J, qui se met alors à tourner en sens contraire et à débiter au lieu d’enrouler la corde IL jusqu’à ce que M' ait rompu le contact U.
- Le nombre des tours de la dynamo est ainsi réglé automatiquement, dans les deux cas, par la longueur et la position des contacts T et Uj
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- Ainsi que l’indiquent les figures i et 2, sur lesquelles on a représenté en A une partie du treuil, avec ses deux tambours D et E, l’une des extrémités de la chaîne des pinces H est attachée au tambour E, dont elle suit le câble F, de manière que sa tension soit indépendante du mouvements du crochet G, et ne dépende que du tambour I. La dynamo J est dédoublée en B et elle attaque l’arbre du tambour I par le train d’engrenages a b.
- Dans la variante représentée par la figure 4, le tambour I est remplacé par une crémaillère S, actionnée par une dynamo M, analogue à la dynamo B. Les contacts m, 11 et l fonctionnent ici comme les analogues U, T et M' du dispositif précédent, pour limiter automatique-
- Fig. 4. — Grue Shaw ; manœuvre à crémaillère,
- ment les courses de la crémaillère L, dont [la chute est amortie par un dashpot N.
- En figure 5 et 6, la dynamo FI commande l’arbre I du tambour des griffes G par un pignon J, serré à friction sur cet arbre par la pression de l’écrou l sur la rondelle élastique j, de manière que l’arbre I s’arrête dès le serrage du frein Q, ou dès que la résistance du tambour G augmente trop, même si l’armature de M continue à tourner. La manœuvre des pinces présente ainsi une sécurité absolue.
- La grue de fonderie Shaw, représentée par les figures 7 à g, a sa poche suspendue à deux tubes D, faisant écrou en E sur des vis F, que la dynamo K actionne par les pignons L et G. Les vis sont graissées par de l’huile qui remplit le bas des tubes, et s’y déplace le long des filets.
- A la montée, les pignons G entraînent leurs plateaux H, avec un enroulement très doux, sur les galets I, tandis qu’à la descente ils glissent à frottement sur ces mêmes plateaux II retenus par leurs cliquets b. La descente de la charge se trouve ainsi automatiquement ralentie.
- Le tambour A du monte-charge électrique Esmond est (fig. 10) constitué par l’inducteur même de sa dynamo, dont l’armature B tourne dans A, et l’entraîne par un train d’engrenages
- Fig. 5 et 6. — Grue Shaw; manœuvre à frottement.
- b, c, a, où le pignon intermédiaire G est suspendu autour de l’axe de B par un bras D, retenu (fig. 12) dans sa position normale par une paire de ressorts s s, qui assurent aux démarrages une grande douceur.
- Le câble du treuil passe sous une poulie p, qui, dès que ce câble casse ou se relâche trop, retombe et coupe, par le commutateur r', le circuit des électro-aimants h, de manière qu’ils lâchent leur armature 7 (fig. i3) [et serrent les freins G.
- Le commutateur de changement de marche se compose d’un bras e (fig. 14 et i5) pivoté
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- autour d’un axe /au moyen de la poulie/', ma-nœuvrée par la cabine du monte-charge.
- On voit, d’après le schéma des circuits (fig. 15), comment le courant se renverse dans l’armature
- B seulement, suivant que l’on fait passer le bras e du commutateur d’un groupe à l’autre des contacts du d2, d3, dont d', d2 se trouve dans le circuit J de l’armature, et d3 dans celui de l’induc-
- Fig. 16. — Treuil Hochausen (1891-1893). Elévation.
- teur, de sorte que le treuil change le sens de sa marche ; il s’arrête quand e se trouve dans sa position intermédiaire, séparé de toutes les touches dlt d2, d3. Le rhéostat m, intercalé dans le circuit de l’armature, a son bras n manoeuvré
- Fig. i5. — Treuil Esmond. Schéma des circuits.
- par un solénoïde l. intercalé dans le circuit de l’inducteur, de manière qu’il retranche du circuit de l’armature d’autant plus de résistances que l’excitation est plus intense. L’inducteur porte quatre balais 1/, F2, F3, F, Le courant passe de la ligne, par d et F', à l’armature, d’où
- il retourne à la ligne par F2, d'et le solénoïde du frein-G. Le circuit de l’inducteur est relié à la ligne par les résistances </> et le balai F3, puis revient à la ligne par F.j et le frein.
- Fig. 17. —Treuil Hochausen Vue par bout.
- Le commutateur pour ascenseurs de M. Hochausen, représenté par les figures 16 à 20, fonctionne comme il suit:
- Quand les contacts E, E2 occupent les posi
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- tions figurées, le courant, amené du fil 12 à la touche B, passe, par E F, à l’armature H de la dynamo, d’où il retourne, par la touche G et le contact E2, au second fil i3 du circuit extérieur. A mesure que l’on fait tourner le commutateur dans le sens de la flèche, en amenant E d’abord sur F2, puis sur F3, on introduit successivement dans ce circuit, en nombre de plus en plus
- Fig. 18 et 19. — Treuil Hochausen. Détail du commutateur.
- grand, les résistances du rhéostat. Si, partant de la position où les contacts E, et E2 reposent sur les touches isolantes 14. 14, on tourne en sens contraire de la flèche, on change le sens du courant dans l’armature, parce que le contact E, réunissant maintenant les touches B et C, relie la borne de la dynamo rattachée à C non plus au fil 12, mais au fil i3 du circuit. A mesure que E continue ce mouvement de gau-
- che à droite, il supprime les résistances du circuit H, en passant successivement sur les touches F5, F4..., puis il rompt ce circuit dès qu’il arrive sur la touche neutre FG.
- fmm
- • i ;
- | j j
- cX-JL. V, IL'.i, J
- Ll._.
- Fig. 20. — Treuil Hochausen. Schéma des circuits.
- Fig, 21. — Treuil Hochausen. Détail du frein.
- Afin d’éviter les étincelles au passage des touches Fj, F2..., on les a pourvues de contacts supplémentaires a, d2... disposés par couples: les contacts de chaque couple étant reliés respectivement aux touches adjacentes. L’un des contacts de chacun de ces couples : a2, parexem-
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- pie, est monté sur un levier a3, à galet sur lequel passe le cercle G, solidaire du bras A3, et interrompu au droit de E, de manière que, comme l’indique la figure 19, les contacts supplémentaires a et a-i au droit de E soient seuls à se tou-
- cher. A mesure que l’on fait, tourner G avec E les pointe^ 17. 18 de ce cercle laissent, à cet effet, les contacts a2. a3 immédiatement en avant de E, se rapprocher sous l’action des ressorts qui pressent leurs leviers a3. 11 en résulte qu’en
- Fig-, 22. — Perforatrice Morgan (1890-1893). Coupe longitudinale.
- passant de F à F.,, par exemple, E ne rompra pas, en raison du contact a. a2 figuré, sa connexion avec F avant que la pointe ï8 n’ait rompu
- Fig. 23 à 28. — Perforatrice Morgan. Détail du mécanisme. et du chariot.
- ce contact a a2, et c’est entre ces touches, de préférence en charbon, que se produira alors l’étincelle.
- Le mouvement de E se continuant, les contacts aaz se fermeront entre F2 et F3, puis entre
- F2 et F0 avec les mêmes résultats; c’est-à-dire, par exemple, que la pointe 18 ne viendra rompre définitivement le circuit 12 qu’après le passage de E sur F0. Les mêmes phénomènes se reproduisent quand on fait passer E de F0 sur F., ou F5. Les pointes 17 ou 18 de G maintiennent en fermant les aza correspondant, les connexions Fc F3 F.,, jusqu’après le passage de F de F„ à F3 ou F4, de manière que les étincelles ne se produisent pas sur ces touches.
- L’inducteur H2 de la dynamo est relié en 19 et 20 aux touches B et B2, avec interposition d’une suite de contacts fixes ddd... et mobiles d2d2d2... reliés en série comme l’indiquent les connexions pointillées. Les contacts mobiles d2 sont fixés par des ressorts égalisateurs isolés d3 à un levier pivoté en I et manœuvré, au moyen de son galet w, par les cornes i7-i8du cercle G. Au passage de ces cornes, le ressort I., rompt le circuit inducteur après la rupture du circuit de l’armature par E; puis elles le referment avant que E n’ait fermé celui de l’armature.
- Ceci posé, on voit que si l’on fait en manœuvrant de la cabine la poulie M7 (fig. 16 et 18) tourner le commutateur dans le sens de la flèche de 20 à 20 (fig. 20), on introduira successivement des résistances dans le circuit de l’armature, de manière à ralentir la montée de l’ascenseur, jusqu’à ce que, arrivé en F0, le contact E supprime le courant à l’armature, puis à l’électro II3, qui, lâchant son levier, serre le frein LL (fig. 16 et 21) puis, enfin, graduellement aux inducteurs. Ensuite, après avoir décrit l’arc FG, le contact E, franchissant les touches F4 F5... lance graduellement la dynamo en sens inverse, pour
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- la descente de la cabine, après avoir desserré le frein L.
- On voit en figure 16 comment la dynamo actionne le tambour H4 du treuil par une vis sans fin qui lui permet d’en régler exactement la descente, et en figure 18 comment les contacts EE2 attachés aux bras A2 de la poulie M7 par
- les tiges E, isolées en E5, sont pressées sur leurs touches par des ressorts Efi.
- Le fonctionnement de la perforatrice Morgan représentée par les figures 27 à 28 est le suivant. La dynamo actionne par une vis sans fin et un pignon hélicoïdal F deux coulisses G G, en prise avec les galets des bielles K, articulées au
- Perforatrice Morgan-Gardner.
- Fig- 29. —
- croisillon L du tube porte-fleuret M. Lorsque ces coulisses, tournant dans le sens indiqué par la flèche (fig. 23) ont amené les bielles K de la position figurée en traits pleins à la position pointillée, en comprimant le ressort du porte-fleuret, les galets des bielles K échappent les encoches c'des coulisses, et le ressort lance vio-
- Fig. 3o. Perforatrice Morgar.-Gardner. Détail des commutateurs.
- lemment le fleuret, qui frappe son coup. Mais, afin d’éviter tout choc dangereux des galets sur les coulisses, ils viennent avant la fin de leur course — si la longueur trop grande de cette course le permet, et, en tout cas, à la reprise — frapper les extrémités des grands bras des leviers coudés â dv que les ressorts F appuient vers ces galets. On est ainsi assuré d’amortir considérablement le choc de ces galets, de ma-
- nière que leur reprise par les encoches cc' se fasse sans danger ni fatigue excessive du mécanisme.
- Ainsi qu’on le voit en figure 27., la poussée de la vis sans fin E est reçue par des butées à billes a a, roulant sur les joues des coussinets en
- Fig. 3i. — Perforatrice Morgan-Gardner. Détail des circuits.
- bronze b, et les roues qui portent le châssis A de la perforatrice ont (fig. 28) leurs fusées montées dans des coulisses g, à serrage /t, qui permettent de les ajuster dans la position la plus favorable à la manipulation de la perforatrice.
- La perforatrice Morgan-Gardner représentée par la figure 29 est, au contraire, à deux solé-
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- i 19
- noïdes, actionnant directement par une armature en fer doux un fleuret de 52 kilog à course de 25o millimètres. La longueur totale des deux solénoïdes est de 790 millimètres : diamètre 240 millimètres; ils sont enroulés d’un fil de cuivre nu, carré, isolé au mica et à l’amiante, et bobiné sur un tube en bronze. Le tout est enveloppé d’un tube. de fer porté sur deux roues de 400 millimètres de diamètre. La commutation du courant s’opère au moyen d’un commutateur mu par une petite'dynamo dérivée sur le circuit de la perforatrice. Les deux câbles du circuit moteur aboutissent à ce commutateur, d’où partent quatre fils : trois gros, dont un pour le retour,
- qui amènent le courant aux solénoïdes, et un petit, aboutissant, comme les autres, au manipulateur de la perforatrice. Ce manipulateur commande, en outre, un rhéostat intercalé dans le circuit de la dynamo, que l’on fait ainsi tourner plus ou moins vite, ce qui permet de faire varier la vitesse de la perforatrice entre 160 et c3o coups par minute. A 190 coups, elle absorbe 26 ampères sous 22.5 volts — on a pu aller jusqu’à la vitesse de 320 coups avec 40 ampères, 25o volts, (13,6 chevaux).
- La figure 3i permettra de comprendre le fonctionnement de ce commutateur.
- On a représenté, sur ce schéma, par M N, le
- Fig. 32 — Locomotive minière Morgan-Gardner.
- circuit moteur de la génératrice à courants continus K. De M part une dérivation S, aboutis-•sant, par le manipulateur P et le rhéostat R, au moteur D, dont l’arbre A porte un pignon C, et le bras I d'un rhéostat cii'culaire E.
- Quant au pignon C, il commande, par la roue huit fois plus grande F, un arbre B, qui porte deux collecteurs circulaires G G, et un contact II, àdeuxsegmentsde 120°, séparés par des isolants.
- Dans la position indiquée, le segment de gauche est relié par G’ au solénoïde de droite L', et le segment de droite au solénoïde de gauche L, par G. Le courant amené de M d’une part en c sur l’isolant de H, passe, par (I T a G' D P V) au solénoïde L', d’où il revient par N à la dynamo. Les balais c et d sont tels que, lorsque H tourne avec J dans le sens de la flèche, d arrive sur l’isolant inférieur de FI avant que c n’ait
- quitté celui sur lequel il se trouve représenté dans la figure, et cela un peu avant que 1 n’arrive sur l’isolant J. Gomme FI tourne huit fois moins vite que 1, ce bras ne rompt le circuit en J qu’une fois tous les quatre tours; car, pendant les trois autres tours de 1, le balai e se trouve, quand I arrive en J, sur l’un des deux contacts de FI, et amène ainsi le courant tantôt à l’un, tantôt à l’autre des solénoïdes L et L'. Cette commutation se fait sans étincelles, parce qu’elle a lieu au moment où le bras I a introduit dans le circuit des résistances en nombre suffisant.
- D’après Y Eleclrical World du 16 septembre 1893, ces perforatrices fonctionnent avec succès, notamment à la mine de YOld Piltsburg Company.
- La locomotive minière représentée par la figure 32, également du type Morgan-Gardner^
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- pèse 7 tonnes, et peut développer une puissance de 5o chevaux avec deux dynamos de 25 chevaux chacune, groupées en quantité au démarrage, puis en série : courant maximum, j3o ampères, 220 volts, avec retour par les rails. Elle peut remorquer io wagonnets de 160 kilog. chacun sur rampe de 4 1/2.
- M. Bocklen a proposé d’appliquer l’électricité à l’actionnement direct des pilons au moyen desquels on tasse dans leurs moules rotatifs G (fig. 33) la matière des tuyaux en ciment, poterie, etc. A cet effet, le fleuret H est relié à l’armature d’un double solénoïde SS, monté sur un
- Fig. 33 —Mouleuse Bocklen. Ensemble.
- bâti J, équilibré en M et que l’on peut ainsi fixer à la hauteur voulue, sur sa colonne K.
- Les hls de l’une des bobines aboutissent aux bornes n' et », et ceux de l’autre à »2 et »,. Dans la position actuelle, le commutateur Y ferme le circuit moteur GO sur la bobine supérieure, par n et mais, dès que le fleuret arrivera au haut de sa course, son taquet e, frappant L, abaissera Y, de manière à couper la bobine supérieure du circuit, à y intercaler la bobine inférieure par »1 m2, et à attirer le fleuret de haut en bas. Quand le fleuret arrive au bas de sa course, le taquet supérieur e ramène L dans la position indiquée, de manière à le relever aussitôt. Le
- levier a! permet de fermer ou d’ouvrir définitivement par X'ie circuit moteur.
- Fig. 34 et 35. — Mouleuse Bocklen (i8ym893). Détails
- 1 du marteau et du commutateur.
- Fig. 36. — Balance automatique de Jones (1890-1893) Vue perspective.
- Le fonctionnement de la Balance rotative automatique de Jones, construite par l’Automatic
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- I 2 I
- and electric Scale G0 de New-Jersey est le suivant.
- Quand le bac B (fig. 36), cloisonné, et pivoté sur les montants a du plateau de bascule A, a l’un de ses deux compartiments rempli du grain amené par les trous g g (fig. 3g) de la trémie D,
- Fig 37 et 38. — Balance automatique de Jones.
- Plan et vue par bout.
- le fléau M ferme en L le circuit de l’électro i, qui, attirant son armature J (fig. 37) déclenche l’extrémité correspondante du levier E E', pivoté en/(fig. 3g) et solidaire de la trappe E.
- 11 .en résulte que cette trappe, repoussée par son ressort g', passe dans la position pointillée, en fermant l’écoulement g g du grain et en repoussant, par le talon de son bras F (fig. 3g), le
- levier G (fig. 37) qui maintenait, en i, le bac dans sa position de chargement. Ce bac se met alors à basculer, se vide en C, et fait un demi-tour, de manière à présenter sous le trémie son autre compartiment en position de chargement. Pendant cette bascule, le fléau H a rompu le circuit de l’électro i, et le levier J repris, sous le rappel de son ressort/, sa position primitive,de
- Fig. 3g. — Balance automatique de Jones. Détail de la trémie.
- sorte que, à la fin de ce mouvement, le talon b vient, en ramenant le levier E' dans sa position primitive, rouvrir la trémie, et renclencher le bac dans sa position de chargement, jusqu’à la fin d’une nouvelle pesée.
- Gustave Richard.
- (A suivre.)
- DE L’EMPLOI DES MOTEURS A GAZ dans les installations privées ET LES STATIONS CENTRALES
- D’ÉCLAIRAGE ÉLECTRIQUE C)
- Chapitre II.
- Cas des lampes à arc.
- Ce problème présente un peu plus d’incertitude que le premier, attendu que la photométrie des lampes à gaz intensives est peu connue.
- C) La Lumière Électrique du i3 janvier 1894, p. 5i.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- C’ëst en vain que nous avons cherché à nous procurer des chiffres résultant d’expériences présentant cette précision que l’on rencontre communément dans les essais photométriques relatifs aux lampes à arc. Nous essayerons néanmoins de resserrer quelque peu les limites entre lesquelles peuvent osciller les divergences d’appréciation.
- Lampes à gaz. — D’après le rapport dressé par MM. Sartiaux et YVeissenbruch pour le Congrès des chemins de fer de 1889, une lampe Wenham consommant 720 litres à l’heure produit une intensité de 170 bougies décimales, soit 4 litres 1/4 par bougie-heure. La consommation par bougie-heure diminue quand la puissance de la lampe augmente. Pour une lampe de 1450 bougies, elle ne serait plus que de 3 litres. Tout en se reconnaissant dans' l’impossibilité de fournir à cet égard un chiffre qu’il puisse garantir, M. Boscheron, ingénieur à l’usine à gaz de Liège, nous a dit que, pour les fortes lampes Wenham, il faut compter pratiquement sur une consommation de 5 litres par bougie, moyenne sphérique. Ce chiffre étant relatif au gaz de Liège, c’est celui que nous adopterons.
- Lampes à arc. — En ce qui concerne les lampes à arc, nous nous en référerons au rapport présenté par M. Rousseau, professeur à l’Université de Bruxelles, au nom de la commission chargée des essais photométriques a l’Exposition d’Anvers de i885. Le tableau ci-dessous donne les résultats des essais effectués.
- Nom du oonstruoteur •S1 “ — e. E .H s a Intensité mesurée eu ampères p CJ 0 eu « i V « fcO 5 S 6 Intensité moyenne sphérique en bougies - C.
- Gramme 6 5,6 46,2 259 462 o,56
- Gulcher 8 7,0 46 35o 583 0,60
- Piette et Krizilr... — — 44,9 341 555 0,55
- — — 7,9 48 379 672 0,57
- — — 8,2 47,5 38g 632 0,62
- Brush — 8 46,3 370 677 0,55
- Cramer et Dornfelt 9 8,6 47,6 409 657 0,62
- Piette et ICrizik.. IO 10,8 45,5 agi 962 0,52
- Gramme 13 12,9 45,5 587 ] 192 0,49
- Dulait i5 14,0 47 686 i3r8 0,52
- De Puyçit 14,8 44,9 665 1153 0,58
- Crompton — 14.9 47,7 711 1270 o,56
- Gramme 16 i5,9 46,2 735 1597 0,46
- Piette et Krizilr... — 15,6 46,4 724 1555 0,47
- Jaspar 20 20,7 47,5 983 1903 0,52
- Brush 19 5o,6 961 1847
- Il résulte de ces chiffres qu’une lampe à arc exige en moyenne 47 volts aux bornes et que, à feu nu, elle absorbe environ o,55 watt par bougie moyenne sphérique. Mais il faut tenir compte de l’énergie absorbée dans la résistance additionnelle. Celle-ci ne doit pas être trop forte, pour que la perte qu’elle entraîne ne soit pas trop considérable. D'autre part, elle ne doit pas être trop faible, afin que l’arc possède une stabilité de fonctionnement suffisante. En effet, pour une lampe différentielle en dérivation simple, soit E la différence de potentiel supposée constante entre les deux conducteurs de distribution, soit R la résistance additionnelle, r la résistance de l’électro en dérivation et p la résistance de l’électro en série et de l’arc. On admet généralement que p = a-(-/>/, / étant la longueur de l’arc, a et b deux constantes.
- Le courant total absorbé par la lampe sera :
- , r (a + bl)•
- R “r r+ a4- bl
- Le courant qui traverse l’arc sera :
- .___. r ____________________Er___________
- 1 1 r + a + bl R (r + a + bl) 4- r (a 4- bl) '
- D’où :
- _ — E rb (R 4- r) dl
- U1 ~~ f R (r 4- a 4- bl) 4- r (a 4- bl) f
- D’où encore :
- di__ — b dl
- T~ £h+'{a+bl>'
- D’après cette équation, étant donné un accroissement dl de la longueur de l’arc, le courant subit une variation, en sens inverse, d’au-R r
- tant plus faible que est plus grand; or
- -— croît avec R. La stabilité de l’arc croîtra R + r
- donc avec la valeur de la résistance additionnelle.
- En général, on considère comme suffisant et utile de maintenir une différence de potentiel de 65 volts entre les fils distributeurs. Dès lors,
- la production d’une bougie exige o,55x —
- 47
- = 0,76 watt. D’un autre côté, si l’on veut ob-
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- I 23
- tenir une bonne répartition de la lumière, il faut consentir à une nouvelle perte dans le globe dont on entoure la lampe. Cette absorption correspond en moyenne à 25 o/o de la lumière produite. On arrive donc en définitive, à
- une dépense de 0,76 x = 1 watt par bougie 7->
- moyenne sphérique utile.
- Si au lieu d’employer le système en dérivation simple on utilise une distribution à 110 volts par deux lampes en série, on trouve que la production d’une bougie moyenne sphérique utile n’exige que
- __ 110 100 n
- o,55 x ---- X —- = 0,84 watt.
- 2 X 47 75
- tous accessoires compris, somme à laquelle il faut ajouter 5o francs pour la canalisation et la pose.
- 20 Nous considérons ces lampes comme équivalant à 3 lampes Wenham de 600 litres chacune
- et donnant = 120 bougies-heures, lampes
- que la maison Lempereur et Bernard, de Liège, fournit au prix de 125 francs piece, plus 20 francs pour la canalisation et la pose.
- 3° Nous admettons avec M. Jaspar que l'on consomme pour un quart de centime de crayon de charbon par ampère-heure.
- Dans ces conditions on arrive aux devis suivants :
- Bien que ce soit là une solution généralement adoptée, nous nous en tiendrons au premier mode de distribution ; comme il est le moins économique, son emploi, dans cette étude, ne fera que donner plus de certitude à nos conclusions.
- Utilisation d’un mètre cube de gaz.
- 1° A raison de 5 litres par bougie, un mètre cube de gaz permet de produire 200 bougies-heures dans une lampe Wenham;
- 20 II a été reconnu plus haut qu’un mètre cube de gaz permet d’obtenir 654 watts-heures, aux bornes des lampes, soit 654 bougies-heures, d’après ce que nous venons de dire. La supériorité de l’éclairage électrique ne fait donc que se confirmer.
- i° Cas de l’éclairage électrique.
- Soit .x le nombre de lampes à arc installées; y = 3x sera celui des lampes Wenham.
- Gaz..................
- Moteur à gaz.........
- Dynamo...............
- Courroie.............
- Eau..................
- Graisse..............
- Tableau..............
- Réparations..........
- Lampes...............
- Crayons de charbon
- Compteur à gaz.......
- Compteur à eau.......
- Mécanicien-électricien..
- Francs 86,62 X 29,00 X -f 280 l3,88 A* + 52 5
- 3,57 X + 3l o,49 -V
- 5o
- 3oo
- 16,00 x 21,85 _v
- i,00 x -j- 4,45
- 10 1200
- Total..... 172,41 -v 4- 1932,45
- 2° Cas de l’éclairage au gaz.
- Calcul du nombre de lampes à arc à établir pour qu’il y ait égalité de prix entre Véclairage électrique et l’éclairage au gaz.
- On peut répéter pour le cas des lampes à arc, les calculs que nous avons faits précédemment pour les lampes à incandescence. Il suffira de tenir compte de tous les chiffres énoncés jusqu’ici, ainsi que des considérations suivantes :
- i° Nous supposerons que l’on place des lampes à arc de 6 ampères fonctionnant sous 65 volts. De telles lampes absorberont 3go watts et donneront 3cp bougies. La maison Jaspar, de Liège, construit des régulateurs De Puydt, présentant cette intensité, au prix de 110 francs,
- F rancs
- Gaz................. 131,04 4"
- Lampes................. 14,504c
- Compteur à gaz...... 1,064c 4-4,45
- Total.... 146,604" 4-4,45
- L’éclairage électrique coûtera le même prix que l’éclairage au gaz, si l’on a :
- i4G,G y 4- 4,45 = 172,41 x + 1932,45
- avec
- y — 3 .r.
- D’où x = 8 lampes à arc, soit 24 lampes Wenham. Pour tenir compte de frais imprévus, portons ces chiffres à 9 pour les lampes à arc et à
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- r 24
- 27 pour les lampes Wenham. Onvoitqu’à Liège dans les conditions énoncées, l’éclairage électrique se trouve dans des conditions éminemment favorables pour s’introduire dans les grands établissements.
- Chapitre III
- Emploi des gaz pauvres et du gaz à l’eau.
- Il est une remarque qui vient naturellement à l'esprit de quiconque connaît les appareils compliqués que l’on emploie dans les usines à gaz, pour procéder à l’épuration du fluide. N’est-il pas illogique d’alimenter les moteurs au moyen d’un gaz que l’on a minutieusement épuré en vue de lui donner un grand pouvoir éclairant ?
- Pénétré de cette idée, sir W. Siemens a préconisé le système suivant. Il existerait dans l’usine à gaz deux séries de gazomètres. Dans la première on recueillerait du gaz épuré, ayant donc au sortir des cornues abandonné son goudron, ses eaux ammoniacales et autres impu-retés dans le barillet, les tuyaux collecteurs, les jeux d’orgue, les colonnes à coke ou « scrub-bers », le standard, et les cuves à épuration chimique. Ce gaz servirait à l’éclairage. Pour l’alimentation des moteurs, on utiliserait un gaz moins riche recueilli et emmagasiné dans la seconde série de gazomètres.
- Mais cette idée de sir W. Siemens n’est pas entrée dans le domaine de la pratique. C’est qu’en effet, outre qu’elle entraîne la nécessité d’une double série de gazomètres et d’une double canalisation, elle ne résiste guère à un examen attentif des faits.
- De très nombreuses expériences ont démontré, en effet, que le gaz de houille est susceptible de développer un travail mécanique d’autant plus grand que son pouvoir éclairant est plus intense. L’idée de sir W. Siemens ne serait pratique que si le gaz de seconde qualité revenait à un prix notablement inférieur à celui du gaz pur. Il semble difficile qu’il en soit ainsi.
- Pourtant les considérations qui précèdent ne prouvent pas qu’il ne serait pas avantageux de fabriquer un gaz spécial pour moteurs ; il existe, en effet, des gazogènes produisant des gaz très économiques. Nous citerons les hydrocarburateurs qui ont pour but de saturer l’air de vapeur d’hydrocarbures, de pétrole notamment, et les
- gazogènes du genre de l’appareil Dowson pour la fabrication du gaz à l’eau.
- Disons un mot du principe sur lequel repose ce dernier procédé.
- Si l’on fait passer un jet de vapeur surchauffée sur du carbone porté au rouge blanc, il se produit une vive réaction caractérisée par les formules
- 4HjO + 3C = COî + üCO + 4H!
- CO‘+C = sCO,
- ce que l’on peut écrire
- IP o + C = H«+CO.
- Le gaz produit est éminemment combustible, mais en pratique le gaz Dowson n’est pas aussi pur. La nécessité d’injecter de l’air par intermittence sur le carbone pour lui conserver sa température, malgré l’action refroidissante de la vapeur, a pour conséquence de mélanger au gaz, une certaine proportion d’azote et d’anhydride carbonique.
- C’est généralement l’anthracite ou le coke que l’on utilise dans les gazogènes Dowson; on obtient alors un gaz ayant approximativement la
- composition suivante :
- Hydrogène................ 19 volumes
- Oxyde de carbone......... 25 —
- Azote.................... 49 —
- Anhydride carbonique... 7 —
- Total.... 100 —
- Le volume des gaz combustibles dépasse rarement 480/0 du volume total du mélange.
- La consommation d’anthracite pour la production d’un mètre cube de ce gaz est d’environ 25o grammes ; à cela il faut ajouter 45 grammes de coke pour la production de la vapeur surchauffée.
- Si l’on emploie du combustible à 20 francs la tonne et si l’on tient compte de tous les frais, conduite des appareils, intérêt et amortissement du capital, le prix du mètre cube de gaz Dowson n’atteindrait guère que 2 centimes, d’après M. Aimé Witz.
- Par cheval-heure effectif, il faut compter 600 grammes d’anthracite et 100 de coke.
- La combustion d’un mètre cube de gaz Dowson donne environ 25oo calories, soit 2,4 fois moins que la combustion d’un mètre cube de gaz de houille, qui en donne 6000 environ. Mais le gaz Dowson n’exige guère que 2,5 volumes d’air
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- pour brûler complètement alors que le gaz d’éclairage en demande 6. Il en résulte que le mélange tonnant susceptible de donner un cheval-heure occupe le même volume dans l’un et l’autre cas. Gomme conséquence pratique de ce fait nous ferons cstte remarque importante qu’un moteur à gaz produit le même travail, qu’il soit alimenté par du gaz Dowson ou par du gaz d’éclairage. Il suffit de modifier les dimensions des lumières d’admission. Et l’on peut imaginer un dispositif qui permette de brancher le moteur directement sur la canalisation de la ville, au cas où une avarie surviendrait au générateur de gaz à l’eau.
- Notons d’ailleurs que le système Dowson n’est guère applicable que pour l’alimentation de moteurs susceptibles de développer au moins une puissance de 5 à 6 chevaux.
- Chapitre IV Emploi du bec Auer.
- Nous ajouterons'quelques mots à propos du bec Auer von Welsbach, qui jouit d’une certaine vogue à l’heure actuelle. Voici ce qu’en disent MM. de Mont-Serrat et Brisac dans leur ouvrage sur le gaz et ses applications :
- « Les becs Auer peuvent être facilement substitués sur les appareils à gaz existants aux becs d’Argand.
- « Gomme ils dépensent relativement peu de gaz, leur emploi paraît tout indiqué lorsque l’on redoute la chaleur dégagée par la combustion.
- « La mèche du brûleur Auer von Welsbach est constituée par un tissu de coton que l’on trempe dans une dissolution de sels métalliques.
- « La composition de cette dissolution est tenue secrète ; elle contient, paraît-il, des sels de zircone, de didyme, de lanthane, etc. On dessèche ces mèches, on les place sur une sorte de moule, et on les brûle avec la flamme d’un chalumeau. En réalité, le coton ne sert que de support provisoire, la combustion fait disparaître complètement la matière organique. On arrive ainsi à produire un panier en matières réfractaires ayant la structure du tissu primitif et'à masse excessivement faible.
- « C’est ce panier qui est porté à l’incandescence par la flamme d’un Bunsen, dont les
- orifices ont été calculés de manière à faire un mélange de 2,88 volumes environ d’air et d’un volume de gaz.
- « Il est assez difficile de donner un chiffre pour le pouvoir éclairant du bec Auer. Il varie d’un appareil à l’autre; en effet, il dépend évidemment de la nature de la dissolution dans laquelle a trempé la mèche et de la durée de la carbonisation de cette dernière.
- « On a essayé à l’usine expérimentale de la Compagnie Parisienne un petit modèle de ces brûleurs. Les résultats de cet essai sont consignés dans le tableau suivant :
- Dépense îv l'heure Intensité absolue Dépense par carcel
- 48 litres 1,041 carcel 46,1
- 52 — 1,633 — 41,7
- 57 — 2,062 — 27,5
- 63,2 — 69 — 2,588 — 24,5
- 2,924 — 23,6
- « Ce tableau montre que dans les limites de débit assez étendues, le bec Auer a un excellent rendement lumineux.
- « Ce rendement lumineux diminue malheureusement assez rapidement quand la mèche devient vieille, comme le montre le tableau suivant :
- Age (le la mèche en heures Dépense en litres pur carcel
- 0 23,6
- IOO 3i,2
- 244 42,8
- 384 57,7
- 504 * 64,05
- 664 76,3
- 83o 84
- 1070 92,3
- « Un autre inconvénient du bec Auer réside dans la grande fragilité de la mèche, qui nécessite beaucoup de précautions lors de l’allumage.
- « Il faut éviter de produire une légère explosion qui ébranlerait les oxydes métalliques. L’allumage doit être effectué par le bas avec une flamme de lampe à essence.
- « La lumière des becs Auer est excessivement fixe. Ils peuvent rendre de grands services dans un grand nombre de cas, mais il ne faut pas songer à en généraliser l’emploi et à les substituer aux autres brûleurs.
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- « Ils exigent que l'on apporte beaucoup de soins à leur allumage et à leur entretien. Leur teinte blafarde ne produit pas un éclairage gai, mais cette teinte marque la place des becs à incandescence, dans les magasins de nouveautés par exemple. Elle permet de distinguer les couleurs. Elle peut être utilisée par les artistes, qui peuvent continuer à peindre le soir; par les médecins dans les laryngoscopes, ophtalmoscopes, etc.
- « La fixité des becs Auer permet de substituer ces brûleurs aux foyers oxhydriques de Drummond dans les appareils de projection. La lumière de ces brûleurs est suffisamment riche en rayons chimiques pour qu’on ait pu l’appliquer avantageusement en photographie.
- « Les becs Auer nous paraissent devoir faire une concurrence sérieuse à l’arc voltaïque. »
- Il y a lieu, nous semble-t-il, d’admettre les appréciations de MM. de Mont-Serrat et Brisac, sauf en ce qui concerne le dernier point. En effet, si nous nous en rapportons aux essais qu’ils mentionnent, un bec Auer, considéré comme hors d’usage après 664 h eures de fonctionnement, consommerait en moyenne 52 litres par carcel-heure, ce qui est approximativement la consommation que nous avons assignée aux lampes Wenham, et nous avons reconnu que celles-ci étaient inférieures à l’arc voltaïque, dès que l’installation comporte plus de 9 lampes de 6 ampères.
- Nous devons à la vérité de dire que depuis les essais mentionnés plus haut, les becs Auer ont été améliorés au point de vue du rendement. Néanmoins il y aurait lieu de leur adjoindre un régulateur du genre des régulateurs Giroud. En effet, le bec Auer est extrêmement sensible aux moindres variations de pression. L’orifice d’échappement du gaz étant alésé à un diamètre convenable pour une pression donnée, sitôt que la pression baisse, la lumière devient très faible ; sitôt qu’elle s’élève, la clarté devient éblouissante au détriment de la durée du panier réfractaire.
- Nous ajouterons, enfin, que le bec Auer coûte cher comme pose et comme entretien. A Liège, le bec seul coûte actuellement 22 francs, et le remplacement des paniers réfractaires se fait à forfait moyennant un franc par lampe et par mois.
- Il est juste de reconnaître que le bec Auer repose sur un principe ingénieux. Utiliser au-
- tant que possible l’énorme quantité de chaleur produite en pure perte par la combustion du gaz, est une idée à coup sûr rationnelle.
- L'avenir nous apprendra si les perfectionnements qui seront apportés à ce genre de brûleur lui permettront de rivaliser sérieusement avec l’éclairage électrique. Mais dans l’état actuel des choses, nous croyons fermement à une supériorité marquée en faveur de l'électricité.
- Jules Bourquin.
- (.A suivre).
- CHRONIQUE ET REVUE
- DE LA PRESSE INDUSTRIELLE
- Compteur Elihu Thomson (1893).
- La modification apportée dans le nouveau modèle de ce compteur consiste à faire traverser les inducteurs S S du moteur du compteur par le courant alternatif à mesurer M M', et son arma-
- Fig. 1 et 2. — Compteur E. Thomson.
- ture A par le courant secondaire d’un transformateur T, dont le primaire est en dérivation sur M M'. Une résistance sans induction R réduit le potentiel du courant de l’armature à une dizaine de volts, de manière à y éviter tout danger d’étincelle, quel que soit le potentiel du circuit M M'.
- Si ce circuit est, au contraire, à courants très
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 127
- • intenses et à potentiel très bas, on fait, comme en figure 2, le secondaire de T en fils très fins, de manière à relever le potentiel en A à une dizaine de volts, ce qui permet d’en réduire le collecteur à des dimensions pratiques assez petites pour ne pas en exagérer le frottement.
- Rhéostat Blood (Compagnie Thomson-Houston) (1893).
- - Les touches K de ce rhéostat sont en cuivre, et presque affleurés, dans leurs intervalles, par les pôles n s d’un électro-aimant P. Le contact G du bras H est en carbone, pressé par un ressort,
- Fig. 1 et 2. — Rhéostat Blood.
- et pourvu d’une garde en fer T, d’une largeur légèrement supérieure à l’écartement de deux pôles, de manière à constituer avec eux un circuit magnétique suffisamment complet pour éteindre les arcs qui tendraient à se former au passage d’une touche à l'autre. G. R.
- Instruments enregistreurs de précision, par Aug. Raps (').
- Les méthodes de mesure de la plupart des grandeurs physiques ont atteint un grand degré
- (') Elektrotechnische Zeitschrift, 4 janvier 1894.
- de perfection ; il n'en est pas de même des moyens d’enregistrement. Dans les cas où l’on dispose de forces considérables, comme dans les mesures calorifiques ou de pressions, les dispositifs à inscription directe peuvent rendre des services, quoique le frottement du disposi-
- tif inscripteur présente des inconvénients. Mais lorsqu’on veut enregistrer des phénomènes où les forces en jeu sont très faibles, ce système n’est plus applicable. Il faut alors avoir recours à des forces extérieures pour obtenir un enregistrement intermittent, ou à des instruments
- délicats à manier, comme par exemple le siphon-rccorder de Thomson.
- On a donc songé de divers côtés à l’emploi de procédés photographiques; mais les appareils que l’on a produits dans ce genre sont encore assez coûteux et compliqués, et doivent être manipulés par des personnes exercées.
- Nous allons décrire un voltmètreenregistreur,
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- de haute précision, tout en étant de construction peu coûteuse et ne nécessitant pas de chambre obscure extérieure, l’appareil pouvant être placé en plein jour. Le procédé d’enregistrement dont il s’agit peut d’ailleurs s’appliquer à toutes -sortes d'instruments; nous avons pris pour exemple le voltmètre, parce que les forces en jeu dans cet appareil sont très petites.
- Exposons d’abord le principe du mode d’enregistrement, la mise en place et le déroulement du papier sensible. Dans la figure i, A repré-
- sente un tambour mis en rotation par un mouvement d’horlogerie et faisant un tour en 24 heures. Le tambour, avec son mouvement d’horlogerie, est fixé au levier r, et occupe pendant le fonctionnement la position A.
- .Devant ce tambour entouré d’une feuille de papier sensible est pratiquée dans une plaque métallique c, une fente horizontale très fine e, devant laquelle se meut à petite distance l’index z de l’instrument de mesure. A quelque distance de la fente e se trouve une lampe, à incandes-
- Fier. 3.
- cence /. Cette lampe projette par l’ouverture h un cône lumineux sur la fente et produit sur le papier sensible un trait horizontal noir. L’index se mouvant devant la fente porte une ombre dont la trace se trouve indiquée sur le tambour en blanc sur fond noir.
- On tend à côté de la fente des fils fins et plus gros qui produisent sur le papier sensible des lignes parallèles perpendiculaires à l’axe. En même temps s’impriment sur le papier les chiffres indiquant l’heure ainsi que les autres indications qu’il peut être utile d’enregistrer. A cet effet, on fait mouvoir devant la fente, à l’aide de roues d’angle actionnées par le tambour, un
- disque transparent portant les diverses indications en noir (fig. 2).
- L’axe du disque transparent porte un tambour o (fig. 3) portant l’indication des heures. Ce tambour sert à lire l’heure et à régler la position du disque.
- Comme l’instrument enregistre lui-même toutes les lignes de repère, la position que l’on donne au papier sur le tambour peut être quelconque. De plus, on n’a pas à craindre que pendant les opérations du développement, du lavage et du fixage les indications de chiffres, etc., soient détruites.
- Le tambour à papier sensible peut être recou-
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- vert d’un cylindre protecteur m (fig. 4) s’emmanchant à frottement sur le rebord d.
- La mise en place du papier photographique se fait dans une boîte (fig. 5). On fixe à l'intérieur de cette boîte à l’aide de l’écrou y le tambour à recouvrir, puis on ferme la boîte hermétiquement. Les manches souples U et Ux terminées par des anneaux de caoutchouc permettent d’in-
- Fig. 4
- troduire les bras et de manipuler à l’aise à l’intérieur de la boîte sans laisser pénétrer de la lumière. On prend le papier sensible dans le compartiment T, on l’enroule sur le tambour en fixant les bords sur les pointes w et wt et à l’aide de la lame de ressort v. Enfin on saisit le cylindre m et on en couvre le tambour. La boîte peut ensuite être ouverte et le tambour enlevé.
- Fig. 5
- à l’aide du sac en velours /, l’enveloppe extérieure m du tambour et la poser sur les supports x où elle reste pendant l’enregistrement. Il ne reste plus qu’à tourner la manette K pour replacer le tambour devant la fente, et à tourner le tambour de réglage 0 pour la mise à l’heure.
- HT
- Fig. 6
- L’enregistrement terminé, on enlève le tambour en effectuant les mêmes opérations dans l’ordre inverse. Pour fixer la photographie il suffit de verser le développateur dans l'embouchure du cylindre même (fig. 4) en promenant
- f. X XI X I
- 1 ' [ ! : 1 1 ! 1
- j “7“— —
- Law>^
- * 7
- Fig. 7
- La mise en place du tambour garni à l’intérieur de l’appareil enregistreur se pratique de la façon suivante :
- On ouvre le couvercle b de l’appareil (fig. 3 et 6); on tourne le levier r à droite à l’aide de la manette K, de façon à le mettre en contact avec le taquet f,. Puis, on enfouie le tambour sur l’axe des heures p, en le fixant à l’aide de l’écrou n. Une fois le couvercle fermé, on peut retirer.
- le liquide sur le papier sensible. La pratique indique la durée de cette opération. Enfin, après avoir fait écouler le liquide développateur et lavé l’intérieur du cylindre la photographie peut être retirée pour être portée au bain de fixage.
- La figure 7 donne, à titre d’exemple, un diagramme obtenu en branchant le voltmètre enregistreur sur le réseau de la Société d’électricité
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- i3o
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- de Berlin. On trouve sur ce bulletin l’indication des heures (io heures du soir à 2 heures du matin) et celle des voltages. Lorsqu’il se produit un court circuit sur le réseau, la lumière de la lampe baisse brusquement et l'on obtient sur le fond noir du papier une bande claire. Cette particularité permet d’enregistrer des variations brusques, que ne pourrait suivre l’aiguille de l’instrument.
- A. H.
- Matériel téléphonique.
- Téléphone Noriega. — Le nouveau modèle de poste téléphonique de M. Noriega comporte (fig. 1 à 4) le microphone à filaments de charbon F vibrant contre un diaphragme également en
- Fig. 1 à 4. — Téléphone Noriega.
- charbon E, précédemment mentionné 0. Ce transmetteur est associé à un téléphone récepteur bipolaire dont les hélices magnétisantes agissent sur deux séries de tiges en fer juxtaposées de diamètres différents. Les deux organes précédents sont réunis par un manche de longueur réglable et reliés par un cordon souple à l’ensemble des appareils fixes du poste, sonnerie et appel magnétique.
- Téléphone S.-D. Field — D’après l’inventeur, on a jusqu’ici échoué dans les tentatives faites pour renforcer le son du téléphone par l’emploi de plusieurs diaphragmes, parce qu’on ne s’est pas préoccupé de. la nécessité d'assurer l’unis-
- son des mouvements de ceux-ci, en un mot de synchroniser exactement leurs périodes vibratoires.
- Dans l’appareil représenté par la figure 5, les diaphragmes A et B sont à distance égale de l’embouchure M; ils reçoivent en conséquence des impulsions simultanées. Ils sont de plus mécaniquement reliés et également tendus.
- Les fils d’acier C et D rattachent les diaphragmes aux extrémités d’une armature de fer doux F, qui pivote à couteau par son centre devant l’aimant permanent N S.
- L’hélice magnétisante active du téléphone entoure en G le prolongement polaire en fer doux du pôle N ; un prolongement accessoire H est
- Fig. 5. — Téléphone Field.
- disposé de façon à régler l’attraction du système magnétique.
- L’appareil a été employé pratiquement dans un bureau de New-York 0 et aussi en ligne entre New-York et Philadelphie ; il a donné d’excellents résultats comme ampleur de son et clarté d’articulation.
- L'annonciateur téléphonique de Scribner 0. — L’un des plus grands inconvénients qui se rencontrent dans les bureaux téléphoniques à lignes à fil unique dans les villes où des voies électriques sillonnent les rues est dû au fait que le courant continu trouve souvent passage
- (')ia Lumière Électrique, t. XLVI, p. i83.
- (*) The Electrical Engineer, de New-York.
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- à la terre et déclenche souvent au bureau central toute une rangée d’annonciateurs, au grand détriment du service. C’est pour obvier à cet inconvénient que M. C.-E. Scribner a imaginé un nouvel annonciateur actionné seulement par les courants alternatifs ou intermittents et qu’un courant continu ne peut affecter.
- Le principe de l’appareil est indiqué par les figures 6, et 7 8. L’électro-aimant a a un enroulement de plusieurs centaines d’ohms et une self-induction considérable de façon à pouvoir être mis en dérivation suivant l’usage ordinaire sur le circuit téléphonique ; l’électro-aimant /?, au contraire, construit avec une grosse enveloppe et un circuit magnétique épais a un enroulement de faible résistance relativement avec une grande self-induction. La résistance c est
- Fig-, 6, 7 et 8. — Annonciateur Scribner.
- sans induction et égale ou un peu supérieure à celle de l’enroulement b.
- On voit sur la figure que le circuit se poursuit après l’enroulement a au travers de deux dérivations, l’une par l’enroulement de l’électro £>, l’autre parla résistance sans induction c.
- Quand un courant continu parcourt ce circuit il passe par l’enroulement a, puis dans l’élec-tro b et la résistance sans induction c en se divisant en raison inverse des résistances ; les électros a et b sont actionnés et leurs armatures attirées.
- L’indicateur d n’est pas actionné, bien que le volet b' soit déclenché, parce qu’il est retenu par l’électro b. Quand, au contraire, le courant est alternatif ou intermittent avec une période assez courte, la majeure partie du courant passe en se dérivant par la résistance sans induction c, l’électro b ayant une grande impédance ; celui-ci demeure inactif, ou agit faiblement, et ne maintient pas l’armature b', tandis que le mou-
- vement de l’armature a' vers a la déclenche et donne le signal.
- L’appareil de M. Scribner (de la Western Electric Company) est destiné, il est à peine besoin de le faire observer, au service de réseaux où les appels des abonnés se font par générateur magnétique ; il est donc essentiellement du domaine de la pratique américaine, assez peu suivie précisément sur ce point en Europe.
- E. R.
- REVUE DES TRAVAUX
- RÉCENTS EN ÉLECTRICITÉ
- SOCIÉTÉ INTERNATIONALE DES ÉLECTRICIENS Séance du 10 janvier 1894.
- M. Gaiffe entretient la société des applications des courants des stations centrales à l’électrothérapie.
- L’auteur donne tout d’abord l’énumération des différents courants qui sont nécessaires dans les applications. Ce sont tout d’abord des courants de faible intensité, mais parfaitement réguliers et à potentiel réglable sans aucune variation brusque ; des courants induits à potentiel également très facilement réglable et dont le nombre d’alternances puisse varier entre une par deux ou trois secondes jusqu’à trente ou quarante par seconde; des courants sous une tension de dix à douze volts pour alimenter les lampes permettant d'éclairer les cavités; des courants pour l’alimentation des galvanocau-tères par exemple et pouvant varier entre dix et cinquante ampères à un voltage d’environ six volts. Puis des courants alternatifs de haute fréquence comme ceux employés par M. d’Ar-sonval, des courants alternatifs rigoureusement sinusoïdaux à fréquence variable et enfin des courants nécessaires à l’alimentation de petits moteurs destinés à faire tourner les machines électrostatiques ou d’autres appareils divers. M. Gaiffe passe alors en revue les
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- I 32
- moyens employés pour obtenir ces courants avec ceux donnés par les stations centrales.
- Pour obtenir des courants continus dans une station à courants alternatifs, il faut employer un transformateur de courant alternatif en continu. La puissance demandée est très faible, une centaine de volts et un quart d’ampère; néanmoins, pour obtenir un courant continu régulier on est obligé de donner aux machines de très grandes dimensions pour avoir beaucoup de lames au collecteur, et le rendement est naturellement très faible.
- Avec les stations à courant continu plusieurs procédés peuvent être employés. On peut mettre dans le circuit un rhéostat, mais pour absorber dans ce rhéostat environ üne centaine de volts et quelques milli-ampères, il faut une résistance d’environ une centaine de milled’ohms divisés en un grand nombre de sections. On peut procéder plus simplement en faisant passer le courant au voltage de la station dans une résistance de cinq cents à mille ohms sur laquelle on prend à l’aide de deux curseurs une. dérivation qui permet d’obtenir le courant voulu et de variation régulière.
- Pour les courants induits, par suite de la variation énorme de la fréquence que l’on a à produire on est obligé dans le cas des secteurs à courant alternatif de transformer ce courant en continu pour lui permettre de faire fonctionner un interrupteur et donner un nouveau courant alternatif à la fréquence voulue.
- Avec les stations à courant continu la transformation se fait directement.
- Pour l’alimentation des galvanocautères l’on est obligé d’employer encore un transformateur rotatif avec les courants alternatifs et un rhéostat de réglage avec les courants continus. M. Gaiffe emploie un procédé qui est le suivant : On détermine a priori quels sont les besoins de l’installation et on dispose en dérivation sur la canalisation du secteur une série d’accumulateurs de capacité convenable et placés en série avec un nombre de lampes déterminé par la valeur du courant de charge de ces accumulateurs. Aux bornes de ces accumulateurs on prend une dérivation sur laquelle sont branchés les appareils d’utilisation.
- Si les besoins de l’installation n’ont pas été déterminés exactement, on peut toujours, au bout d’un certain temps, ajouter ou retirer quel-
- ques lampes de façon à équilibrer la charge et la décharge des accumulateurs.
- Pour la production des courants alternatifs de haute fréquence, si l’on dispose de courants alternatifs, on emploiera le procédé bien connu de MM. d’Arsonval et T'esla. Avec les courants continus l’emploi d’un transformateur rotatif sera nécessaire.
- Pour obtenir des courants rigoureusement sinusoïdaux de fréquence et de voltage variable ainsi que pour la force motrice, il faut encore revenir aux courants continus, car les moteurs à courant alternatif étant la plupart à vitesse constante on est obligé d’avoir recours à des dispositifs mécaniques plus ou moins compliqués et peu pratiques.
- La conclusion de M. Gaiffe est la suivante : Avec les courants continus les solutions sont généralement simples ; avec les courants alternatifs, au contraire, les solutions sont un peu plus compliquées et l’on est forcé, le plus souvent, de revenir à l’emploi des piles.
- M. Vaschy expose sa nouvelle théorie des phénomènes électriques et magnétiques.
- Nous avons déjà donné les grandes lignes de cette théorie (1); néanmoins il n’est pas sans intérêt de résumer l’intéressante communication de M. Vaschy ; nous passerons rapidementsurles parties déjà connues du lecteur.
- Malgré les nombreuses expériences faites, on n’a pu jusqu’ici constater l’existence des masses et des fluides électriques. Bien plus, la théorie actuelle montre que dans le cas d’un courant permanent il n’y a pas de masses électriques en mouvement à l’intérieur d’un conducteur homogène, et par suite pas de flux.
- Il y aurait donc intérêt à s’affranchir de cette hypothèse des masses électriques dans la théorie mathématique de l’électricité.
- C’était là le but de Maxwell; néanmoins, il a conservé au début de son traité cette hypothèse des masses électriques agissant à distance.
- Le but de M. Vaschy est, comme on le sait, de montrer qu’on peut, en s’affranchissant de toute hypothèse, édifier toute la théorie mathématique de l’électricité en se basant uniquement sur les résultats acquis par les expériences et sur le raisonnement.
- C) La Lumière Électrique, t. XLVIII, p. 625.
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- >33
- L’auteur rappelle tout d’abord un théorème général de mécanique qui est simplement une identité mathématique. Il définit ce qu’on entend d’une manière générale, par un champ de force en faisant complètement abstraction des causes qui produisent cette force, puis il énonce le théorème dans le cas particulier où les forces dérivent d’un potentiel :
- Le champ d’une force/est identique à celui que produirait un système de masses agissant en un point M quelconque du champ, conformément à la loi de l’inverse du carré de la distance, c est-à-dire à loi de Newton. Ce théorème est exprimé par l’identité mathématique
- M. Vaschy définit ensuite ce qu’il entend par masse vectorielle (*) et sa façon d’agir sur un point quelconque du champ. Cette masse mu comme on le sait, est supposée développer sur un point quelconque du champ une force égale
- . sin 0 , „ . , __
- a —— > 0 étant 1 angle que fait le vecteur m1
- avec la droite, joignant le point d’application de la masse au point P considéré du champ, et dirigé perpendiculairement au plan du vecteur m, et de la droite P. Cette loi est la loi de La-place.
- Le théorème général est alors le suivant :
- Le champ de la force / est identique à celui que créerait un système de masses m convenablement réparties et agissant suivant la loi de Coulomb, et un second système de masses vectorielles agissant suivant la loi de Laplace.
- Il est exprimé par :
- Y__i ^ vi sin 0
- Ce théorème est vrai, quelle que soit la nature du vecteur / que ce soit une vitesse ou une force, et il s’applique à tout champ de force, quel qu’il soit.
- Appliquons-le à l’électricité :
- Cette égalité est suffisante pour calculer la répartition des masses qui ont simplement une existence mathématique.
- C) La Lumière Electrique, t. XLIX, p. 137.
- Rendons-nous compte maintenant de ce qu’est un champ électrique contenant par exemple des corps conducteurs électrisés et d’autres non conducteurs.
- Il suffira de promener dans le champ une balle de sureau qui sera attirée par les corps bons conducteurs et restera inerte, par exemple dans l’eau, dans un champ électrique. Il y a donc une certaine action en deux points et aucune action au contraire en d’autres, d’où la distinction des corps en deux catégories, en corps conducteurs et isolants.
- Définissons maintenant l’intensité en chaque point. Pour cela nous l’emploierons avec une petite sphère électrisée ou sphère d’épreuve et mesurons la force en grandeur et direction exercée sur cette sphère en chaque point du champ. C’est au fond la méthode de Coulomb qui admettait que l’action de deux sphères a lieu suivant la ligne des centres.
- boient alors/ /2... ces forces. Cette représentation est un peu complexe, car ces forces dépendent de la nature de la sphère en même temps que de l'état du champ.
- Si l’on opérait avec une autre sphère d’épreuve, on aurait d’autres force//..., mais le rapport
- f
- j=k est constant en tous les points du champ.
- CI
- Remplaçons k par L, l’un de ces deux nombres
- étant choisi arbitrairement. On a alors :
- t~IL
- q q> •
- Ce qui montre que cette'quantité est indépendante de la sphère employée. C’est ce rapport que nous prendrons pour l’intensité du champ ; elle sera dirigée dans le même sens que f et définira le champ électrique en chaque point.
- Cette conception se rapporte à un champ fixe, mais on peut concevoir un champ variable, c’est-à-dire dont l’intensité en chaque point varie à chaque instant.
- Le théorème démontré plus haut est applicable au vecteur / représentant l’intensité du champ et donne :
- h —
- m 1 X^M&jSinO
- +Zi—*—>
- égalité qui exprime que le champ considéré est
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- 134
- identique à celui que créeraient les deux systèmes de masses m et mv
- Dans le cas d’un champ électrostatique, les masses vectorielles n’interviennent pas, l’expérience montrant que l’intensité du champ dérive d’un potentiel, puisque le travail produit par un déplacement suivant une courbe fermée d’une sphère d’épreuve dans le champ est nulle. Ceci suppose que le champ ne contient pas d’autre diélectrique que l’air, car si l’on déplace dans un champ électrostatique un corps diélectrique quelconque, de façon à f^ire décrire une courbe fermée à chacun de ses points, la répartition du champ n’est pas la même avant le déplacement et après celui-ci.
- Le théorème général montre, dans le cas d’un champ électrique stable, qu’on peut obtenir un champ identique en répartissantconvenablement un système de masses m agissant sur chaque point du champ, suivant la loi de Coulomb.
- L’expérience montre qu’à l’intérieur des corps conducteurs il n’y a aucune action sur la sphère d’épreuve. On a donc à l’intérieur h =o.
- Si l’on calcule la répartition des masses m, on reconnaît que ces masses sont réparties sur la surface des corps conducteurs. On reconnaît également que le vecteur h est normal en chaque point de la surface, c’est-à-dire que la surface du conducteur est une surface équipotentielle.
- La théorie permet également de calculer la densité électrique superficielle; elle est :
- fl
- ^ 47t‘
- C’est la même expression que celle donnée par Coulomb.
- Les masses définies mathématiquement sont donc les mêmes que les masses électriques de Coulomb.
- Interprétons les expériences de Coulomb avec l’idée des masses mathématiques.
- Coulomb admettait que l’air n’est pas électrisé, c’est l’expérience qui l’établira dans la théorie actuelle. La loi des actions inversement proportionnelles aux carrés des distances est pour nous une définition.
- L’action réciproque de deux sphères est dirigée suivant la ligne des centres et égale à :
- q étant le coefficient d’influence de la sphère d'épreuve. On en déduit :
- expression qui donne l’intensité du champ en chaque point de l’espace en grandeur et direction.
- Si l’on calcule la répartition de masses, on trouve :
- P — O'
- A la surface, on a
- — JL
- ^ 4 m
- OU
- _ m ** 4 m r* ’
- La densité est donc uniforme en tout point de la sphère électrisée.
- Si, dans le champ créé par un conducteur électrisé de forme quelconque, on admet que l’air n’est pas électrisé, on peut facilement calculer h.
- L’équation de départ est l’équation bien connue de Laplace :
- as/i . d*h , 32/t_
- + ap + ay* “°
- A partir de ce point les deux théories sont les mêmes pour le cacul de h, mais non pour le calcul des forces. Celui-ci peut se faire dans les corps diélectriques sans supposer l’action à distance en adoptant en électricité les mêmes idées sur la propagation de proche en proche qu’on emploie maintenant dans la plupart des théories de physiques mathématiques. On arrive ainsi à calculer l’action électrique sur un corps en fonction de h. L’action sur un élément de surface
- fi2
- d’un conducteur étant 5-—r, où k est l’inverse du
- O 7T K '
- pouvoir inducteur on en déduit la force électrique en un point, quelconque.
- On peut aussi calculer l’énergie potentielle existante dans un diélectrique quelconque et en particulier la part de cette énergie dans chaque élément de volume. Cette énergie potentielle est encore
- h*
- 8 7t h ’
- M. Vaschy traite ensuite le cas du courant électrique.
- Le courant électrique n’étant pas un transport
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- 135
- de masse, il faut chercher à l’expliquer autrement. On peut étudier le champ électrique à l’intérieur d’un conducteur à l’aide d’un électromètre. Pour les corps solides cette étude est impossible et il ne suffit pas de connaître ce qui se passe à la surface pour en déduire la nature du champ à l’intérieur. C’est ce qu’a fait Adams pour les liquides conducteurs, et il y aurait intérêt à multiplier ces expériences, qui sont ici très importantes.
- Le courant électrique peut être considéré comme une conséquence de la loi de Joule.
- Il en sera de même de la charge d’un diélectrique, laquelle tend à disparaître.
- Pour expliquer ces phénomènes on peut énoncer la loi de Joule sous cette forme.
- L’énergie potentielle existante dans un conducteur se transforme graduellement en chaleur et avec une rapidité qui dépend de la nature du conducteur.
- L’expression de cette énergie potentielle constante en un point est :
- p
- où h est l’intensité du champ électrique et p la résistance spécifique au point considéré.
- L’intensité variant avec une vitesse finie, dans un même volume infiniment petit, l’énergie potentielle constante est :
- JÉ
- 87z h
- On peut écrire :
- W _ /8it/e\
- p 8rc/j\ p /'
- La portion d’énergie potentielle transformée en chaleur dans l’unité de temps est donc
- disparaît sous forme de chaleur, h diminue dans le même rapport et on trouve
- _ t
- f=he ô "
- M. Vaschy termine enfin par quelques considérations sur les courants permanents.
- Constantes diélectriques principales de quelques substances cristallisées biaxes, par M. Charles Bo-rel (').
- III. — Résultats des observations (J).
- 1. Substances cristallisant dans le système rhomboïdal droit.
- Sel de Seignetle G1 II1 O6 K Na -f- 4 II2 O. — Trois disques ainsi qu’une sphère de 8,5 mm. de diamètre se sont orientés dans un champ électrique une forme indiquant tous la même répartition des axes de polarisation sur les axes de symétrie.
- Pt suivant la brachydiagonale bissectrice aiguë de l’angle des axes optique.
- P2 suivant la macrodiagonale.
- P;, suivant l’axe du prisme, plus grande élasticité optique.
- Les disques et la sphère ont été taillés dans quatre cristaux différents.
- Durées d’oscillation de la sphère : T = 19",7.
- a) Les armatures étant éloignées l’une de l’autre de n millimètres,
- (ks — k3) t, = 6",25
- (Il, — ko) t3 = 6",21
- (k, — k3) l, = 6", 11 .
- b) Les armatures étant un peu plus éloignées : 12 millimètres
- (/e* — k3) t, = 9",25 (kt — ks) t3 = 8", 18 'v
- k3) L =. 7",63 .
- 8 n k P
- L’énergie potentielle n’en diminue pas pour autant dans un courant électrique ; c’est la source qui y restitue l’énergie potentielle dépensée en chaleur. Dans le cas d’un condensateur chargé formé de deux surfaces séparées par un diélectrique un peu conducteur, la charge s’affaiblit, car il n’y a pas ici de source pour réparer les pertes.
- Si le diélectrique est homogène en chaque point, on aune partie d’énergie potentielle qui
- c) Armatures éloignées de 14,5 mm.
- (ko — k3) t, = 17",4; (k, — k,) t3 — i3" ; t.= 12",75
- d) Armatures éloignées de 15,5 mm.
- (k, — k3) t, —19" ; (k, — kt) t3 = i3",4 ; to = 13".
- (') La Lumière Electrique du i3 janvier 1894, p. 90.
- (s) L’auteur donne les résultats obtenus pour cinq substances du système rhomboïdal droit, et pour neuf substances du système rhomboïdal oblique. Nous ne reproduirons ici que quelques exemples en indiquant les résultats généraux dans le tableau que l’on trouvera à la lin de ce travail.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- 136
- Une première conséquence de ces mesures qui se voit immédiatement est que la différence £2 — £3 doit être beaucoup plus petite que celle entre kl et £2.
- Vérification de la relation (3), première partie, page 44.
- Pour les mesures :
- T2___ / 2
- d) —= 1,2958 et
- C) - - 1,3g
- b) — = 5,6
- a) — = 9,4
- 'J'S
- - t,2 , T2 — Z23 >— + —TJ—
- i ,2563
- i,55
- 8,3
- 17,6
- Cette relation (3) ne doit se vérifier que si le champ électrique est uniforme ; c’est aussi ce que prouvent nos mesures.
- Lors des mesures (a) les plateaux étaient très rapprochés de la sphère ; celle-ci devrait alors produire une condensation d’électricité au centre des plateaux et détruire complètement l’uniformité du champ ; il n’est donc pas étonnant que les durées d’oscillation (a) ne satisfont pas à la relation (3); mais dès que les plateaux se trouvent de plus en plus éloignés de la sphère, mesures (fi), puis mesures (c), la vérification de la relation s’améliore et pour les mesures (d) la distance qui sépare chaque plateau de l’extrémité du diamètrequi leurest normal étant égale au rayon de la sphère, on obtient une vérification satisfaisante de la relation (3).
- La méthode de M. Boltzmann nous a donné comme valeurs des constantes principales :
- i° L’attraction de la sphère s’opérant parallèlement à,la macrodiagonale :
- R = i ,5o65
- h = 6,92 h, ;
- 2° Parallèlement à l’axe du prisme
- R = 1,5265 h — 6,70/e3;
- 3° Parallèlement à la brachydiagonale
- R = 1,3798 h ~ 8,898 h,
- hi—kt— 1,97 /h — /{3 = 0,22.
- Il y a donc concordance complète avec les phénomènes d’orientation de la sphère, et ainsi que les durées d’oscillation l’ont fait prévoir :
- fil fia " fia li3-
- Vérification des relations (4), (5) et (6)* p. 44.
- Calculées au tnoyen des durées d'oscillation {d) Z = 0,0646 X = 17,274 Y— 1,0984
- Calculées au moyen des constantes £ = 0,139 X rr 8,179 y — 1,139-
- Les formules 4, 5, 6 sont excessivement sensibles. Ainsi, par exemple, si au lieu de £3 = 6,92 nous avions obtenu £2 = 6,8, en calculant x au moyen des constantes, nous aurions x — 17,75. Ainsi, une erreur d’une unité à la première décimale des constantes peut doubler la valeur de x, y ou z. Il n’est donc pas étonnant que les valeurs de z, x et j calculées au moyen des durées d’oscillation de la sphère ne concordent qu’im-parfaitement avec celles calculées au moyen des constantes.
- La moyenne des erreurs probables de toutes nos séries de mesures, pour toutes les sphères, nous indique que nous ne pouvons garantir les constantes diélectriques à plus d’une unité près de la première décimale. Il est donc inutile de vouloir chercher la vérification des relations 4, 5 et 6. Mais nous pouvons calculer la constante moyenne £2 au moyen de deux autres constantes kx et £3 et de la valeur de x, de y ou de z tirée des durées d’oscillation (formules 7, 8 et 9).
- Vérification des relations (7), (8) et (9), p. 44.
- A, calculée au moyen de k, et 1i3 et z — 6,718 ks — — y — G,860
- ht — — x — 6,802
- hs — valeur observée = 6,92.
- La comparaison entre la valeur observée et les valeurs calculées de £2 est très satisfaisante, si l’on considère que dans le calcul d’une valeur de £2 il entre les résultats des mesures de trois durées d’oscillation et de deux constantes diélectriques. Les différences que nous avons obtenues sont encore dans les limites des erreurs d’observation.
- Comparaison des propriétés optiques et électriques (fig. 2). — La brachydiagonale est l’axe de plus petite élasticité optique, direction de vibration de Nj, direction de P3.
- L’axe du prisme est l’axe de plus grande élasticité, direction de vibration de N3, direction de P3. Le plan des axes optiques lumineux est le même que le plan des axes optiques >> = 00.
- Angle des axes électriques. -— En cherchant expérimentalement les points de suspension de la sphère, pour lesquels celle-ci est en équilibre indifférent, nous avons trouvé quatre points situés sur le grand cercle passant par les extrémités de l’axe du prisme et de la brachydiagonale. L’arc de grand cercle qui joignait deux de ces points les plus rapprochés était de 37° en-
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- viron. Il était divisé sensiblement en deux parties égales par la brachydiagonale.
- La direction de Pt est donc bissectrice de l’angle aigu des axes électriques.
- Cet angle a été trouvé expérimentalement de 3y°, calculé au moyen des trois constantes principales, il a été trouvé de 36°56' (formule 1).
- tanga =4/5^?; a= 18" 28'; 2 a = 30» 56'.
- V i,97
- L’angle des axes optiques X = co ayant Pj (N,) pour bissectrice, calculé au moyen des constantes, est 21= 46° 26'; calculé au moyen des durées d’oscillation (d) et (c), 2 i— 410 20'; en moyenne 440 environ.
- Nous avons mesuré sur la sphère que nous
- Fig. 2
- avons employée pour la détermination des constantes l’angle vrai des axes optiques.
- Nous avons trouvé :
- Pour le rouge. . . 2 V = 72° 54' ) ,
- Pour le vert. ... 2 V = 69° 36' \ 1
- Bissectrice aiguë Nl5 cristal positif, dispersion des axes très fortement p > v.
- Il semble donc au premier abord que les axes optiques X = 00 se trouvent du côté des axes ultra-violets. Mais en comparant la dispersion des axes du sel de Seignette avec ceux du sulfate de magnésium, pour lequel les axes optiques électriques sont nettement du côté des axes infra-rouges, et en remarquant que la dispersion des axes du sel de Seignette est environ cinq fois plus forte que celle du sulfate de magnésium, on peut se demander si la position de chacun des axes optiques (X=co) du sel de Seignette ne provient pas d’une augmentation d’angle de
- 1800—36°— 22°= 1220 du côté des axes rouges, c’est-à-dire de l’angle R P2E», fig. 2.
- Les axes optiques du SCP Mg des radiations lumineuses aux électriques se sont éloignés chacun de 25° de l’axe de plus grande élasticité du côté des axes rouges.
- La dispersion des axes du sel de Seignette étant cinq fois plus forte que celle du sulfate de magnésium (du rouge au vert 3° 18'; pour le S0‘ Mg, o°36') il peut se faire que l’angle que chacun des axes du sel de Seignette forme avec la bissectrice augmente du rouge aux radiations électriques de cinq fois 25°, soit de 125°.
- Nous avons trouvé 1220. Cette explication n’a donc rien d’impossible.
- Soufre cristallisé, rhomboïdal droit.
- Pour être assuré que l’appareil dont nous nous sommes servi pour la mesure des constantes diélectriques ne présentait pas des causes d’erreur imprévues, nous avons mesuré de temps en temps les constantes principales du soufre cristallisé. Leurs valeurs ont été déterminées avec beaucoup de soin par M. Boltzmann, et l’on sait que les valeurs observées se rapprochent de celles qui satisfont à la relation de Maxwell k — ri1.
- M. Boltzmann a déterminé les constantes du soufre au moyen de deux sphères dont une avait un diamètre de 17 1/4 mm., et l’autre de 14,5 mm.
- La sphère dont nous nous sommes servi n’avait que 6,3 mm. de diamètre. Malgré cette grande différence de grosseur des sphères et les différences d’appareil, les résultats que nous avons obtenus concordent d’une façon satisfaisante avec ceux de M. Boltzmann.
- 2. Substances cristallisant dans le système rhomboïdal oblique.
- Sulfate double de magnésium et d’ammonium (à 6 PPO). — Par leurs orientations dans le champ électrique : deux sphères, taillées dans le même cristal nous ont indiqué la même disposition des axes de polarisation à l’intérieur du cristal, soit :
- Pu suivant l’axe de symétrie : axe d’élasticité optique moyenne.
- P2 dans le plan de symétrie, suivant une direction formant un angle de 46° en arrière avec la normale à la face 001.
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- P3 dans le plan de symétrie, faisant un angle de 44° en avant, avec la normale à la face ooi.
- La figure 3 représente l’orientation des axes d’élasticité optique, ainsi que celle des axes de polarisation contenus dans le plan de symétrie du cristal.
- Pl5 P2, P3 sont les directions des axes de polarisation et Ni, N2, N3 les directions des vibrations des indices principaux.
- Fig. 3
- Durées doscillation de la sphère n” i, 6 millimètres de diamètre :
- T = 8",4i; /, =7",84(/f»—k3); t3 = j"72{kt — ko); t> = 7"4.
- de la sphère n° 5, 8 millimètres de diamètre :
- T = 7",21 ; t,-&',\{kt-k3)\ /3=5",9(/e1-/eî); 4 = 5"26, donc
- ki —/e,> k3—k3.
- Vérification de la relation 3.
- Sphère n° 1 :
- Sphère n° 2 :
- — = 0,879;----h — = 0,890.
- Valeurs de constantes diélectriques : i° L’attraction s’opérant parallèlement à l’axe de symétrie.
- ! Sphère n° 1 :
- R = i,399i /e=8,52 = /J,.
- Sphère n° 2 :
- R =1,3977 /{ = 8,56 = Æ,.
- 2° L’attraction s’opérant parallèlement à un diamètre du plan de symétrie faisant un angle de 46° en arrière avec la normale à la face 001.
- I
- Sphère n° 1 :
- R =1,49504 k—7,o6=k3.
- Vérification des relations 7, 8, 9 (p. 44).
- Pour la sphère n° 1, en calculant zt xt yt au moyen des durées d’oscillation on trouve :
- x,=i,g35; z, =0,807; y, = i,56i, d’où l’on tire
- k% calculé au moyen de k„ k3 et x, = 7,18,
- ko — — — y, =6,8o,
- , Valeur observée/e, = 7,06.
- Pour la sphère n° 2, en calculant xt, yt, zt, on trouve :
- a;( = 2,o66; ^, = 0,8047; r, = 1,7814, d’où l’on tire
- k3 calculé au moyen de k, et x, =7,09, k3 — — — y ' = 6,98,
- k3 — — — z, — 7,00,
- Valeur observée k3 = 7,06.
- Comparaison des propriétés optiques et électriques. — MM. Murmann et Rotter Q ont in-qué pour tous les sulfates doubles que nous avons étudiés que l’angle que forme l’axe de plus petite élasticité optique avec la normale à la face 001 dans le plan de symétrie est plus grand pour les rayons rouges que pour les rayons bleus. C'est-à-dire que dans la figure 3 la bissectrice des axes optiques se déplace dans le sens indiqué par la flèche pour les radiations de moins en moins réfrangibles. Pour quatre de ces sulfates doubles, Mg Am2, Ag K2, Ni Am2, Co Am2, il nous paraît probable que les axes de polarisation du plan de symétrie correspondant avec les positions qu’occuperaient les axes d’élasticité optique pour des longueurs d’onde très grandes si leur déplacement dans le plan de symétrie est bien celui indiqué ci-dessus.
- (') Sitzungsberichtç Ak. Wiçn , t. XXXIV, p. 154.
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- Pour le sulfate double de magnésium et d’ammonium (voir fig. 3) la direction de polarisation minimum P3 est dans le plan de symétrie et tait un angle de 56° en avant avec la direction de vibration du plus petit indice N3. La direction de polarisation maximum Pt est l’axe de symétrie, direction des vibrations de l’indice moyen N2.
- De même que pour certaines substances biaxes le plan des axes optiques bleus est différent du plan des axes rouges, pour le sulfate double que nous étudions le plan des axes (X — 30 ) est différent du plan des axes lumineux. Le plan des axes optiques lumineux est le plan de symétrie, soit le plan de la figure, le plan des axes optiques (X —00) est perpendiculaire au plan de symétrie et fait un angle de 440 en avant avec la normale à la face 001. La trace de ce plan sur la figure est la ligne P3 P'3.
- Ce sulfate double est positif, et la dispersion des axes est assez fortement p > v. Murmann et Rotter (1), Ghristiansen et Topsœ (2), Heus-ser (3) :
- 2 E = 77° 26' rouge; 2 E = 75° 5o' bleu.
- 2 V — 5o° 46' 44" rouge; 5o° 14' 21” jaune; 490 47' 5" vert;
- 48” 52' 45" bleu.
- Des radiations lumineuses aux radiations électriques, les axes optiques de ce sulfate double doivent donc se rapprocher de plus en plus de la direction de vibration de N3 ; N3 se déplace en même temps dans le plan de symétrie dans la direction indiquée par la flèche. Pour une certaine longueur d’onde le cristal deviendrait ainsi uniaxe autour de N3; puis les longueurs d’onde croissant encore, les axes optiques s’ouvriraient alors dans des plans normaux au plan de symétrie jusqu’aux radiations électriques; la direction de vibration de N3 aurait tourné dans le plan de symétrie de 56°, et serait devenue la direction de P3.
- Calculé au moyen des constantes par la formule de tang f, page 94, l’angle que les axes optiques (X —oo) font avec la direction de Pj (axe de symétrie) est : 2 i = 88", avec P3 (plan de symétrie) 180 — 2 i == 95°.
- (*) Loc. cit.
- (2) Ann. de chimie et de phys., 1874, t. I, 5” série, p. 1.
- (3) Pogg. Ann-, t. IX, p. 5o6.
- Calculé au moyen des durées d’oscillation de la sphère 1 :
- 2î=r84°5i'; 180 — 2^ = 95°.
- Calculé au moyen des durées d’oscillation de la sphère 2.
- 2 i — 84° 47': 180 — 2« = g5°.
- Il semble donc que des axes optiques rouges aux axes optiques (X = 00 ) chacun des axes optiques se déplace d’un angle de 65° (R Pi N3)dans le plan de symétrie en se rapprochant de l’axe de plus grande élasticité (N3) (P3) et d’un angle de 47°, en s’éloignant de cet axe dans des plans normaux au plan de symétrie. Déplacement total :
- 65° 4- 47° = 112».
- (A suivre).
- VARIÉTÉS
- PHÉNOMÈNES DE DURÉE INFINITÉSIMALE PAR E.-L. NICHOLS (*)
- La science consiste dans l’extension de notre connaissance de l’univers extérieur.
- La mise à la portée de l’observation du très distant et du très petit est considérée comme un résultat scientifique important, et le télescope et le microscope qui ont permis le développement du champ de nos connaissances comme d’importants instruments de recherche.
- Entre l’étude de l’infiniment grand et celle de l’infiniment petit, dans l’espace ou dans le temps, il faut attacher une valeur particulière à cette dernière, parce que les seules méthodes qui ont porté quelques fruits dans l’analyse des changements complexes qui s’accomplissent autour de nous sont celles qui partent de l’infiniment petit. Nous considérons un élément de masse ou de volume, ou quelquefois seulement l’élément d’une surface ou d’une ligne, et nous éten-
- (*) Extrait d’une communication à la section de physique de l’Association américaine pour l’avapcenient des sciences,
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- dons ensuite nos résultats aussi loin que notre puissance d’expression mathématique le permet.
- Or, l’élément temps n’est que relatif. Dans certains phénomènes, la durée est si petite en comparaison des temps les plus petits dont nous pouvons nous occuper expérimentalement, qu’elle échappe à nos moyens ordinaires, tout comme dans certaines relations spéciales les dimensions de la molécule et de l’atome sont telles que nous ne pouvons espérer rendre visibles, même sous le microscope, ces particules ultimes de la matière. D’autre part, il existe des phénomènes périodiques dont la période est si grande qu’une vie entière, même l’ère qu’embrasse l’histoire et la tradition, n’en forme qu’une partie infinitésimale.
- Entre ces deux limites se trouvent d’autres phénomènes dont la durée est accessible à nos moyens d’investigation. C’e6t par l'étude de ce qui se passe pendant ces intervalles de temps et par l’extension des résultats ainsi obtenus au moyen de procédés analytiques, qu’une grande partie de nos connaissances en physique ont été acquises. C’est dans le développement de notre puissance d’investigation des phénomènes de cet ordre que nous devons chercher les progrès futurs. Il nous a donc semblé intéressant de réunir à titre de comparaison quelques-unes des méthodes qui ont rendu des services à ce point de vue, et de considérer dans quel sens elles pourront recevoir de nouveaux perfectionnements. Cette investigation nous conduira sur tous les domaines de la science; car on ne connaît pas de phénomène dans lequel n’entre l’élément de temps.
- L’étude de tous les problèmes dynamiques doit commencer par la considération des phénomènes à durée infinitésimale. On en distingue deux classes principales :
- i° L’étude des éléments de temps des phénomènes périodiques;
- 2° L’étude du début des transformations qui résultent d’une variation soudaine des conditions d’équilibre.
- Les méthodes qui ont donné les meilleurs résultats dans l’étude de ces phénomènes peuvent être classées ainsi :
- i° Méthodes visuelles : a) vision par exposition instantanée, b) vision par exposition interrompue périodiquement, c) vision à l’aide du miroir tournant;
- 2° Méthodes photographiques : a) exposition instantanée d’une pellicule fixe, 6) photographie à l’aide du miroir tournant, c) exposition continue d’une plaque en mouvement, d) expositions successives de courte durée d’une plaque én mouvement;
- 3° Méthodes indirectes graphiques et électriques.
- L’inventeur du miroir tournant (Wheatstone) a trouvé possible d’étudier les intervalles de temps de l’ordre de grandeur des millionièmes de seconde (1). Il a obtenu une vitesse angulaire qui ne semble pas avoir été dépassée depuis, soit 8oo tours par seconde. Il est certain que cet auteur a été très près de découvrir la décharge oscillante, et que c’est par un pur hasard que la relation entre la résistance et la capacité des circuits dont il s’est servi ne lui a pas permis d’observer cette forme importante de l’étincelle électrique.
- Il est clair aussi qu’il se rendait parfaitement compte de l’étendue considérable du champ d’investigation auquel peut s’applique^ le miroir tournant.
- Dans le mémoire que Faraday présenta en son nom à la Société Royale, en 1834, il dit : « Mais cet instrument ne s’applique pas seulement à l’observation des intermittences de la lumière électrique; chaque fois que des modifications se produisent en succession rapide dans un objet qui ne change pas de place, elles peuvent être examinées par ce moyen. Les corps en vibration offrent de nombreux exemples rentrant dans cette catégorie... »
- Dans une autre partie de ce mémoire l’auteur a fait remarquer la possibilité d’appliquer l’étincelle à l’étude des phénomènes de durée infinitésimale, et a suggéré une méthode dont l’importance n’est encore aujourd’hui qu’imparfaite-ment appréciée. « L’instantanéité de la lumière de l’électricité à haute tension offre un moyen d’observation de phénomènes changeant rapidement pendant un seul instant de leur action continue. »
- Entre les mains de Foucault (2), Michelson (3), et de Newcomb (4), le miroir tournant nous a donné les meilleures déterminations de la vitesse
- (') Philosophical 'Transactions, 1834.
- (!) Recueil de travaux scientifiques, Paris, 1878. (’) Papers of Amer. Ephenieris. t. I et II, 1882. (l) Aslro. Papers of Amer. Ephenieris, t. II.
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- de la lumière; entre celles de Feddersen (1), Rood (2), Trowbridge (:i) et Boys (4) et d'autres il a permis de résoudre l’étincelle oscillante en ses éléments.
- Les expériences de Feddersen sont particulièrement remarquables, parce que cet auteur réussit en 1862 (5) à photographier la décharge d’une bouteille de Leyde, et à enregistrer les images vues dans le miroir tournant. Nous pouvons aujourd’hui considérer l’introduction de la plaque sèche comme le progrès nécessaire à l’application de la photographie à l’étude des phénomènes fugitifs, mais les résultats obtenus parce précurseur, qui employait la plaque humide de son époque, ne sont certainement pas inférieurs à ceux qui ont été publiés depuis lors. Feddersen se servit d’un miroir concave donnant d’excellentes images en tournant à 100 tours pat-seconde. Cette vitesse était constante à 2 0/0 près, et le millipnnième de seconde n’était pas représenté seulement par une distance appréciable sur la plaque négative, c’était une quantité aisément mesurable.
- Comme Wheatstoneun demi-siècle avant lui, le physicien allemand était donc arrivé, il y a plus de trente ans, au seuil du domaine sur lequel tant d’activité a été déployée : le domaine de la résonance électrique. Il ne lui fut pas seulement donné de découvrir expérimentalement la décharge oscillante et de démontrer l’existence d’effets qui étaient déjà compris dans les travaux analytiques de Helmholtz, Thomson et Kirch-hoff; il prépara aussi beaucoup de découvertes de chercheurs plus récents, et détermina quantitativement la relation de la durée d’oscillation avec la capacité, l’induction et la résistance. Deux des photographies de Feddersen ont été portées à la connaissance de tous par la reproduction qui en est donnée dans le quatrième volume de YElek-iricilæl, de Wiedemann. Il y en a d’autres que je considère comme encore plus significatives, en ce qu’elles montrent l’accroissement du nombre d’oscillations avec la diminution de la résistance. La figure 1 donne le fac simile de la plaque originale.
- (') Beitræge zur Kenntniss der elektrischen Funkens. 1857.
- (â) Amer. Journal of Science, t II., 111, p. 160.
- (>) Amer. Journal of Science, t. XLII, ni, p. 223.
- (*) Philosophical Magazine, t. XXX, ni, p. 248.
- (") Pogg. Ann., 116, p. i32.
- Un autre précurseur sur ce domaine fut le professeur E.-W. Blake, de l’université Brown. Ses résultats sont également devenus classiques; mais j’en fais mention parce qu’ils n’ont pas toujours reçu la considération qui leur est due. Nous sommes tous familiarisés avec ses intéressantes photographies obtenues en parlant dans l’embouchure d’un téléphone Bell (1), dont le diaphragme portait un miroir.
- Les enregistrements obtenus de différentes autres manières indiquent que ces photographies ne donnent pas un tracé complet des vibrations que forment les sons articulés qui les
- Fig. 1
- excitent, mais la méthode est intéressante à divers titres :
- iü Elle constitue l’une des premières tentatives faites pour substituer la photographie à la vision dans l’étude des phénomènes de l’onde sonore.
- 20 Elle substitue une plaque sensible au miroir tournant (2) ;
- 3° Elle est un des premiers exemples de la méthode appliquée quelques années plus tard avec plus de succès par Frœlich à l’analyse des phénomènes du courant alternatif.
- (* *) Am. Journal of Science, t. XVI (3), p. 57.
- (4! Dans un mémoire cité par Blake, Pogg Ann. i5q (187G), Stein décrit un dispositif analogue, mais il est, difficile de savoir jusqu’à quel point ses expériences ont été couronnées de succès.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- Dans l’histoire entière des phénomènes de courte durée nous constatons la tendance qui se manifeste de remplacer les méthodes visuelles par des méthodes d’enregistrement photographique.
- Deux méthodes distinctes d’investigation ont été élaborées pour l’étude des phénomènes périodiques. La première de ces méthodes consiste dans l’isolement d’un élément déterminé du cycle à chaque répétition et pendant le temps nécessaire à l’enregistrement satisfaisant des conditions coexistantes.
- Par le choix des divers éléments successifs nous obtenons ainsi finalement les données qui permettent de construire un diagramme complet du cycle.
- Ce principe a été surtout très utile dans l’analyse des procédés périodiques difficilement accessibles par des moyens plus directs. L’application la plus notable en a été faite dans ce qui est désigné habituellement par la « méthode du contact instantané », bien connue de ceux qui s’occupent du courant alternatif.
- C’est à Joubert (1) (1880) que nous devons cette adaptation ingénieuse des répétitions- convenablement espacées d’observations instantanées des phénomènes périodiques (principe qui sert de base au phénakistoscope et à des instruments analogues). Cet auteur en fit usage dans l’étude des variations de potentiel dans le circuit de la dynamo à courant alternatif, et entre les bornes de la bougie Jablochkoff.
- Dans la même année cette méthode fut découverte indépendamment par B.-F. Thomas (2) et appliquée par lui à l’étude de la dynamo à arc de Brush. Joubert a montré qu’ « on peut mesurer l’intensité par l’électromètre, mais on peut aussi employer le galvanomètre, puisque les contacts successifs correspondent toujours à une même phase du courant ». Il découvrit le retard de phase dans les courbes du courant de la dynamo alternative, et la déformation particulière des courbes dans un circuit contenant
- (') « Sur les courants alternatifs et la force électromo-trice de l’arc électrique. » Comptes rendus, t. XCI, p. 161, 19 juillet 1880.
- (*) « Observations on the electromotive forces of the Brush dynamo-electric machine. » (titre seulement). Proc. A. A. A. S. t. XXIX, p. 277 (1880). Le professeur Thomas n’a publié sa méthode que onze ans plus tard dans une communication à l’Institute of Electrical Eng-ineers.
- une lampe à arc, question plus amplement étudiée depuis par Tobey et Walbridge (* * *). Thomas employait à cette époque un condensateur et un galvanomètre balistique.
- Les phénomènes périodiques du circuit à courant alternatif sont ceux qui ont été le plus souvent l’objet d’application de la méthode des contacts instantanés. Après la publication des mémoires de Joubert cette méthode semble être devenue d’un usage ordinaire dans les laboratoires de physique, particulièrement dans l’exploration du champ magnétique des dynamos et moteurs à courant continu.
- En 1888, elle a été appliquée par Duncan, Hutchinson et Wilkes (a) à l’étude des bobines d’induction et des transformateurs. Nous devons à ces auteurs la première série de diagrammes complets relatifs à cette catégorie d’appareils à courants alternatifs. La même année, Meylan se servit d’une intéressante modification de cette méthode dans l’étude de l’appel magnétique vibratoire d’Abdank (3).
- Dans cette même année parurent les premières données définies relatives à l’alternateur Westinghouse, dues à MM. Searing et Hoffmann (4). Vinrent ensuite les recherches de Ryan et Mer-ritt (5 *)j Humphrey et Powell (G), Tobey et Wal-bridge (7), Marks (8 *), Herschel (°), Fortenbaugh et Sawyer (10).
- En 1890, la méthode fut appliquée dans des conditions beaucoup plus difficiles à l’analyse des effets de l’arc alternatif entre une sphère et une pointe, par Archbold et Teeple (n).
- (') « Investigation of the Stanley alternate current arc Dynamo », Trans. Am. Inst. Electrical Engineers, t. VII p. 567.
- (â) « Experiments on induction coils », Electrical
- 1 Vorld, t. II, p. 160.
- (•1) « Sur les appels magnétiques », La Lumière Électrique, l. XXVII, p. 220, 1888.
- (*) « Variation of the electromotive force in the armature of a Westinghouse dynamo », Journal of the Franklin Institute, t. CXXIII, p. 93.
- (“) « Transformers », Trans.-Am. Inst. Electric. Engineers, t. VII, p. 1, 1889.
- (°) « Efflciency of the transformer », Ibid, t. VII, p. 311.
- (7) Ibid. t. VII, p. 367.
- (*) Ibid. t. VII, p. 324.
- (») Ibid. t. VII, p. 328.
- (I0) Ibid. t. VII, p. 334.
- (*') Niciioi.s : « On alternating- electric arc between a bail and point », American Journal oj Science, t. XLI,
- p. 1.
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- En 1891, Thompson (j1) détermina par la même méthode les variations d’induction dans les machines à arc, et Ryan (3) l’utilisa dans ses investigations sur l’influence de l’entrefer sur l’action des dynamos et des moteurs. En 1892, Duncan (3) décrivit des modifications de la méthode des contacts instantanés permettant d’obtenir une plus grande rapidité de lecture.
- Telle est, en résumé, l’histoire d’une méthode qui nous a mis à même, plus que toute autre, d’étendre et de compléter nos connaissances des phénomènes du courant alternatif.
- Pour l’électricien pratique aussi bien que pour le théoricien, ce domaine est un des plus attrayants d’entre ceux qui ont été développés dans ces dernières années.
- Pour les ingénieurs électriciens de la nouvelle génération la complexité de la théorie des courants alternatifs a été. très profitable. Elle les a obligé d’acquérir des connaissances mathématiques plus approfondies et de raisonner d'une façon plus rigoureuse. Ce que les problèmes de la télégraphie sous-marine ont fait pour les électriciens anglais, qui ont fait leur apprentissage dans les années de début de l’industrie des câbles, les obligeant à l’étude de notions qui ont rendu tant de services depuis dans toutes les branches de l’électricité, les difficultés de la pratique des courants alternatifs le font aujourd’hui pour la jeune école qui se forme actuellement. Ces difficultés à vaincre auront une excellente influence sur la manière dont on étudiera les problèmes de l’avenir.
- Une autre investigation, qui doit son existence à une application des plus ingénieuses de ce même principe des contacts instantanés périodiquement répétés, nous est bien connue. Je veux parler de l’étude faite par le professeur E. H. Hall (•* *) du flux périodique de chaleur
- (*) « Study of an open coil arc dynamo », Traits. Am. Inst. Electr. Engineers, t. VIII, p. 375.
- (*) Relation of the air gap and the shape of the pôles to lhe performance of dynamo-electric machinery », Ibid. p. 45i.
- (*) « Note on some experiments with alternating cur-rents », Ibid. t. IX, p. 179.
- fl) « A thermo-electric method of studying çylinder condensation in steam-engine cylinders, » Trans. Am. Inst. Eleclr. Enginecrs, t, VIII, p. 236.
- dans les parois des cylindres de machines à vapeur, à l’aide d’éléments thermo-électriques insérés dans le métal et reliés momentanément pendant un intervalle de temps donné au cours de chaque coup de piston avec un galvanomètre sensible. A mon sens, on ne saurait trouver un exemple plus intéressant de méthode indirecte pour l’étude des phénomènes de durée élémentaire.
- Cette méthode a assurément porté des fruits, mais elle ne fait pas connaître immédiatement ce qui se passe dans un intervalle de temps déterminé, et ne donne pas un cycle complet. On a fait de nombreux essais d’enregistrement de cycles complets, essais dont les résultats sont intéressants parce qu'ils se rapportent à l’étude plus directe du temps infinitésimal.
- Le premier dispositif qui semblait promettre quelques résultats dans ce sens est le magnéto-téléphone. Les recherches de Mercadier (*) avaient déjà ouvert la voie, quand Frœlich décrivit ses expériences sur la représentation optique du mouvement du diaphragme de téléphone.
- Frœlich (2) présenta ses premiers résultats à la Société électrotechnique de Berlin, en 1887. Elihu Thomson (3) inventa son indicateur pour circuits alternatifs, instrument dans lequel le mouvement d’un diaphragme est amplifié par des leviers, et a été rendu visible par des moyens optiques.
- La méthode de Frœlich a été décrite en 1889 sous sa forme complète, avec la photographie des images du miroir tournant (‘). Quelques-unes des courbes publiées dans ces mémoires, et particulièrement les expériences présentées à l’Exposition de Francfort, en 1891, sont très caractéristiques, mais il s’agit de savoir quel est le rôle que joue l’inertie des masses mobiles.
- Frœlich a lui-même insisté sur la nécessité d’apporter de grands soins dans les réglages, et
- (’) Journal de Physique t. IX, p. 217. fl) «La représentation optique du mouvement d’un diaphragme de téléphone ». La Lumière Électrique, t. XXV, p. 180 (1887).
- fl) a Un indicateur pour circuitsalternatifs ». La Lumière électrique, t. XXVII, p. 33g (1888).
- fl) a Ueber eine neue Méthode zur Darslellung von Schwingungskurven », Elektrotechnische Zeitschrift, t. If, p. 345 (1889).
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- de pouvoir reconnaître la période de vibration propre de la plaque, qui s’ajoute fréquemment à celle que l’on cherche. Quelques essais faits avec la méthode de Frœlich m’ont convaincu qu’il ne faut pas seulement un soin extraordinaire pour obtenir à l’aide d’un miroir fixé au diaphragme d’un téléphone des courbes qui représentent, même approximativement, la loi
- Fig. 2
- des variations périodiques, mais que l’obtention du réglage voulu est une chose si fortuite et si difficile à maintenir, que la méthode en perd beaucoup de son utilité. On peut, en effet, espérer obtenir, à l’aide de réglages successifs, des courbes qui correspondent à un type donné, ^ mais on ne sait jamais si l’appareil continue à
- Fig. 3
- être fidèle quand on passe à des courbes d’un autre type.
- A titre de démonstration, j’ai relevé quelques courbes à l’aide de cette méthode, avec un téléphone en circuit avec une dynamo à courant alternatif. La nature du cycle avait été déterminée par la méthode des contacts instantanés. Le cycle vrai était représenté par une sinusoïde tandis que l’appareil en question a donné des courbes complexes du genre de celles repro-
- duites dans les figures 2 et 3 ; les courbes se rapprochant d’une sinusoïde étaient l’exception.
- Les difficultés de la méthode ne résident pas seulement dans la complication du réglage, mais aussi dans la tendance à la déformatiôn des courbes à la suite du moindre changement dans les conditions d’expérience. Le remède consiste évidemment dans l’élimihation du mécanisme et dans la réduction de l’inertie des parties mobiles. Sur les conseils de M. E. F. Northrup j’ai essayé les expérierlces suivantes :
- Un filet de mercure s’écoulant dê l’orifice étroit d’un entonnoir (fig. 4) passe entre deux bornes métalliques reliées aux pôles d’une grande machine de Holtz. Une partie de la colonne de mercure tombant dans le champ électrostatique est éclairée par la lumière d’une lampe à arc, et la partie visible à travers une
- O O
- Fig. 4
- fente horizontale est photographiée à l’aide de la lumière transmise. La plaque sensible est mise en mouvement rapide verticalement dans le champ de l’objectif. Quand la machine ne fonctionne pas on obtient une trace verticale dans le sens de la longueur de la plaque développée. Dès que la machine est mise en action, le filet de mercure est dévié. L’objet de l’expérience était de déterminer les mouvements du filet liquide sous l’influence des fluctuations rapides du champ qui se produisent à la décharge de la machine de Holtz.
- La figure 5 est la reproduction d’une photographie obtenue lorsque près de cent étincelles passaient entre les pôles par seconde.
- D’autres photographies ont été obtenues d'une façon analogue, les forces déviatrices étant dues à l’action exercée entre les lignes de force d’un champ magnétique fixe et celles d’un courant alternatif traversant la colonne de mercure.
- La disposition de l’appareil est représentée
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- par la figure ê. Le filet de mercure est intercalé dans le circuit d’une dynamo à courant alternatif. Il traverse un champ magnétique intense à lignes de force horizontales. Les oscillations transversales du mercure dans ces conditions sont très apparentes. Photographié à l’aide d’une chambre à axe optique parallèle aux lignes de force, le filet, fortement illuminé par derrière et observé à travers une fente horizontale, donne un tracé sinusoïdal.
- Toute la complexité des tracés téléphoniques
- a disparu dans ce procédé d’enregistrement, et on a toujours obtenu des courbes concordant avec celles que donne la méthode des contacts instantanés. Les expériences ont été faites par M. Ilenry Floy. La méthode n’a pas été perfectionnée, et je la mentionne ici pour montrer que l’on peut atteindre une précision plus grande en réduisant la masse du système indicateur.
- 11 faut mentionner encore une autre tentative d’enregistrement de périodes complètes, Elle a
- été décrite par Moler 0 dans un récent mémoire. A l’aide d’un galvanomètre d’Arsonval d’une période d'oscillation de quelques millièmes de seconde, on a tracé des courbes de potentiel variable, qui concordent très bien avec les mesures faites par la méthode des contacts instantanés. L’instrument n’est pas exempt des erreurs dues à l’inertie. Il ne peut être applicable que pour enregistrer des variations de période beaucoup plus grande que la sienne propre, mais son emploi est un pas dans la voie qui doit nous apporter d’autres progrès.
- Jusqu’ici je me suis occupé des méthodes d’étude des variations périodiques, dont les éléments de temps sont accessibles à nos dispositifs expérimentaux. J’aurais pu tout aussi bien m’arrêter aux récents progrès faits dans l’étude des oscillations électriques d’un ordre ou d’une fréquence plus élevés. C’est là une branche de
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- la physique dans laquelle beaucoup a été fait dans ces derniers temps. Les travaux de Hertz et de ses élèves nous sont familiers.
- Dans l’étude des .oscillations électriques même de très haute fréquence, on s’est servi avec succès de la photographie, et l’on a déterminé en détail des phénomènes de durée infinitésimale. Les études de Wiener ont montré la possibilité de photographier des ondes d’un ordre encore plus élevé que celles dont s’occupe l’électricien, et un nouveau champ de recherches a été de ce fait ouvert à l’opticien. La séparation d’une vibration lumineuse unique peut, il est vrai, être encore aussi éloignée de nous, que la vue de la molécule à l’aide du microscope; mais, pour le [moment, nous avons dans
- (') « A Dynamo-indicator.or instantaneous curve writing-voltmeter», Trans. Am. Inst. Electr. Engineers, t. IX, 1 p. 222.
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- la photographie d’un système stationnaire d’ondes lumineuses un système bien digne d’être admiré.
- Il existe à mon sens un autre domaine très important et qui est encore très peu exploré. L’étude des débuts des variations produites par des modifications brusques des conditions d’équilibre est pleine de promesses. On a déjà travaillé dans ce sens, mais les recherches n’ont pas été poussées aux limites des possibilités expérimentales. On a souvent noté des observations intéressantes de phénomènes à leur début, mais on manque de données quantitatives.
- Prenons, par exemple, les brillants travaux de Becquerel (*) effectués avec le phosphore-scope. Quelle quantité de matériaux attrayants ce savant a réunis dans le premier volume de son ouvrage sur la lumière (2). Quel monde de recherches nouvelles ouvrent ces observations préliminaires à celui qui entreprendra de déterminer quantitativement, longueur d’onde par longueur d’onde, les modifications que subissent les radiations des nombreuses substances lumineuses, en commençant au moment de leur exposition, et en suivant jusqu’à l’évanouissement complet de la lumière (3).
- Par quelques cas isolés dont l’étude s’est imposée par leur importance pratique nous avons déjà quelques connaissances dans ce genre. Nous sommes assez familiers avec les phénomènes produits dans les câbles lorsque le courant s’établit ou cesse brusquement. Le cas de la charge et de la décharge des condensateurs a été traité analytiquement en partant d’hypothèses dont l’exactitude est encore à vérifier. L’étude expérimentale détaillée la plus complète des cas qui semblent justement les mieux expliqués par la théorie est très importante, puisque c’est de cette façon seulement que les hypothèses sur lesquelles l’analyse est basée peuvent être vérifiées rigoureusement, et au besoin modifiées.
- Une partie de cette étude peut être faite à l’aide des moyens actuellement en usage. Le voltmètre oscillographique, par exemple, per-
- (') Comptes rendus, t. XGV1, p. 121, i2i5, i853.
- (2) La Lumière, t. I, p. 206-422.
- (s) Nos lecteurs savent qu’on doit à M. Charles Henry une étude très complète de ces phénomènes. Voir La Lumière Électrique, t. XLVII, p. 201.
- A. H
- met d’enregistrer les courbes à partir d’un millième de seconde d’un processus tel que l’électrolyse, la polarisation électrolytique, l’action voltaïque, ou la charge et la décharge de condensateurs. Des instruments tels que le pendule de Helmholtz, pour la séparation d’intervalles de temps très petits, peuvent aussi être appliqués à une grande variété de phénomènes progressifs, et nous permettent d’approcher par étapes successives presque jusqu’au début même des variations à analyser.
- Enfin, la photographie sur une plaque en mouvement est un moyen dont les limites n’ont pas encore été fixées. Il s’applique aussi bien aux phénomènes périodiques qu’aux phénomènes progressifs, souvent avec des résultats d’une beauté inattendue (* 1).
- Les remarquables expériences de Mach (2) et de Boys (:i) indiquent que la plaque sèche est encore exposée suffisamment longtemps pendant des intervalles de temps si courts que le plus rapide de nos projectiles modernes fournit des images comme un corps en repos.
- Les lois de la résonance électrique ont déjà été si bien déterminées que nous pouvons construire des condensateurs dont la durée de décharge est évaluable. Ce dispositif très simple, consistant dans l’exposition d’une plaque photographique à une étincelle convenablement réglée, met à la portée de notre observation des intervalles de temps d’un ordre de grandeur de plus en plus petit. Il est destiné a nous apprendre bien des choses quant à la nature de la matière, et sera, je pense, supplanté par d’autres méthodes, encore plus puissantes, qui verront sans aucun doute le jour quand on aura reconnu d’une manière générale l’importance de l’étude du temps infinitésimal.
- A. H.
- (') Dans l’élude de l’arc à courant alternatif, la photographie d’une lampe à courant continu, employée comme moyen de contrôle, a fait connaître le siège et la nature précise du sifflement de l’arc, et cela d’une façon difficile à obtenir par tout autre procédé. Pour la méthode employée, voir « A photographie study of the electric arc ». Trans. Am. Inst. Electrical Engineers, t. VIII, p. 214, 1891.
- i2) Wiener Silzungsberichte, 95, p. 764, et 97, p. 41.
- P) « On electric spark photographs », Nature, t. XLVII,
- p. 4i5.
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- FAITS DIVERS
- Une des plus intéressantes lignes de tramways électriques d’Amérique est celle qui, partant de Queenston, sur le lac Ontario, contourne les chutes et les rapides du Niagara et aboutit à Chippewa, sur le lac Erié.
- Cette ligne a 18 kilomètres de longueur. Elle a été construite par la Niagara Falls Parle and River Railway Company pour les nombreux excursionnistes que les bateaux de la Compagnie de navigation du Niagara transportent de Toronto en cet endroit.
- 37 0/0 de la longueur totale de la ligne sont formés de courbes, mais les rampes ne sont pas très fortes. La ligne est construite avec des rails à 1,44 m. d’écartement. Le conducteur aérien est fixé en partie sur des poteaux tubulaires en acier de 10 à i5 centimètres de diamètre, en partie sur des poteaux de cèdre, de 18 centimètres de diamètre à leur extrémité supérieure. Le retour se fait par les rails et par la terre, des rails reliés à la voie principale étant immergés dans le fleuve
- Les voitures circulent pendant i5 heures par jour. Pendant les essais, le trajet entier a été parcouru en 29 minutes, soit à la vitesse de 38 kilomètres à l’heure. Le trafic est très considérable; on cite une journée pendant laquelle 17 126 personnes ont été transportées.
- Le matériel roulant se compose de quatre voitures fermées de 3,4 m. de longueur, pourvues chacune de deux moteurs; de dix voitures découvertes, de 8,4 m. de longueur, à deux moteurs, et de dix autres voitures d’excursion de io,5 m. de longueur; il comporte en outre dix-huit autres voitures fermées ou découvertes et non motrices. A ajouter encore à ce matériel une voiture à marchandises. Les roues de ces voitures ont 82,5 cm. de diamètre.
- Ces voitures sont éclairées à l'électricité et portent des lanternes électriques à signaux. La partie de la voie qui traverse le parc Victoria est, en outre, éclairée par des lampes à incandescence groupées par cinq sous des réflecteurs. Pour pouvoir augmenter la vitesse des trains, la compagnie se propose d’introduire des blocks-signaux
- La station génératrice est située dans le parc Victoria. Elle utilise la partie canadienne de la chute du Niagara. L’eau, dérivée de cette chute par un canal de 60 mètres de longueur, actionne deux turbines de 1000 chevaux, et retourne au fleuve par un tunnel de 180 mètres de longueur. Ces turbines actionnent trois dynamos de la Canadian General Electric Company, qui développent ensemble environ 800 chevaux.
- A l’extrémité de la ligne, vers Queenston, se trouve une petite station auxiliaire avec moteurs à vapeur; cette station ne fonctionne toutefois que les jours où les steamers de Toronto débarquent à Queenston 1000 à i5oo excursionnistes.
- Dans la dernière réunion de la Société d’électricité de New-York, M. Tesla a indiqué les raisons nombreuses qui l’ont engagé à étudier ce qu’il appelle des oscillations. Le rendement mécanique des machines à vapeur ordinaires est assez faible. La partie importante de la machine est le cylindre et le piston; tous les autres or ganes ne servent qu’à régulariser le mouvement. M. Tesla veut arriver à supprimer ces organes intermédiaires; en outre, le système qu’il élabore en ce moment, et dont nous avons donné un premier type d’exécution dans notre numéro du 16 décembre 1893, p. 532, permet d’employer de la vapeur à plus haute température, et par suite à plus haute pression. De cette façon, le rendement générique de la transformation de chaleur en travail est augmenté
- Le mouvement d’oscillation rapide de l’organe moteur de cet appareil est appliqué directement par M. Tesla à la production d’énergie électrique; il n’y a dans sa machine aucun organe rotatif. Les résultats obtenus jusqu’ici sont très satisfaisants; avec un petit mécanisme moteur très léger, on peut produire une puissance de quelques chevaux. Et l’auteur assure qu’avant peu il pourra présenter une machine génératrice d’électricité permettant d’extraire de la houille au moins deux fois plus d’énergie électrique que ce que font les machines actuelles.
- Nous ne doutons pas que l’éminent électricien arrivera, dans ce domaine encore, à de brillants résultats. Nous donneions d’ailleurs prochainement de nouveaux détails sur les oscillateurs Tesla.
- Les accumulateurs que viennent de breveter MM. Gadot et Piska comportent les dispositions qui ont été reconnues les plus utiles dans la pratique.
- La matière active des plaques n’est pas sous forme de pastilles ; elle est logée dans des rainures horizontales.
- Pour éviter les soudures et les vis de serrage entre les divers éléments, les inventeurs ont eu recours à la disposition des plaques jumelles reposant sur le bord des vases, et par conséquent suspendues au-dessus du fond de ces vases. L’espace laissé entre le bord inférieur des plaques et le fond du vase est assez grand pour que les dépôts de matière qui s’y forment ne puissent atteindre les plaques et produire des courts circuits. Cette disposition, reconnue presque indispensable depuis quelques années, est employée maintenant par plusieurs fabricants d’accumulateurs.
- Des peignes en porcelaine servant de supports sont placés entre les queues des plaques dont ils assurent l’isolement et l’espacement régulier. Au milieu de l’élément se trouve en outre une règle en porcelaine, portant des tubes également en porcelaine, qui descendent entre les plaques, les séparent et permettent de nettoyer leur surface et de faire tomber les parcelles de matière.
- Une loi votée par la dernière législature de l’État de Massachusetts (États-Unis) frappe d’une amende de 5o à
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- 5oo francs toute personne qui, dans une ville de plus de 3ooooo habitants, se servira de charbon bitumeux sans prendre les dispositions nécessaires pour que 75 0/0 de la fumée produite soit consumée ou détournée d’une façon quelconque de l’atmosphère.
- L’amende est hebdomadaire, jusqu’à ce qu’il ait été donné satisfaction à la loi.
- En conséquence, le maire de Boston a investi l’inspecteur de la voie publique des pouvoirs nécessaires pour agir contre les industriels récalcitrants, et celui-ci a organisé un système complet de surveillance dans la ville. Ces agents, dit la Revue industrielle, sont chargés de visiter toutes les usines et établissements où l’on brûle du charbon gras, de relever le nombre, les dimensions, la puissance et la date d’installation des chaudières, les surfaces de chauffe, les sections des cheminées et conduites de fumée, la consommation quotidienne de combustible, les nombres d’heures de service en été et en hiver, enfin tout ce qui leur paraît pouvoir se rattacher à la combustion de la houille pour la production de la vapeur.
- Quelques mois n’étaient pas de trop pour une besogne aussi considérable; elle est aujourd’hui terminée, et les occasions ne manqueront pas d’appliquer la loi jusqu’alors inutilisable faute de pièces de conviction. Nous ne serions pas surpris que cette défense faite aux cheminées de fumer nous vaille avant peu quelque invention intéressante.
- La ville de Saint-Louis n’a pas cru nécessaire de lancer sur les industriels les foudres de la loi. Elle possède un comité pour la suppression des fumées qui poursuit sans relâche ses recherches. Il y a enviroe cinquante appareils de différents modèles en service dans les usines, et quelques-uns d’entre eux ont donné toute satisfaction.
- Le résultat le plus clair de ses efforts a été l’emploi de chaudières mieux étudiées, une surveillance plus sérieuse de la conduite des feux, et un choix plus attentif du combustible; il n’en fallait pas davantage pour réduire réduire considérablement la production de la fumée. Le rapport du président du comité, M. Potter, indique môme des économies sensibles de charbon réalisées dans certains cas.
- C’est en persévérant dans cette voie qu’on finira par trouver une solution. Quant aux mesures de répression, elles ne sauraient être conseillées chez nous, â moins qu’elles ne s’adressent indistinctement à tous les foyers industriels ou domestiques, et autant vaudrait songer à rétablir l’inquisition. Il n’y a aucune raison de soumettre les usines ou ateliers à un traitement spécial; le recours des voisins assure à tous une protection suffisante.
- M. W.-1I. Steele, nous apprend The Electrician, a déterminé les constantes physiques du thallium. Il a trouvé comme résistance électrique spécifique de 20200 unités C. G. S. à 20° C., avec un coefficient de température de 0,00392 dans le voisinage de cette température.
- Le coefficient de dilatation linéaire de ce métal est de 0,000022 5 par degré centigrade.
- D’après Engineering Magazine on emploie à Boston une machine à écrire électrique. L’application de l’électricité à ces machines permet, en reliant plusieurs machines entre elles, d’écrire ou d’imprimer simultanément plusieurs copies.
- Éclairage électrique.
- On nous écrit de Londres qu’il est question d’éclairer Saint-Paul avec la lumière électrique. Mais avant de donner leur assentiment, les autorités ecclésiastiques demandent des expériences auxquelles on va gravement procéder.
- Actuellement, un établissement qui fait le plus grand usage de la lumière électrique dans la métropole britannique est l’entrepôt de viande glacée que MM. Newton frères ont établi sur la rive méridionale de la Tamise. Dans cet établissement monstre passent en moyenne 1 5ooodo carcasses de moutons venant d’Australie, des îles Falkland ou de Buenos-Ayres, avec un complément de quelques milliers de carcasses de bœufs Ces viandes sont conservées dans un grand nombre de chambres de froid éclairées à la lumière électrique, qui possède la propriété précieuse de ne dégager, comme on le sait, qu’une très faible quantité de chaleur.
- Par une bizarrerie digne d’être notée, le bureau d’un établissement dans lequel on allume 1600 lampes électriques est éclairé au gaz.
- Dans une communication faite à la Société d’encouragement pour l’industrie nationale, M. Sciama, directeur de la maison Breguet, a présenté les nouveaux projecteurs à miroirs paraboliques que la maison Breguet construit depuis deux ans.
- M. Sciama a montré que l’importance des projecteurs croît de jour en jour dans la tactique navale. C’est le moyen le plus efficace de défense que possèdent les cuirassés contre les attaques nocturnes des torpilleurs. Pour la protection des côtes et la défense des passes, les projecteurs sont encore d’un secours extrêmement apprécié, Ausssi leur emploi se généralise-t-il de plus en plus, non seulement sur les navires de guerre, qui en possèdent maintenant six ou huit, mais encore dans les blockhaus de nos forts, et môme dans les sections techniques de nos corps d’armée en campagne.
- Les premiers réflecteurs employés pour les projections techniques étaient métalliques, à section parabolique. Le poli disparaissait rapidement et avec lui les propriétés réfléchissantes du miroir
- Frcsnel substitua au miroir des lentilles de verre savamment combinées pour donner au faisceau lumineux un parallélisme suffisant. Son appareil était inaltérable, mais trop coûteux et d’un maniement délicat.
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- Divers constructeurs en France et à l’étranger construisaient alors des miroirs en verre, sphériques, argentés sur la face postérieure. La simplicité de construction et la solidité de ces miroirs compensaient les inconvénients dus à la divergence du faisceau et à la longueur de la distance focale
- C’est pour remédier à ces inconvénients, qui s’exagéraient dès que le miroir atteignait certaines dimensions, que M. le colonel Mangin a créé ses miroirs aplanétiques On sait que le miroir Mangin est formé d’une glace en verre taillée sur ses deux faces suivant deux sphères de rayons inégaux et argentée sur sa face convexe. Les rayons envoyés par la source lumineuse placée sous la concavité du miroir traversent le verre, sont réfléchis sur la face argentée et sortent après avoir subi une double réfraction.
- Le colonel Mangin a déterminé les relations qui doivent exister entre les rayons des deux sphères, l’indice de réfraction du cristal employé, et l’épaisseur minima du miroir pour que les rayons soient sensiblement parallèles à l’axe optique.
- Mais le miroir Mangin n’est qu’au moyen extrêmement ingénieux d’obtenir sensiblement le parallélisme des rayons émis par une source lumineuse. Géométriquement, le seul miroir qui résoudrait le problème, si la source était réduite à un point, serait le miroir parabolique. On avait essayé depuis de longues années de construire des miroirs paraboliques en verre, mais on avait toujours été arrêté par les difficultés de la taille. Les Allemands, qui ont entrepris depuis quelques années cette fabrication, avaient commencé par se contenter de bomber une glace de verre à chaud sur un calibre en métal ayant rigoureusement la forme d’un paraboloïde de révolution. Les miroirs obtenus par ce procédé étaient de qualités absolument inégales, quelques-uns tout-à-fait réussis, tandis que d’autres s’écartaient tellement du profil de la parabole que les faisceaux obtenus ne présentaient plus aucune homogénéité.
- Il a fallu, pour avoir une fabrication régulière, arriver à tailleries glaces suivant des méridiens rigoureusement paraboliques. Malgré la difficulté que ce travail présente, cette fabrication est maintenant parfaite, et la maison Schuckert livre des projecteurs dont les qualités optiques sont des plus remarquables. C’est en suivant des méthodes analogues, quoique sans connaître le détail de la fabrication allemande, que la maison Breguet construit actuellement des miroirs paraboliques.
- Les miroirs paraboliques en verre, argentés sur la face convexe, peuvent théoriquement arriver à être parfaits. L’étalement du faisceau lumineux, toujours inévitable, ne provient plus que des dimensions forcément finies de la source lumineuse. Le champ est très limité et l’intensité lumineuse dans ce champ est maxima. Le faisceau est bien homogène, nettement limité à sa périphérie et exempt de colorations sur les bords. La distance locale est en outre toujours plus réduite que celle des miroirs
- Mangin de même ouverture. Pour un miroir Mangin de 900 millimètres, celle-ci est en effet de 680 millimètres, tandis que dans le miroir parabolique elle n’est que de 340 millimètres Or, l’éclairement d’un objet visé parle projecteur étant inversement proportionnel au carré de la distance focale, on conçoit que cette considération ait une grande importance.
- A côté de leurs propriétés optiques, les miroirs paraboliques présentent encore certains avantages de légèreté qui entrent en ligne de compte pour leurs applications sur les navires. On a reconnu, en effet, que la protection ne devenait efficace que si les navires pouvaient s’entourer complètement d’une nappe lumineuse qu’un torpilleur ne franchira pas sans être aperçu. De là l’obligation d’employer un grand nombre de projecteurs, 4, 6 ou 8, sur un même navire. L’observation est d’ailleurs beaucoup plus sûre et plus commode si le faisceau lumineux placé très au-dessus de l’observateur laisse à une distance appréciable les nombreux apparaux (cordages, cheminées, mâts, etc ) qui tendent à renvoyer sur le navire une partie de la lumière du faisceau.
- On a par suite été conduit à installer des projecteurs dans les hunes. Aussi devait-on chercher à réduire le plus possible le poids des projecteurs. Le miroir parabolique, d’épaisseur égale dans toute son étendue, est pour une même ouverture cinq à six fois plus léger que le Mangin. Ceci conduit à une diminution double de poids sur l’ensemble du projecteur, car le cylindre doit forcément être équilibré autour des tourillons pour permettre facilement les mouvements d’inclinaison et d’orientation du faisceau.
- En fait, un projecteur Mangin de 60 millimètres d’ouverture pèse environ 275 kg., tandis qu’un appareil â miroir parabolique Breguet n’atteint pas 170 kg.
- La lampe qui sert de source lumineuse est à charbons horizontaux et à fonctionnement automatique. En principe, elle comporte deux porte-charbons verticaux fixés chacun sur un chariot horizontal taillé en crémaillère. Par l’intermédiaire de roues dentées, sur lesquelles appuient un ressort de barillet et un petit moteur électrique, les deux chariots tendent à s’écarter ou à se rapprocher suivant que le premier effort est supérieur au second et réciproquement. Aussitôt que le courant est fermé sur la lampe, les charbons viennent en contact, le moteur est automatiquement mis en court circuit, le ressort écarte les charbons et l’équilibre s’établit entre les deux ressorts antagonistes du ressort et du moteur. Les deux chariots oscillent constamment autour de cette position d’équilibre et les écarts de voltage sont tellement faibles qu’un voltmètre enregistreur Richard donne une droite.
- Les nouveaux projecteurs sont pourvus de mécanismes pour pouvoir être manœuvrés à distance. On conçoit, en effet, l’intérêt que peut avoir l’observateur placé sur le pont à être maître absolu de l’orientation du faisceau lancé par un projecteur installé dans une hune. Le problème est très simplement résolu à l’aide de deux ino-
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- teurs électriques installés sous le socle du projecteur, commandant l’un l’orientation, l’autre l’inclinaison.
- Le manipulateur de commande de ce mécanisme est très transportable. L1 suit l’officier chargé des manœuvres et se place au poste le plus convenable pour l’observation.
- Depuis un an, la maison Breguet a déjà livré 18 projecteurs paraboliques à la marine française et i5 à la marine espagnole, qui vient de les utiliser avec plein succès dans la lutte contre les Arabes du Riff devant
- Melilla.
- Télégraphie et Téléphonie.
- D’après le Telegraph Age de New-York, le message du président Cleveland a été transmis directement du bureau de New-York de l’United Press à San Diégo (Californie). Le circuit contenait 12 relais situés à Albany, i5o milles ; Montréal, 343 milles ; Sudbury, 444 milles; Fort William, 553 milles; Winnipeg, 426 milles; Swift Current, 5ïi milles; Donald, 5i3 milles; Vancouver, 458 milles; Portland, 367 milles ; Ashland, 3i6 milles; San Francisco, 402 milles; Los Angeles, 473 milles. San Diégo se trouve à environ 122 milles eu sud de Los Angeles, de sorte que la longueur totale du circuit emprunté par çette communication directe a été de 5o8o milles ou de 8i3o kilomètres. C’est très probablement le plus long circuit qui ait servi pendant plusieurs heures consécutives â la transmission télégraphique.
- Le message contenait 52ii mots, et sa transmission a duré 3 heures et 42 minutes.
- Comme nous l’apprend M. A.-R. Colquhoun, premier administrateur du Mashonaland, l’extension du télégraphe est poussée activement en Afrique dans des contrées où l’Européen n’a pénétré que depuis bien peu d’années*
- Nous avions déjà parlé du projet de M. Rhodes de relier le Cap au Caire par une ligne télégraphique terrestre. Ce projet a été considéré comme une utopie, au moins quant a sa réalisation actuelle. Mais il est certain maintenant qu’il sera exécuté. Déjà, on prolonge une ligne vers le Zambèze, pour rejoindre plus tard le Nyassa, et relier ensuite à la côte toute la région des Lacs.
- Dans des contrées comme celles de l’Afrique centrale le télégraphe doit être le précurseur des routes et des chemins de fer. Il l’a été et il l’est encore en Perse et en Chine, où la plus grande partie des correspondances se font par voie télégraphique, des routes n’existant pas et encore moins des chemins de fer. En Europe, les chemins de fer ont succédé aux routes; l’Amérique est couverte de chemins de fer, mais dépourvue de routes dans beaucoup d’endroits;
- Nécrologie.
- Nous avons déjà, dans notre numéro du i3 janvier, annoncé à nos lecteurs la mort, survenue le 1" janvier, du Dr Heinrich Hertz. C’est avec les regrets les plus vifs que le monde scientifique accueillera cette douloureuse nouvelle de la perte, à la fleur de l’âge*, d’un de ses plus illustres représentants.
- Né à Hambourg en i857, fils d’un magistrat de cette ville, Hertz étudia de 1875 à 1878 les branches de la science qui sont plus particulièrement du domaine de l’ingénieur; mais, sur les conseils éclairés de Helmholtz et de Kirchhoff. le jeune ingénieur s’adonna ensuite à la physique. Ayant obtenu en 1880 le grade de docteur, il devint l’assistant de Helmholtz, qu’il quitta en i883 pour exercer les fonctions de professeur de physique théorique à l’Université de Kieî. Dès i885, il fut nommé professeur titulaire à l’École supérieure technique de Carls-ruhe; et, en 1889, il succéda à Clausius dans la chaire de physique de l’Université de Bonn, qu’il a occupée jusqu’à sa mort.
- C’est au cours d’une étude commencée en 1887 à l’instigation de Helmholtz, sur quelques obscurs phénomènes des bobines d’induction, que le Dr Hertz fut conduit aux brillantes expériences qui ont immortalisé son nom. La démonstration expérimentale des vues de Faraday et de Maxwell relative à la propagation des ondes électriques dans l’espace, de la réflexion, de l’interférence, et la réfraction de ces radiations est de la plus haute importance philosophique et fait époque dans la science. Le savant expérimentateur eut tout à créer, aussi bien les moyens de produire ces radiations électriques que l’appareil permettant de les analyser.
- C’est au meeting de Bath de l’Association britannique (juillet 1888) que fut annoncée cette découverte, dont l’auteur reçut la médaille Rumford de la Société Royale. Hertz ne put, toutefois, se rendre a l’invitation souvent réitérée du monde scientifique anglais, d’honorer ses congrès de sa présence. Il en fut empêché une année entre autres par les exigences de son service militaire. g II est étrange, dit à ce propos le D* Oliver Lodge, qu’un homme aussi doué de toutes les qualités d’un expérimentateur et d’un mathématicien éminent ait été ainsi considéré par sa nation comme une unité de' manœuvre simplement bonne à envoyer et à recevoir des balles ».
- Nous n’insisterons pas aujourd’hui sur les mérites scientifiques de celui que nous avons eu l’honneur de compter parmi nos collaborateurs. Nous laisserons à une plume plus autorisée le soiti d’apprécier l’oeuVre du Dr Hertz.
- Imprimeur-Gérant : Y. Nory.
- Imprimerie de La Lumière Électrique. — Paris. 3i, boulevard des Italiens.
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- La Lumière Electrique
- Journal universel d’Électricité
- 31, Boulevard des Italiens, Paris
- Directeur : D' CORNÉLIUS HERZ
- xvr ANNÉE (TOME U) SAMEOI 27 JANVIER 1894 N° 4
- SOMMAIRE. — Notes sur l’industrie électrique aux Etats-Unis; E. Brunswick. — Applications mécaniques de l’électricité; Gustave Richard. — La réforme photométrique; F. Guilbert. - Remarques sur la méthode oscillo-graphique: A. Blondel. — Chronique et revue de la presse industrielle : Système de télégraphie par induction de Reed. — Tungstène par voie électrothermique, par M. Krieg. — L’électricité appliquée aux travaux publics. (Construction du port de Bilbao). — Oscillateur électrique Tesla. — Revue des travaux récents en électricité : Note sur une méthode simple pour la détermination de la conductibilité des liquides électriques, par K.-B. Koch. — Recherches sur les ondes électriques stationnaires, par M. E. Salvioni. — Résultats d’essais sur un nouvel alliage pour résistances, le « kruppin », par G. Dettmar. — Constantes diélectriques principales de quelques substances cristallisées biaxes, par M. Charles Borel. — Bibliographie : Annuaire du bureau des longitudes pour 1894. — Installations de lumière électrique, 2” édition, par M. Emilio Piazzoli; F. Guilbert. — Aide-mémoire pour l’électrotechnique, par C. Grawinkel et K. Strecker; A. Hess. — A. Manual of telephony, by W II. Preece and A. J. Stubbs. — The dynamo, parC.-C. Hawkins et F. Wallis; A. Hess. — Récents progrès dans les applications de l’électricité, par M. Rinaldo Ferrini. — Faits divers.
- NOTES SUR L’INDUSTRIE ÉLECTRIQUE
- AUX ÉTATS-UNIS
- Recueillies au cours d’une Mission du Ministère du Commerce (septembre 1893)
- Chapitre premier 1. — Avant-propos.
- Rédiger un rapport technique approfondi sur l’industrie électrique américaine nécessiterait une étude beaucoup plus longue que celle qu’il nous a été permis de faire sur place.
- Pour utiliser au mieux le court délai accordé à notre mission, nous nous sommes appliqué à recueillir le plus possible d’éléments : monographies, catalogues, etc. Les traductions que nous en tirons (et qu’on rencontrera fréquemment au cours de cette rédaction) pourraient déjà servir à constituer un ensemble intéressant de choses vues. (On ne devra pas oublier que les traductions représentent par conséquent les idées américaines).
- Disons tout d’abord que nous n’avons pas rencontré en Amérique les nouveautés que notre imagination, sur la foi d’une réclame préalable fortement chauffée, nous faisait entrevoir. Nous n’avons trouvé de réellement merveilleux que la quantité jointe à la grandeur du matériel
- et des exploitations, et surtout l’esprit d'entreprise.
- Nous avons noté, pour essayer de les mettre en évidence, les idées qui nous ont semblé présider à l’organisation industrielle.
- Nous croyons donc que la partie statistique de ce résumé sera la plus frappante, et nous serons heureux si elle peut suggérer d’intéressantes réflexions.
- Le tempérament américain envisage l’industrie d’une toute autre manière que nous ; les conditions de concurrence, l’éducation ouvrière, la hardiesse dans les conceptions ainsi que dans l’exécution sont les principales caractéristiques de cette divergence.
- Les chiffres que nous avons pu recueillir sont si différents des chiffres similaires dans nos régions, que si on ne les croit pas a priori exagérés, on doit se laisser aller à trouver trop mesquins ceux de notre industrie nationale. Pour établir une comparaison exacte, il nous a paru nécessaire d’exposer sommairement l’un après l’autre les éléments industriels des deux pays.
- 2. — Parallèle entre les conditions industrielles en France et en Amérique.
- En France, pays très dense, la màih-d'œuvre est abondante et habile; les capitaux sont répartis, pour une même branche industrielle; entre nombre de maisons ou sociétés.
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- Les éléments des problèmes à traiter sont nombreux, et même tellement variés, que chaque cas amène une solution particulière.
- Ce manque d’unités entraîne la création continue de types dont la multiplicité même entrave toute fabrication intensive à grand nombre, la seule,façon d’opérer qui soit à la fois économique et avantageuse pour l’industriel.
- Nombre d’électriciens pourraient citer des Sociétés électriques en France qui, ayant des installations en plusieurs points, suivent chacune un procédé d’exploitation absolument dif-érent, les conditions d’exécution ayant varié de l’une à l’autre. Il en résulte que l’exploitation est liée, à moins de transformations presque toujours ruineuses, au constructeur qui l’a aménagée.
- En Amérique (États-Unis), pays très vaste où la population quoique nombreuse est peu dense, les conditions sont tout autres.
- La main-d’œuvre est rare, par suite très coûteuse ;
- Des capitaux énormes sont concentrés dans un petit nombre de mains;
- Enfin les systèmes sont relativement peu nombreux et les solutions sont uniformes comme l’établissement des villes neuves, c’est-à-dire que chaque problème est résolu par l’adoption d’un nombre convenable d’éléments identiques. L’exemple le plus frappant est celui de la construction des ponts, établis tous avec le même système de poutres, mais en nombre d’éléments variable suivant la portée.
- Dans l’ordre d’idées qui nous intéresse nous trouverons partout les stations de puissance électrique au potentiel uniforme de 5oo volts, et la presque totalité des voies de tramways avec un écartement de voie constant, si bien que le matériel d’exploitation est interchangeable.
- En Amérique chaque branche d’industrie constituera bientôt un véritable monopole, les usines individuelles, les petites sociétés venant l’une après l’autre, séduites ou tuées par la puissance du dollar, se fondent en un vaste consortium, habilement machiné par quelque groupe de hardis financiers.
- Actuellement pour nombre d’industries ces monopoles sont établis de fait ; nous pouvons citer:
- L’American Bell Téléphoné G”;
- La Western Union Telegraph C°;
- La General Electric C° (Thomson-Houston
- et Edison fusionnés), et son adversaire la Westinghouse Electric C° ; i
- La Western C° de Chicago, pour la fabrication des câbles;
- Homestead, le Creusot américain ;
- Baldwin, qui peut livrer trois locomotives par jour;
- Pulmann, Wagner pour la construction des wagons ;
- Niles, pour le gros outillage;
- Brown et Sharp, pour l’outillage de précision et la petite mécanique, etc.
- Il existe certainement des sociétés de second ordre, mais quelle concurrence à entamer, par exemple, contre la General Electric C° qui peut livrer par mois trois cents moteurs de rail-n>ays, et dispose d’un capital de 5ooooooode dollars (soit environ a5ooooooo francs).
- Ces importantes sociétés ont pu s’organiser pour suppléer à la main-d’œuvre et se sont ingéniées à produire des outillages admirables, ne reculant alors devant aucun sacrifice (l’outillage pour la fabrication des tondeuses a coûté 5oooo dollars, soit deux cent-cinquante mille francs, à la maison Brown et Sharp). Mais en revanche combien de fois récupérées toutes ces sommes! quelle production dépassant toute imagination! et enfin quelle sûreté de jugement il a fallu aux ingénieurs américains pour établir sans hésitation un matériel aussi coûteux souvent sans avoir essayé la fabrication !
- Enfin l’habitude journalière de communiquer entre des distances presque toujours très grandes a rendu les Américains ingénieux à ménager le temps.
- Nous dirons enfin que les différentes Sociétés exploitent des spécialités: mais ces spécialités sont complètes, c’est-à-dire, par exemple, que le constructeur de dynamos est son propre fondeur de fer ou de cuivre, fait lui-même ses décolletages, sa boulonnerie, etc. ; il trouve en cela son intérêt et peut coordonner économiquement sa fabrication.
- En outre le superflu dans la matière est rationnellement repoussé, ainsi que le finissage par trop méticuleux; par contre, l’ajustage est précis et les qualités mécaniques semblent bien raisonnées.
- Toujours en vue d'économie de temps, l’interchangeabilité est recherchée par dessus tout : partout des employés spéciaux sont affectés à la
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- vérification de chaque sorte de pièces. D’un autre côté l’organisation sociale même facilite encore les tendances au développement de la grande industrie.
- Il faut également remarquer que la législation des brevets, si rigoureuse-pour la protection de l’inventeur en lui conservant toujours ses droits, encourage l’esprit inventif des praticiens.
- En tenant compte du sens commercial si développé chez les Américains, du riche budget qu’ils accordent à la publicité toujours confiée à des spécialistes expérimentés, on comprendra sans peine les raisons du développement industriel de leur pays.
- Il est curieux de rapporter l’avis des Américains eux-mêmes sur les « vues industrielles », en Europe et en Amérique, avis que nous empruntons au « Pocket handbook » de la Wash-burn and Moen manufacturing G° (Worcester, Massachusetts).
- « En Europe la routine indolente prévaut contre les idées nouvelles en électricité qui tendent à se propager chez nous avec une vitesse vraiment électrique; l’industrie européenne est peu audacieuse, les remuants étant tous dans le commerce.
- « Par contre, quand l’Europe entreprend une affaire électrique, télégraphe, téléphone, lumière ou transport d’énergie, elle construit ou organise avec solidité, magnificence, comme s’il s’agissait de chemins de fer stratégiques.
- « Quand nous (les Américains) voyageons en Europe, nous sommes frappés par la rareté comparative de l’utilisation électrique et par l’excellence de chaque chose.
- « En résumé, dans les contrées nouvelles : impulsion, vitesse; construction et administration pour le présent.
- « Dans le vieux monde : routine, solidité; construction et administration pour l’avenir. »
- La critique, qui nous semble sévère, est-elle injuste? ne peut-on en tirer un enseignement?
- Doit-on, surtout en électricité, perdre en études longues et en tâtonnements un temps précieux pour des installations qu’un progrès toujours probable forcera peut-être promptement à modifier; ou bien faut-il, suivant le point de vue américain, construire pour leprésent, en retirer rapidement tous les avan-tages, quitte à transformer économiquement dès qu’une idée nouvelle surgira ?
- Il faut évidemment dans ce dernier cas établir en poids léger tout le matériel laissant prévoir des transformations.
- Quoi qu’il en soit, nous avons constaté une activité extraordinaire en électricité : pas une petite agglomération qui ne possède lumière et railways électriques. Pour le téléphone et le télégraphe l’initiative est encore plus accusée. Il n’est pas rare de rencontrer des portions de villes ou des faubourgs sans aucune construction que des poteaux qui semblent les premiers jalons de rues futures, et une invite aux hommes à venir s’établir là, où les attendent les commodités de la vie.
- Si l’on considère le côté artistique dans l'industrie, nous autres Français sommes-nous dans le vrai avec notre amour du fini? Nous ne le croyons pas, et nous préférons, comme les Américains, des pièces brutes parfaitement forgées ou fondues (l’habileté des fondeurs américains est remarquable), mais très bien ajustées à des pièces finies présentant la trace d’un travail de tour ou de fraisage coûteux et superflu. Il nous semble qu’à cet égard nous faisons de la mécanique avec des idées romanesques de sculpteur ou de peintre, tandis qu’ils la comprennent avec les idées positives de l’homme qui sait gagner de l’argent.
- Il est vrai qu’en revanche les Américains font de l’art comme si c’était de la mécanique...
- Les idées nationales tendent, en effet, à ne laisser admirer d’abord que ce qui est américain (le peuple américain se jugeant le plus grand peuple du monde) et que ce qui est le plus grand en Amérique. En faisant toujours « le plus grand », l’effet n’est pas constamment heureux, mais l’artiste américain cherche une compensation en exposant à côté de l’œuvre une notice en donnant le poids (le plus grand poids naturellement), la hauteur et toutes les dimensions — au besoin sans signature. Là-bas, pour remporter le prix, il suffit d’avoir fait « la plus grande chose du monde » dans le genre considéré.
- Revenant à notre sujet, nous concéderons volontiers que si nous sommes en retard pour les applications, les Américains ont peu inventé, et que leur matériel et leurs procédés sont souvent pour nous de vieilles connaissances, qui, en traversant l’Atlantique, semblent avoir pris les formes et le ton du pays.
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- N’oublions pas enfin que, tandis que de ce côté de l’Atlantique on ergote sur l’avenir des courants alternatifs mono ou polyphasés et si l'on en fera ou n'en fera pas, les Américains ont construit des types robustes et en ont exposé à Chicago de très grands spécimens, se préparant, avec l’activité qui leur est propre, à de hardies applications, et comptant surtout sur la pratique pour mettre les difficultés en évidence, et sur leur audace inventive pour les vaincre.
- 3. — Programme.
- Après l’exposition qui précède, nous avons cru devoir, pour faciliter la clarté du présent résumé, classer nos notes en quelques chapitres se rapportant à des divisions bien distinctes de l’industrie électrique américaine :
- r Lumière électrique, transmission de puissance ;
- 20 Traction électrique;
- 3° Construction ;
- 4° Revue de l’Exposition électrique à Chicago ;
- 5° Notes sommaires sur la condition des ouvriers en Amérique.
- Les renseignements statistiques qui accompagnent les différents chapitres nous ont été en partie fournis verbalement sur place ou sont empruntés :
- i° Aux notices remises par les différentes Compagnies, tant au cours de notre voyage qu’à l’Exposition de Chicago;
- 20 A Eleclrical Industries, numéro spécimen offert à l’Exposition.
- Ces statistiques ne s’appliquent qu’aux villes que nous avons visitées, et par conséquent où nous pouvions juger approximativement de la valeur des renseignements.
- Chapitre IL — Lumière électrique
- 1. —.Fonctionnement en général.
- La statistique indique, à la fin de 1892, 1700 Stations centrales disposant de i5oooouoo de dollars, et alimentant 183 509 lampes à arc et 2436374 lampes à incandescence ; sur ces chiffres, la part des courants alternatifs est de |
- 22 730 arcs et 975 600 lampes à incandescence.
- La part afférente dans ces chiffres à la transmission d’énergie est difficile à dégager, les moteurs actionnés électriquement étant toujours représentés dans les statistiques parune quantité équivalente de lampes de 16 candies power.
- On peut dire dès aujourd’hui que l’éclairage électrique est presque le seul employé aux Etats-Unis; bien des villes naguère éclairées très économiquement au gaz naturel ont remplacé ce procédé par l’électricité.
- Si l'on veut bien tenir compte que les premières stations centrales à courants alternatifs ne datent sérieusement que des cinq dernières années, on voit que les courants alternatifs luttent avantageusement avec les courants continus.
- Les courants continus sont employés dans tous les centres très populeux où l’éclairage peut être très dense, et nécessitent des stations qui, quoique importantes, ne doivent pas couvrir un espace trop grand, par exemple à New-York. Le système employé est alors la canalisation Edison à 3 fils.
- Pour l’éclairage public, on trouve encore nombre de canalisations simples avec matériel de la Compagnie Brush ou autres sociétés de même ordre.
- Il est permis de présumer que ces dernières sociétés sont en voie de fusion avec la General Electric C°, et que celles qui luttent encore seront certainement vaincues par le gros capital.
- A un moment donné la General Electric C° restera donc pour ainsi dire le champion de la distribution électrique d’énergie par courants continus, tandis que la Westinghouse Electric G° continuera à propager l’emploi des courants alternatifs.
- Les arguments invoqués par la Westinghouse Electric G° sont ceux que nous connaissons :
- « Possibilité, avec l’emploi de hautes-tensions de couvrir de grands espaces avec une perte faible, ou mieux, avec une dépense moindre en ligne. La différence à l’avantage du courant alternatif serait de 1 0/0 pour le cuivre de ligne (il y aurait à modérer ce rapport par suite du supplément de frais pour isolation particulière de la ligne).
- « La tension avec les courants continus ou même avec le système à 3 fils est limitée à 220 volts, à cause des lampes à incandescence.
- « L’économie des systèmes à 5 fils est niée
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- absolument, la complication de la canalisation et les difficultés d’équilibrage des circuits compensant les autres avantages.
- « Avec les courants alternatifs et les transformateurs il est possible d’élever ou d’abaisser le potentiel d’utilisation suivant les circonstances locales et en tenant compte des meilleures conditions à remplir pour les lampes à incandescence.
- « Des essais précis et nombreux ont montré que la meilleure utilisation des lampes à incandescence correspond aux lampes de 5o volts environ.
- « Enfin les stations centrales sont plus simples à entretenir et la conduite du matériel est peu compliquée (*). »
- Quant aux qualités recherchées en France pour l’éclairage électrique — la stabilité, le bon fonctionnement de l’éclairage public — et imposées souvent sous de dures pénalités, elles sont .beaucoup moins rigoureusement exigées en Amérique, où l’industrie est libre. Personne ne songe à se plaindre lorsque la moitié de l’éclairage d’une rue est supprimé, ou que les arcs sifflent ou dansent. Ces accidents sont au moins aussi fréquents, même plus qu’en France. Certaines rues de New-York, dans le centre, dans Broadway même, ont un éclairage inacceptable pour le moindre chef-lieu de canton,
- 2. — Stations centrales.
- Nous avons pu visiter quelques stations centrales et nous avons constaté qu’elles pouvaient se ramener à un petit nombre de types.
- Les plus intéressantes que nous ayons visitées particulièrement sont celles de l’Edison Illumi-nating C° à New-York (une des quatre usines de cette compagnie) et de la Newark Electric Light and Power C°, à Newark (New Jersey).
- Ce qui frappe dans l’organisation des stations centrales à courants continus, c’est l’absence d’accumulateurs. Il est vrai qu’on parle d’en adjoindre à certaines stations, mais ce serait un grand bouleversement, aucune des installations que nous avons vues n’étant aménagée dans cette prévision.
- Partout le fonctionnement des unités à pleine charge est la règle. A mesure des besoins du
- (')Traduction des Notices de la Westinghouse Èlectric C°.
- service des unités de plus en plus puissantes sont mises en fonction.
- Pour les stations à courants alternatifs on aurait tout dit en citant le type et le nombre des g-nérateurs ainsi que leur puissance, si les renseignements étaient toujours faciles à obtenir.
- Passons à la description de quelques stations.
- Edison Illuminating C°, de New-York. — L’usine de cette compagnie fournit le courant au centre de New-York, sur un réseau à trois fils, sous une différence de potentiel totale de 240 volts, soit 117 a 120 dans chaque branche, et sans compensateurs pour l’équilibre des deux branches.
- Cette usine alimente actuellement plus de 100000 lampes à incandescence et 990 arcs, le capital engagé dans cette entreprise est de 4500000 dollars, soit 22 5oo 000 francs.
- L’usine offre quelque analogie avec la disposition du centre des Filles-Dieu, à Paris (appartenant à la Société d’Eclairage et de Force). Là, comme ici, le prix du terrain a conduit à échafauder l’usine en hauteur.
- Au rez-de-chaussée sont les dynamos et leurs moteurs;
- Au premier étage, les chaufferies;
- Au second les réservoirs d’e^zz et de charbon.
- Entre le rez-de-chaussée et le premier étage, une galerie pour les tableaux de distribution.
- La construction n’est malheureusement pas encore achevée; aussi n’avons-nous guère qu’entendu parler de choses qui seront très belles : telles les pompes qui enverront l’eau dans les immenses réservoirs du second étage; les élévateurs à charbon pour le même plan, etc.
- Nous pouvons noter le grand principe d’approvisionnement que l’on retrouve dans toutes les usines électriques importantes : amener le charbon dans des trémies qui le laisseront écouler au pied des chaudières. La chaufferie y gagne certainement en bon ordre et en régularité de consommation ; le prix de la manutention mécanique peut bien être ainsi récupéré.
- Le cas de l’usine qui nous occupe, où le charbon est tout d’abord élevé au second étage, est certainement une exception forcée. — Dans cette usine, réservoirs et trémies (ces dernières amenant le charbon du second étage au plan des chaufferies) assureront le plein fonctionnement j de l’usine pour plus d’une semaine.
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- Les dimensions qu’on nous a indiquées pour les réservoirs dépasseraient si notablement les toits des maisons, qu’elles nous semblent complètement inacceptables ; aussi ne les rapporterons-nous pas.
- Les moteurs sont du type pilon à triple expansion ; les ingénieurs espèrent descendre à une consommation de 45o grammes de charbon par cheval-heure (?).
- L’usine comprend trois groupes a vapeur, chaque moteur actionnant directement par accouplement élastique deux dynamos multipolaires à enroulement à anneau (1).
- Le i" groupe est constitué par deux dynamos de 200 kilowatts à 115 tours.
- Les 2" et 3° groupes sont constitués chacun par deux dynamos de 400 kilowatts à 100 tours.
- D’ici peu un groupe de deux dynamos de 800 kilowatts chacune, formant un ensemble de 25oo chevaux, viendra renforcer l’installation; le moteur sera du tvpe pilon à quadruple expansion.
- Les dynamos fournissent le courant sous une différence de potentiel de 120 volts; elles sont à 14 pôles, et en dehors de leur robuste construction ne présentent de remarquable que la disposition du collecteur. L’enroulement de l’induit est du genre annulaire, dit Gramme; le fil qui le constitue est méplat, de 8 à 10 millimètres de large avec un guipage très épais (environ 6 à 8/10 de millimètre). L’enroulement n’est pas sectionné et les deux extrémités du bobinage sont reliées ensemble. Après le bobinage, une des faces latérales de l’anneau est fraisée ou tournée, de manière à supprimer le guipage apparent; le cuivre est mis à nu et même entamé pour parfaire le dressage de chaque élément.
- Chaque tour de l’enroulement constitue ainsi par lui-même le segment de collecteur correspondant sans recourir à aucune soudure. On obtient de la sorte un très grand nombre de sections au collecteur, ce qui est favorable au bon fonctionnement. Nous avons examiné de près un de ces induits et nous avons trouvé la surface du collecteur très lisse.
- L’induit ne comportant pas de connecteur pour relier convenablement les sections, la ma-
- (') Ces accouplements électriques sont identiques, le plus souvent, aux accouplements Raffard, inventés il y a une quinzaine d’années et bien connus en Europe,
- chine possède autant de zones de balais qu’il y a de pôles.
- L’induit pèse i5 tonnes pour la dynamo de 400 kilowatts.
- Ces machines ne prennent que 35° G. d’excès de température sur la température ambiante au bout de 8 heures de marche.
- Tableaux de distribution. — Il est à présumer que l’usine achevée possédera un appareillage moins rudimentaire qu’à l’époque de notre visite, aucun des tableaux n’étant digne de figurer dans une station centrale. Nous avons appris depuis qu’en réalité les aménagements de l’usine en question étaient loin d’être terminés, d’où l’absence des tableaux définitifs.
- Comme détail, notons que l’eau est fournie à la Compagnie au prix de o, 14 fr. la tonne environ, et que le charbon coûte à l’usine 18,75 fr. la tonne.
- Signalons enfin les précautions prises en vue d’éliminer les poussières ; dans les murs sont ménagés des carneaux espacés de 5 mètres d’axe en axe et formant de véritables cheminées dont le tirage entraîne les fumées et poussières si préjudiciables au bon fonctionnement.
- Newark electric Liglil aûd Power C° (38, Me-chanic street à Newark). — Cette société résulte de la fusion de The Newark Schuyler Electric Lighl C° et de la Thomson-Houston C°.
- 11 existe à Newark deux stations centrales, dépendant de la même société, qui se partagent l’éclairage public et privé.
- La première et la moins importante de ces deux stations réunit des machines anciennes de tous systèmes — un véritable musée rétrospectif. Le fonctionnement en est néanmoins très bon. Ces machines sont à courants continus sous 5oo volts; certains circuits supportent 10 ampères, d’autres 18 ampères. Elles servent surtout à l’éclairage public par arc et à quelques transports d'énergie à courte distance.
- La puissance de l’usine est d’environ 1000 chevaux fournis par deux moteurs dont l’un sert de rechange.
- Le détail le plus curieux de l’usine consiste dans l’installation des machines dynamo, réparties dans les trois étages de l’usine ; ces machi-nesd’environ i5 chevaux sont fixées simplement au plancher et reposent sur un cadre en bois très massif; la commande des courroies est horizontale ou de bas en haut.
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- La seconde usine, forte de 2000 chevaux, ne possède que des alternateurs de 3oo chevaux. Là encore nous trouvons une usine en voie d’agrandissement.
- Ces alternateurs alimentent l’éclairage privé par transformateurs. Tout le matériel de l’établissement est du type Thomson-Houston.
- Il est à remarquer que l’usine ne possède pas de parafoudres.
- Les deux stations réunies alimentent actuellement i25o lampes à arc et 10 000 lampes à incandescence, sans compter les réceptrices.
- Toutes les usines que l’on peut visiter en Amérique se rapportent sensiblement aux types précédents.
- L’une, pour courants continus, type d'une usine installée dans un centre populeux;
- L’autre, pour courants alternatifs, spécimen d’une usine établie dans un faubourg très éloigné et couvrant avec son réseau un espace très grand.
- Nous disions plus haut que l’une des usines était en voie d’agrandissement; c’est là-bas un fait général; aussi, dans les usines nouvelles laisse-t-on une place très importante pour les agrandissements probables. Parmi les centaines de stations établies depuis cinq ans, plus de 35 0/0 ont dû augmenter leur capacité et plus de 200/0 se livrer à plusieurs reprises à ces agrandissements si coûteux lorsque les terrains n’ont pas été acquis de prime abord dans ce but.
- En outre les machines établies sont très élastiques et presque toutes peuvent supporter des surcharges prolongées de 3o 0/0.
- Il est enfin caractéristique de signaler la tendance dans les stations nouvelles : création de grandes unités à accouplement direct.
- Bien des stations installées même dernière ment n’ont que des machines à commande par courroies, et ces courroies ont souvent i,5om. de large.
- 3. — Canalisation publique.
- Au. point de vue de l’installation, rien à envier de notre part : comme supports, le plus souvent; des troncs d’arbre à peine dégrossis quelques fois des poteaux en fonte, mais pas souvent.
- Sur ces poteaux des échevaux de fil plus ou
- moins en ordre, souvent même un désordre absolu.
- A Philadelphie, Pittsburg, Providence, les canalisations sont plus soignées. Mais à New-York, quoique les canalisations aériennes soient légalement interdites (?), le réseau paraît offrir le moins de sécurité possible pour le public, car, en dépit de l’interdiction, les canalisations sont jusqu’ici toutes aériennes ; certains poteaux reçoivent deux cents fils : lumière, téléphone et télégraphe.
- Au point de vue de la répartition, très souvent l’éclairage reste affranchi de toute règle. Ainsi pour New-York certains endroits sont éclairés avec prodigalité, sinon avec goût, tandis que des carrefours restent absolument noirs, au centre même de la ville.
- A Pittsburg, lors de notre séjour, l’éclairage n’était pas toujours brillant comme fonctionnement, tandis qu’il était régulier à Philadelphie, à Boston et presque coquet à Chicago et à Providence.
- Quelques vues montreraient, mieux que toutes les notes que nous ne pouvons reproduire, l’aspect des canalisations.
- 4. — Installations d’abonnés; compteurs.
- Lorsqu’il s’agit de courants continus, la prise de courant est simple : deux fils s’élancent depuis la canalisation aérienne jusqu’au mur de l’abonné, où ils s’accrochent à des isolateurs avant de traverser le mur.
- Dans le cas des peu nombreuses canalisations souterraines, les dispos'itifs sont les mêmes qu’en Europe.
- Pour les courants alternatifs, les transformateurs sont posés de façon rudimentaire, directement sur les façades ou sur des potelets en bois. Les fils du secondaire traversent alors des trous dans la maçonnerie, et ainsi jusqu’aux compteurs.
- En somme, le transformateur s’accroche n’importe où et n’importe comment et les fils pénètrent de même chez l'abonné.
- Les conditions de vente de l’énergie électrique sont partout basées sur l’emploi des compteurs, avec remises proportionnelles à la consommation.
- Les compteurs employés sont presque uniquement de deux types : le compteur Thomson,
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- qui enregistre les watts-heures, et le compteur Schallenberger, qui enregistre les ampères-heures.
- Le prix moyen de vente du cheval-heure est de o,5o fr. (dix cents) et les remises peuvent atteindre jusqu’à 200/0 pour une consommation de 200 dollars par an (iooo francs).
- Il peut être intéressant de rappeler sommairement la disposition des compteurs en service à
- ce jour, au nombre de 35ooo pour les compteurs Thomson.
- Compteur Thomson (fig. i). — On sait que ce compteur n’est autre qu’un petit moteur actionné par le courant même à mesurer. Ce petit moteur entraîne un disque en cuivre à travers le champ magnétique fourni par des aimants permanents. Les indications fournies sont proportionnelles à
- Pour i5
- Jusqu’à ioo amp.
- amp. 5o volts
- Jlésist.
- \ésist.
- Dynamo ou transfr
- Le fil neutre ne pénètre pas dans
- le compteur. Primaire du système alternatif. le compteur.
- 3 fils jusqu’à 5o A. 3 fils au-dessus de 5o A.
- Fig. 2. — Différents modes de montage du compteur Thomson.
- la puissance (en watts-heures) délivrée au circuit pendant le même temps.
- L’instrument peut servir pour courants continus ou pour courants alternatifs.
- Les types de compteurs sont établis depuis 10 jusqu’à 1200 ampères:
- Pour courants alternatifs sous 52, 75 et 104 volts.
- Pour courants continus, suus 52, 75 et 110 volts.
- Pour les systèmes à trois fils, les compteurs sont à 220 volts depuis 7,5 amp. jusqu’à i5oamp.
- Pour les transports d’énergie, les compteurs sont à 220 volts ou 5oo volts, de 5 à 1200 ampères.
- Pour les primaires des circuits alternatifs, le compteur est muni d’un petit transformateur dont le secondaire actionne le compteur.
- Les différents schémas de la figare 2 indiquent les modes de montage des compteurs Thomson.
- Compteur Schallenberger. — Il présente la même apparence extérieure qu’un compteur à gaz et enregistre les ampères-heures.
- Les seuls frottements très faibles sont ceux
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- du train d’engrenages constituant le totalisateur.
- Le compteur est connecté en série avec le circuit et le courant tout entier traverse un petit nombre de tours de gros fil à l’intérieur desquels, et faisant un angle de 45° avec ceux-ci, est placé un enroulement de cuivre fermé sur lui-même. A l’intérieur de cet anneau se trouve un disque métallique horizontal traversé par un axe qui attaque le train d’engrenages du totalisateur; à la partie inférieure l’axe est muni de quatre ailettes en aluminium qui régularisent son mouvement.
- Fig. 1. — Principaux organes du compteur Thomson.
- Quand le courant alternatif passe à travers l’enroulement primaire de gros fil, un champ de forces alternatif est développé dans la direction de l'axe de cet anneau. En même temps un courant alternatif est induit dans l’enroulement fermé du second anneau ; ces courants induits développent un autre champ de forces dans la direction de l’axe de l’anneau secondaire et par conséquent faisant un certain angle avec le premier champ. Les deux champs combinés donnent un champ résultant, mais comme les alternances des deux courants alternatifs ne coïncident pas, il suit que la direction du champ résultant est constamment déplacée et que le disque métallique est entraîné synchroniquement avec le déplacement du champ tournant.
- La vitesse du disque, régularisée par les ai-
- lettes, est donc proportionnelle à la valeur du courant qui traverse l’instrument.
- Les erreurs commises avec cet appareil n’atteignent pas, paraît-il, 3 0/0.
- Ces compteurs sont établis pour 5o ou 100 volts, depuis 10 jusqu’à 120 ampères.
- Aucune précaution spéciale n’est à prendre pour leur installation et ils peuvent supporter sans danger des surcharges temporaires de 5o 0/0.
- Le prix de location du compteur est de 0,75 à i,25 fr. par mois, souvent avec remboursement
- Fig. 3. — Compteur Schallenberger.
- de la location lorsque la consommation dépasse une certaine valeur.
- En janvier 1892, la Westinghouse Electric C°, qui les construit, en avait fourni 33 536, pouvant supporter ensemble 894680 ampères Q-).
- 5. — Matériel d'exploitation ; appareillage.
- La remarque la plus générale relative au matériel d’appareillage est la robustesse. Tous les
- (') On remarquera que ces chiffres sont singulièrement voisins de ceux indiqués pour le compteur Thomson. Bien des réflexions sur le caractère de la concurrence américaine peuvent en être tirées.
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- appareils sont construits de façon à pouvoir être mis entre les mains les plus rustiques.
- Cette condition de solidité s’applique aussi bien aux voltmètres et ampèremètres des stations qu’aux interrupteurs à lumière des abonnés.
- Pour les appareils employés sur les secteurs à courants continus, nous n’avons trouvé aucune nouveauté. Les mêmes écueils que nous rencontrons en France ne sont pas davantage évités en
- Fig. 4. —Interrupteur rapide avec rupture sur charbons.
- Type Westinghouse
- Amérique : étincelles de rupture préjudiciables lorsque l’intensité est grande, échauffement des contacts, rupture jamais assez brusque.
- Nous avons pu constater ces inconvénients, qui nous ont été confirmés à plusieurs reprises par les constructeurs.
- Cependant depuis peu, d’assez bons résultats étaient obtenus avec des interrupteurs constitués par des barres pénétrantentre des fourches formant ressort (fig. 4). Ce dispositif déjà connu est heureusement complété par l’adjonctjon de crayons en charbon destinés à supporter l’étin-
- celle de rupture. Les plots restent ainsi en parfait état. Les crayons sont montés sur des douilles à suspension élastique qui assurent le contact des crayons et des plaquettes en charbon sur lesquelles ils doivent appuyer.
- Nous signalerons encore un coupe-circuit électromagnétique (fig. 5) : lorsque le courant devient excessif, l’électro-aimant libère un loquet et l’interrupteur ouvre brusquement le cir-
- Fig. 5. — Schéma de l’interrupteur rapide avec coupe-circuit automatique électromagnétique.
- cuit; là encore l’étincelle de rupture jaillit entre des charbons et non pas sur les plots qui forment le contact.
- E. Brunswick.
- (A suivre).
- APPLICATIONb MECANIQUES
- DE L’ÉLECTRICITÉ (X)
- Nous avons déjà exposé dans l’un de nos précédents articles le principe du casse-fils Mander-field : les figures 40 à q.3 en représentent avec plus de détails une ingénieuse modification.
- Le fil passe des bobines 3 aux aiguilles par
- (') La Lumière Electrique, 20 janvier 1894, p. 112.
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- les œillets 4 et 6, de sorte que, aussitôt qu’il se casse, les fourches 10 ferment sur la tige 11 le circuit de la pile 13, qui renferme l’électro-aimant i5 (fig/'qi). Cet électro attire alors son arma-
- Fig. 40. — Casse lîls Manderfield (1892}. Ensemble.
- ture qui, lâchant la came 19 (fig. 41), laisse le poids 20 retomber sur le ressort 41, dont la flexion déclenche en 40 le levier 34. Ce levier, dont la section est en forme de coin 36, est pivoté
- Fig. 41. — Casse-fils Manderfield. Vue par bout du débrayage.
- sur un axe 35, à ressort 39, et reçoit la poussée de la poulie motrice 3o, folle sur l'arbre 26, et pressée sur lui par le ressort 3i, de sorte que, sitôt qu’il est ainsi déclenché en 40, l’action combinée des ressorts 3i et 3p, faisant glisser le coin 36 sur 37, chasse le levier 3g dans l;i position pointillée,
- qui laisse la poulie 3o libre de céder à 1 impulsion du ressort 31, et de se séparer du manchon
- Fig. 42 et 43. — Casse-fils Manderfield. Détail du débrayage.
- Fig. 44 à '48. — Machine à coudre les tapis de ITunter (1890-1893), Coupe transversale, plan et détails du chariot.
- d’embrayage 20, par lequel elle entraînait 1 arbre 26. 11 en résulte que le métier s’arrête automatiquement, dès la rupture d’un fil.
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- La Union Spécial Serving C° exposait à Chi- | machine électrique à coudre les lapis inventée cago,dans la galerie des machines, unecurieuse | par M. Hunier et dont les figures 44 à 48 per-
- Fig-. 49 à 53. — Coupeuse Wolf et Block (1893). Elévation vue par bout. Détail de la prise de courant et de la commande des meules o. o.
- Fi g. 54 et 55. — Plan-coupe par l’axe des meules 0.0 Fig1. 56 à 60. — Détails du réglage du couteau,
- et détail de leur commande. des galets a et du pied.
- mettront de comprendre le fonctionnement très » par le treuil V sur une table A, devant laquelle simple. Le tapis, ajusté par les clous R, est tendu se promène une machine à coudre F, mue par
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- l’électricité. Une fois la couture faite, un coup du levier Q arrache les fiches R, et l’on enlève le tapis, après avoir desserré ses pinces Y. Des trous a permettent de fixer le treuil V dans des positions variables avec la longueur du tapis.
- La dynamo E, qui actionne la machine à coudre est, comme elle, montée sur un bâti guidé par les trois roues D D D' et le galet d, et reçoit en cp son courant de deux fils M et M', tendus sur les galets de contact N N N'N', reliés à la génératrice X par un rhéostat Y, qui permet de régler la marche de la machine : un commutateur o permet de renverser cette marche.
- Fig. 61. — Ouvre-portes Hicks et Troy (1893).
- La machine à coudre avance automatiquement soit par son pied H, soit, comme on l’a indiqué en pointillé sur la figure 45, par les galets D, et elle porte deux galets hélicoïdaux en caoutchouc 11 (fig. 46) dont l’arbre tourne par une transmission k, et dont le pas est tel que l’avancement de leur filet est égal à celui même de la machine. Il en résulte que ces galets repoussent le tapis parallèlement à lui-même, et sans le tendre, dans la gouttière-guide G, qui définit ainsi rigoureusement le recouvrement de sa bordure.
- La coupeuse de Wolf et Bloch représentée par les figures 49 à 60, parfaitement étudiée dans
- ses moindres détails, mérite à tous égards une étude attentive.
- Le pied A de la machine est porté par quatre rouleaux a a, a! a! (fig. 5g) à coussinets sphériques a2, qui leur permettent de s’aligner librement dans la direction qu’ils tendent naturellement à prendre en suivant les mouvements du pied, mais les galets d’avant aa sont pourvus de bourrelets de caoutchouc a.u dont le frottement empêche que cette allure ne prenne, dans les tournants, une liberté trop grande, qui en rendrait le guidage difficile.
- Fig. 62 à 64. — Ouvre-portes Hicks et Troy. Détail des leviers commutateurs et de l’embrayage électro-magnétique.
- La machine est fixée au pied A par un support coudé DD', embrassant une partie du couteau circulaire C, et chanfreinée en d' (fig. 53) pour en recevoir le tranchant. Les bords du pied, qui passe sous l’étoffe et la présente au couteau, sont biseautés de manière à l’amener au couteau au droit du creux A', à l’en dévider dans les conditions les plus favorables à la coupe, et à permettre de suivre sans arrachement les contours les plus accidentés.
- La dynamo M actionne le couteau C par un train d’engrenages à pignon intermédiaire N, fou
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- sur son axe n (fig. 5a) abrité dans une garde L, et ce pignon N peut être, au moyen d’un levier à fourche S, pourvu d’un cran d'arrêt s' (fig. 52 et 55) embrayé en R avec le pignon N', qui commande par p' (fig. 54) l’arbre des meules à émeri 00. Cet arbre est monté sur une douille Q; qui peut se fixer par une pince q dans une position quelconque autour de l’axe n des pignons N et N'. Les meules o o sont ramenées sur leur arbre et rapprochées, malgré le ressort O, par la molette 0;t (fig. 53), qui règle leur écartement au moyen des joues o2o2, suspendues à l’axe o3, et consolidées par le ressort ot. On peut aussi, grâce à ces dispositions, faire facilement varier,
- Fig. 65 à 68. — Ouvre-portes Hiclis et Troy.
- Détail des leviers G et /?.
- sans arrêter la machine, l’obliquité et le serrage élastique des meules sur le couteau G.
- Le courant arrive à la dynamo en W, par deux languettes w w (fig. 49 et 5o) serrées par les vis rv’w\ et les contacts à ressorts wtw2-Une lampe à incandescence V, accrochée en U, éclaire l’ouvrage en avant du couteau.
- La distance du couteau à la base A se règle facilement, et avec une grande précision, au moyen du crochet I (fig. 56) par leciuel on tourne la vis creuse F, filetée à gauche dans le support D3, et à droite, avec un pas différent, sur la tige G, de manière à constituer un écrou différentiel : on fixe ensuite le tout par Dj (fig. 54) en serrant la pince D;j sur F.
- La Ilicks-Troy Electric Door C" de Chicago avait exposé dans le palais de l’Electricité (n° 233) des appareils à ouvrir les portes, ou
- « ouvre-portes » électriques qui marchaient parfaitement bien et attiraient vivement l’attention du public par la singularité de leur fonctionnement. Les figures 61 à 75 permettront de comprendre facilement la marche de ces curieux appareils.
- On les suppose sur le schéma (fig. 69) actionnés par le courant d’un circuit W W', avec lampes-rhéostats LL et plombs de sûreté L' L'.
- Quand la porte A (fig. 61) est fermée, les différentes pièces du mécanisme occupent les positions indiquées en figure 63; le taquet A (fig. 61)
- yii
- Fig. 69. — Ouvre-portes Hiclis et Troy. Schéma des circuits.
- du haut de la porte maintient ouvert, par h6, le contact ü (fig. 69) du levier coudé /z7, de sorte que tous les circuits sont ouverts, à l’exception de celui wi D3 wn u;13 de l’embrayage électromagnétique F (fig. 61 et 64).
- Quand une personne se présente devant la porte A, elle repousse, sans s’en apercevoir, l’un des leviers B ou B'(fig. 63), de manière à fermer en x2.v3 (fig. 63 et 69) le circuit w w' de l’électro-aimant D, qui, attirant son armature D', amène les bras l et /' sur les contacts lA et L, et sur 4, de manière à couper le circuit ))',i wn de l’embrayage. Get embrayage, qui retenait la porte fermée par son bras G, appuyé sur elle par les galets g g (fig. 62) permet alors à ce bras de tourner, et à la porte de s’ouvrir sous
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- la poussée du ressort c.. (fig. 66) préalablement comprimé. Ce ressort ouvre la porte assez pour amener le balai g (fig. 65 et 69) sur le rail e, par lequel il maintient fermé le circuit w w' de D', même si l’on cesse de pousser les leviers B ou B'.
- Fig-, 70 à 74. — Ouvre-portes Hicks et Troy (2" type).
- Le mouvement susmentionné de la barre isolante D3 (fig. 69) par l’attraction de l’armature-D', a pour effet de fermer, par (jp3 ll3 n>sw7 Dcip,j DL ip5), le circuit du moteur E (fig. 70) qui se met à tourner en même temps que le ressort c (fig. 66) ferme par wu, ip15, ir12, en repoussant le balai g de G (fig. 69) sur le second rail e', le circuit 16, 15, 12, de l’embrayage, de manière que l’arbre n (fig. 64), commandé du moteur par jt>2, entraîne par cet embrayage le bras C, et complète ainsi l’ouverture de la porte. Pendant
- cette ouverture, hl déclenche h1 (fig. 61), de sorte que D7 rappelle par o~ le contact î \ et, à la fin de l’ouverture, le taquet x de la porte repousse le renvoi k', de manière à rompre, en détachant D,j du contact i(fig. 61 et69), le circuit w3 l Pw*w7 du moteur, qui s’arrête. En même temps les balais g g’, dépassant les rails e et c', sur les extrémités desquels ils se rabattent par leurs isolants d et d!, coupent le circuit w n>’ de l’embrayage D', de manière à permettre au ressort o (fig. 69) de ramener la barre du commutateur
- Fig. 70. — Ouvre-portes Iliclts et Troy. Schéma des circuits (2” type).
- à sa position primitive, indiquée sur la figure 69. Ce mouvement à pour effet de refermer le circuit de l’embrayage par H’n, et celui du moteur par (ir3 t w7 rvs ji*0 D7 wu> t0 i îf5) en sens inverse de précédemment, de sorte que le moteur referme la porte. Pendant cette fermeture, les isolants g et g’ ne cessent pas de porter sur les rails e e', de manière à laisser le circuit ip3 ouvert; puis, à la fin de la fermeture, h rouvre en D7 le circuit du moteur.
- Dans le dispositif des mêmes inventeurs représenté par les figures 70 à 75, dès que l’on marche sur le panneau E, on ferme par ses contacts l ï (fig. 73) le circuit de l’électro H, qui déclenche le verrou k, de manière à permettre à la porte de s’ouvrir sous le rappel du ressort B. Ce mouvement rompt en I le circuit de l’embrayage électromagnétique E. L’ouverture de la porte a
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- pour premier effet de lâcher en / (fig. 71), le levier^, qui ferme en g' le circuit E, maintenu, bien entendu ouvert en I, tant que l’on reste sur F ; mais, dès que l’on quitte F, le circuit de H se rompt et le levier I, rappelé par un ressort, referme le circuit de E. Il en résulte que l’arbre D, toujours en rotation, entraîne, par E, le petit treuil r, dont la corde ferme la porte, qui reste alors fermée, malgré le ressort B, par le ren-clenchement automatique du verrou k. A la fin de cette fermeture, le taquet/sépare (fig. 71) g de g', et rompt définitivement le circuit de l’embrayage.
- L’appareil de H.-T. Johnson, représenté par
- Fig. 76 à 79. — Ouvre-porles Johnson (1893).
- les figures 76 à 80, a simplement pour objet de permettre à distance la manœuvre du pêne G, ordinairement immobilisé comme en figure 78. dans sa position de fermeture, par le levier genou DD'. Quand on fait passer un courant dans l’électro-aimant polarisé H, il attire son armature G, et la maintient attirée, dans la position indiquée en pointillé (fig. 78), où elle vient frapper le bras e du levier E, qu’elle déclenche ainsi en e2 du bras D'. Il suffit alors de pousser la porte, pour que le pêne G, appuyant sur le verrou F, cède en ployant le genou D D' par son pivotement autour de c, de la position figure 78 à celle figure 79 et laisse ouvrir la porte. Avant la fin du pivotement de G, il rencontre, comme en figure 80, le talon e2 du levier E, de manière
- que, à la fin de ce pivotement, e' repousse l’armature G de la position (fig. 80) à la position (fig. 79) en la décollant de son électro. Après que le pêne C a lâché F, en ouvrant la porte, le ressort c le ramène à sa position primitive, en redressant le genou DD', comme en figure 78, où D se trouve calé, comme précédemment, par le talon e2, de sorte que la porte, une fois refermée, en repoussant F par son biseau, reste
- automatiquement condamnée jusqu’à une nouvelle manœuvre de l’électro H.
- Le fonctionnement (fig. 81 et 82) de la torpille autodireclrice de G. Aylon est le suivant :
- Cette torpille porte une boussole dont on commence par orienter le cadre/, au moyen de la manette f, dans la direction que l’on veut faire suivre automatiquement à la torpille. On oriente ce cadre de façon que, tant que la torpille est dans la direction voulue : au nord-est, par exemple, comme dans le cas figuré, l’aiguille a de la boussole se trouve entre les deux contacts n et «'.
- A des intervalles réglés, un mouvement d’horlogerie ferme, par le contact p', le circuit d’une pile sur un petit électro-aimant /e, assez éloigné
- Fig. 81. — Torpille auto-directrice Ayton (1893).
- de l’aiguille a pour ne pas l’affecter, et qui en abaisse périodiquement la pointe par son armature l, à touche d’aluminium mm', de manière que, périodiquement, l’aiguille a ferme soit le contact n, soit le contact n', suivant que la torpille est, au moment de cette fermeture, déviée à gauche ou à droite de sa direction normale. Cette fermeture complète le circuit de l’un des électro-aimants S', qui, attirant son armature C sur le collecteur u, mû par le mécanisme d’hor-
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- logerie, ferme le circuit auxilaire de cet électro S' et de son électro S correspondant, et le maintient fermé jusqu’à ce que la rotation de u" ramène sous le balai de c l’isolant p. On voit que, malgré la très faible durée du contact de a
- sur n ou le circuit local de l’électro S correspondant reste fermé pendant un temps assez long pour qu’il puisse agir effectivement sur le gouvernail par son armature /, et ramener la torpille dans sa direction normale.
- Fig. 82. — Torpille auto-directrice Ayton (1898).
- M. Potschinsky a récemment proposé, pour le sondage automatique des bas fonds, un appareil fort ingénieux représenté par les figures 83 à 88.
- Quand on arrive sur un bas fond, c’est-à-dire sur un fond de profondeur inférieure à celle
- Sondeur Potschinsky (1898)
- préalablement fixée pour le point a, la soude G, repoussée par ce fond, tourne comme l’indique le tracé pointillé, autour de son axe l' (fig. 84) et ferme par l’un de ses contacts à bascule 11 (fig. 87) le circuit 5 s' d’une piler, laquelle ferme le circuit d’une pile plus forte r', dont ’électro-aimant t déclenche le mouvement mo-
- teur d’un treuil d. Ce treuil remonte alors par C la sonde G, qui, reprenant sa position verticale à mesure quelle se sépare du bas fond, rompt successivement les contacts n et coupe le circuit r de manière que d s’arrête aussitôt que G
- Fig. 84 à 88. — Sondeur Potschinsky.
- Détail de la sonde G.
- a tout à fait quitté le bas fond. L’aiguille de d indique alors automatiquement la profondeur de G au-dessus du niveau dangereux.
- Le levier C est relié à la quille a du navire, à l’avanL par une charnière articulée sur l’axe horizontal g, de manière que C soit insensible
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- au roulis du navire, et il porte en O une palette qui l'empêche de se relever par la poussée de l'eau sur sa partie inférieure. La pièce métallique F, qui porte la sonde G, également équilibrée en d. peut en cas de choc, pivoter autour de k jusqu’à ce que son taquet p vienne comme en figure 82 rejoindre la corde D.
- Afin qu’elle se tienne toujours naturellement verticale, la sonde G est allégée à sa partie supérieure par un flotteur en bois q, et elle porte plusieurs contacts n2 — quatre au cas actuel — basculant (fig. 88) dans diverses directions, de
- Fig. 89 et 90. — Indicateur de vitesse Henry (1893).
- manière à répondre à toutes les inclinaisons du sondeur. Enfin, la poulie b est articulée en b2 (fig. 86) de manière à se prêter à toutes les inclinaisons de la corde D.
- L'indicateur de vitesse de AL J. Henry, représenté par les figures 89 et 90, est commandé par une génératrice magnéto-électrique B, calée par exemple sur l’essieu A d’un wagon ou d’une locomotive, dont le courant fait tourner proportionnellement la réceptrice I, laquelle actionne, par le train K L, un papier O, qui se déroule devant le crayon P.
- Ge crayon est articulé au bras d’un levier G pivoté en f\ et commandé par l’armature F d’un
- solénoïde E parcouru par le courant de B. Il en résulte que le crayon P trace sur Ü une courbe dont les ordonnées représentent les vitesses de A, ou du train, à chaque point de son parcours.
- APPLICATIONS MÉCANIQUES DÉCRITES DANS MES PRÉCÉDENTS ARTICLES
- Accouplements Strauss, 14 oct. 1893, 69.
- Allumeurs Bancroft, Burr, i5 mai 1886, p. 290, 291 ; Clarke et Coûtes, Culp, 1" fév. 1890, 24; Gorldt, 9 déc. 1893, 467; Iiogan, iprfév. 1890, 209; Hamilton, 29 oct. 1892, 214; Ivilburn, 29 àvril 1893, 166; Kleinkerfuss, i5 mai 1890, 290; Lane, 5 août 1893, 223; Lenaerts, ior fév. 1890, 212; Longshaw, i5 mai 1886, 290; Mollison, i#c fév. 1890, 210; Nee, i,r fév. 1890, 208; Orling, 27 oct. 1892, 214; Prentiss, 9 déc. 1893, 462; Rousseau, Schiller et Mayer, i^fèv. 1890, 209; Russell, 5 août 1893, 223; Sloss, 29 avril 1893, 166; Wood, 9 sept. i8g3, 466.
- Appels Decrow, 14 janv. 1893, 65; Sauer, 21 oct. 1898, 115; Scribner, 25 oct. 1893, 367; Sachs, 9 déc. 1893, 465; Varley, 9 sept. 1893, 459.
- Arrêts Kausman, 29 avril 1893, i5g; Taylor, Turrell, 8 avril 1893, n-12; Tyrell, 9 juillet 1892, 63; Wood, 5 août 1893, 219.
- Artillerie.—Freins pour canons Hill, 3 janv. 1891, 22. — Manœuvres Canel, 3 janv. 1891, 20; Fiske, 3 janv. 1891, u3; Fletcher, 5 août 1891, 218; Maxim, 6 fév. 1886, 249; 2 janv. 1892, 25; Vavasseur, 16 avril 1892, ii3. — Mines. Giovanni, 9 déc. 1893, 467; Von Skoda, 14 janv. 1893, 67. —Mises en feu Canet, 9 juillet 1893, 21; Mac Evoy, i3 avril 1889, 63; Morris, 24 mai 1890, 370; Noble, i3 avril 1889, 63; 3 janv. 1891, 23. — Mitrailleuses Gat~ ling, 3 janv 1891, 24; American C°, 5 juin i885, 462. — Pointeurs Anderson, 5 déc. 1891, 459; Bessemer, Cromp-ton Oriole, i3 avril 1889, 60; Fiik, 24 mai 1890, 36g; 8 oct. 17 déc. 1892, 61, 565; Mac Evoy, 8 oct. 1892, 60; Pola, 17 janv. 1891, 127; Siemens, 5 déc. 1891, 459; Von Markoff, 23 juillet 1892, 153.
- Ascenseurs Baxter, 17 déc. 1892, 56o; Basset, 14 janv. 1893, 62; Clark, 3 sept. 1892, 455; Coyle, 4 juin 1892, 456 Eickemeyer, 6 juin 1891, 462 : Electric Elevator C°, 17 janv. 1891, 121; Herdman, 9 avril, 29 oct. 1892, 57, 209; 23 avril 1893, 159; Hiss, 29 avril 1893, 160; Holloclt,
- 12 janv. 1889,34: Léonard, 9 avril 1892, 5g; Judson,
- 13 août JS92, 3og; Marschall, 9 déc. 1893, 459; ,Moore, 22 juillet 1893, 119; Neuburger, 9 avril 1892, 60; Otis, 17 janv., 6 juin 1891, 123, 489; 6 fév., 9 avril 1892, 263, 63; Perret et Peirce, 9 déc 1893, 460-461 ; Pratt, 4 janv. 1892, 454; See et Tyler, 25 fév. 1898, 363; Wright, 3 sept. 1892, 454.
- Astronomie. — Télescopes photographiques Gui b, 22 mars 1890, 567.
- Avertisseurs d'incendie d’Almeyda, 14 janv. 1893, 66; Compania Elettricista, Ileat Alarm CD, 16 avril 1892; 112; Fire Alarm C°, 5 déc. 1891,457; Bernhardt, 9 déc. 1893; 464; Egan, 22 juillet 1893, 1 a3; Firmah, 23 juillet 1S92, i56. — Avertisseurs Lave, 29 oct. 1892, 214; Neu, 5 déc. 1891, 458.
- Bascules et balances Avery et Snelgrove, 10 janv. 28 sept., 5 déc. 1891, 92, 6b4 et 464. Driver, 9 sept. 1893,
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ELECTRICITE
- 169
- 463; Gibboney, 9 déc. 1893, 461; Gorringe, 5 août 1893, 219.
- Boussotes autodirectrices Basset, 3 sept. 1892, 452; Chase, i,r mars 1891, 407; Ilope, 23 juillet 1892, 161 ; Yon Piechi, 18 juillet 1891, 117 ; 25 fév. 1893, 364.
- Bateaux Heilman, 29 oct. 1892, 208.
- Cabestan Grimston, 4 juin 1892, 453 Casse-fils Beyer et Gernaheyn, Brooks, Clute et Stevenson, 3 sept., 9 juillet, 29 oct, 1892, 455, 63, 213; Bell, 8 avril 1893, 14; Landrin, i3 oct. 1888, 55; Manderfield, 8 juillet 1893, 19.
- Chirurgie. — Maillets dentaires Bonwell, Kirby, i3oct. 1888, 59.
- Chronographe Wells, 3 sept. 1892, 457.
- Commutateurs Berry, 14 oct. 1893, 71 ; Clarke, 14 oct 1893, 72; Coyle, 22 juillet 1893, 120; Ewing, 22 juillet 1893, 119; Edmunds, 14 oct. 1893, 70.
- Comparateurs Emery Hunter, 4 janv., 17 déc. 1892, 452; 563; 29 avril 1893, 262.
- Compteur Jardine, 16 avril 1892, 114.
- Contrôleur de rondes Tilden et Hersey, 14 janv. 1893, 65.
- Coupeuse Cadwell, u nov. 1893, 257; Mann, 16 avril 1892, 113.
- Coupe-verre Havaux, 9 sept. i8g3, 405.
- Crochet Nielsen, 8 avril 1893, 14.
- Cyclographe Butcher, 3 sept. 1892, 458.
- Débrayages North, 4 juin 1892, 464.
- Déclenchement Iiewitt, 14 janv. 1893, 62.
- Distributeur de grains Page, 22 juillet 1893, 121. Èlectrotypie Noël et Eaton, 11 fév. 1893, 252; Travis, 8 juillet 1893, 14.
- Embrayages De Bovet, 5 déc. 1891, 452; 8 et 29 oct. 1892, 63, 212; Jenkin, 9 janv 1892, 66; Roworth et Sagers, i3 oct. 1888, 58; Siemens, 6 juin 1891, 458; 5 déc. 1891, 459; Williams, 5 déc. 1891, 4.52.
- Enregistreurs Cooper et Wigzell, 2 nov. 1889, 217; Drake et Dorman, 3 janv. 1891, 27.
- Essoreuse Hutchinsotf, 24 mai 1890, 36i.
- Freins Walgren, 23 juillet 1892, i5g; Wilson, 16 avril
- 1892, 109.
- Fusils American Arms C°, Russell, 5 juin 1889, 449. Girouette Haight, 9 juillet 1892, 64.
- Gouvernails Elder, Caselli, Washburn, Synion, 27 mars 1886, 601 ; Cory, 17 déc 1892, 56i ; Dyer. 9 sept. 1893, 461 ; Fiske, 19 sept. 1891. 571; Grimston, i3 avril 1892,309; 29 avril 1893, i58; Hutshinson, 22 mai 1890, 357; Schuc-kert, 22 mai 1890, 358.
- Grues Atwood, 5 août 1893, 217; Buchin et Tricoche, 2 nov. 1889, 204; Morgan, 22 juillet 1893, n3; Siemens, 23 juillet 1892, 154.
- Ilaveuses Atkinson, 6 fév , 9 juillet 1892, 267, 5g; Bain, 11 nov. 1893, 256; Bechler, 21 oct. 1893, 118; Bower, 23 août 1884,291; Brain, 3 oct. 1891, 23; Chenot, 23 août 1884, 290; Charleton, 5 août 1893, 2i5; Golden, 3 oct. i8gr, 24; Howland, 5 août 1893, 222; Jeffrey, 2 nov. 1889, 216; Keil et Westerdall, 9 juillet 1892, 60; Hirst, 21 oct. 1893, 117 ; Michaelis, 24 mai 1890, 3og; Mason, 21 oct. i8g3, 118; New-Arc, 2 avril 1892, 10; Sperry, 9 et 23 juillet 1892, 57, i63 ; Tennet, 23 août 1884, 294.
- Horloges Alteneck, 17 juillet 1891, 122; Aron, 5 août
- 1893, 222; Berry, 17 dée. 1892, 662; Dyson, 29 avril 1893,
- i63; Etridge, 14 janv. 1893, 63i ; Ellis, 29 oct. 1892, 210; Fairgreaves, 16 avril 1892, 115; Guncher, 10 janv. 1891,71; Hammer, 6 juin 1891, 456; Ilowland, 5 août 1893, 222; Laney, 6 fév. 1892, 270; May, 8 oct. 1892, 63; Ploeg, 6 fév. 1892, 268; Pope, 17 juillet 1891, 122; Pouchard, 24 mai
- 1890, 365; Prentiss, 19 sept. 1891,71; Prockoroff, 6 juin
- 1891, 456; Reclus, 10 janv. 1891, 67; Schweitrer, 19 sept.
- 1891, 570; 23 juillet 1892, 154; Schmidt, i3 août 1892, 3n ;
- 11 nov. 1893, 260; Scholler et Jahr, 5 déc 1891, 463;
- Schubert, 19 sept 1891, 56g; Seales, 17 juillet 1891; 121; Weston, 29 oct. 1892, 211; Wiseman, 11 nov. 1893, 258 ; Wuebeler, 22 juillet 1893, 123.
- Indicateurs Ayton, 5 août 1893, 219; Collins, 8 juillet
- 1891, 19; Cox, i3 janv. 1891, 26; Cray, 9 sept. 1893, 459; Haight, 9 juillet 1892, 64; Mac Gregor, 3 janv. 1861, 26; Siemens, 12 janv. 1889, 27; 29 oct. 1892, 211; Walker*
- 8 oct. 1892, 62.
- Indicateurs de niveau Dibble, 8 avril 1893, 17. Indicateurs de stations Ayers, i3 août 1892, 3io Indicateurs de vitesse Fletcher, 29 avril 1893, 164; Johnston, 25 fév. 1893, 364; Dibble, 8 avril 1893, i5. Interrupteurs Woodward, 23 juillet 1892, 157 Lochs Faymonville, Loup, Raworth, 28 août 1886, 507; Granville, 3 janv., 17 juillet 1891, 24, 120; Lopez de Haro Munoz, 2 nov. 1889, 217.
- Locomoteurs pour mines Edison, Jeffrey, Sehasinger, Van Depoele, Walker et Immish, 3o oct. 1891, 17 à 23; Atkinson, 3 août 1892, 304.
- Machines à écrire Mac Langlin, i5 oct. 1888, 57; Reed,
- 9 juil. 1892, 63; 29 oct. 92, 2i3.
- Machines à essayer Goodman, 2 nov. 1889, 221; Olsen* 23 août 1891.
- Machines-outils Jenkin, 9 janv. 1893, 65.
- Manomètres Barett et Douty, 3 sept. 1892* 457.
- Métiers Buxtorf, 8 juill. 1893, 18; Kimboll et Broweit; Radiguet, 2 nov. 1889, 217.
- Mouton à pieux Hutchinson, 24 mars 1890, 361.
- Niveau Mathews, 16 avril 1892, 110.
- Paliers graisseurs Hamilton, 24 mai 1890, 36i. Passe-écheveaux Foster, 8 oct. 3892, 65.
- Perceuses Buckford, 4 juill. 1893, i3; Clark etStanfield,-23 août 1884, 289; Hougton, Linders, Sauter, 6 fév. 1892, 265; Rowan, 9 juill. 1892, 62; Siemens et Baily, i3 août
- 1892, 3o7; Weyburn, 29 oct. 1892, 213.
- Percuteuse Standiford, 29 avril i8g3, i65.
- Perforatrices Atkinson, i3 janv. 18894; 8 juil. 1893, 14;
- Bail, 23 août 1884, 289; Birkin, i3 oct. 1892, 3o5; Bolton, 16 avril, 9 juil. 1892, 116, 57; Chapman, 29 avril 1893, i65; Jones, n nov. 1893, 255; Mackey, i3 oct. 1892, 3o7, nnov.
- 1893, 252; Marvin, 22 mars 1890, 573; 8 oct. 1892, 57; Phi-lipps et I-Iarrison, i3 oct. 1888, 2; Pieper, 9 juil. 1892, 57; Siemens, i3 oct. 1892, 3o6; Sperry, 5 août 1893, 2ï5; Stea. venson, 11 nov. 1893, 252; Storey, 22 mars 1890, 573; Taylor, 21 oct 1893, 118: Threfail, 9 juill. 1892, 57.
- Pianos Pain, 25 février 1893, 359; Singer, a5 février 1893^
- 371.
- Plume Philipps, 17 déc. 1892, 566.
- Polisseur Nellis, 22 juil 1893, 119. “
- Poinçonneuses Hilles, 17 déc. 1892, 55g.
- Pompes Electrical Eng. C°, Hall, 24 mai 1890, 362; Goolden, 3 oct. 1891, 26; Johnson, 9 sept. i8g3, 461; Ju-bilee Colliery, 17 déc. 1892, 558; Mines Saint-Jean, 22 mars
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
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- 1891, 23; Michaelis, 12 oct. 1888, 55; Peacock, 14 janv. g3, 61 ; Van Depoele, 5 déc. 91, 555 ; 16 avril 92, 109.
- — à incendie Dewey, 17 déc. 92, 456; Siemens, 16 avril, 6 fév. 1892, 110, 271.
- Ponts roulants Bon et Lustrement, 2 nov. 1889, 204; Dujardin, 17 janv. i8gr, 116.
- Presses Kormeyer, 17 déc. 1892, 56o.
- Raboteuses Sutherland, 5 avril 1892, 216.
- Régulateurs Amet, 19 mars 1887, 56i ; Bosanquet et Tomlinson, 21 nov. i885, 343; 19 mars 1887, 563; Burrell, 14 janv. 1893, 6t ; Copeland, 17 janv. 1886, io5; Cook, 24 mai 1884, 3o5; Crompton, 17 janv. 1886, 104; Edison, 17 janv. 1886, 104; Elliot, 12 sept. 1891, 5o5; Garlaud, 16 avril
- 1892, 108; Girwood, 3i mai 1884, 323; Goolden et Trotter> 19 mars 1887, 563; Hedges, 2r nov. i885, 343; Jameson Alley, 17 janv. 1886, 102; Jenkin, 21 nov. ;885, 34.3; Johnson, 10 oct. 1886, 670; Jones, 27 juin 1891, 616: Kennedy, 27 juin 1891, 617; Lévy, 17 janv. 1886, io3; Maddison, 27 juin 1891, 619; Mudd, 3i mai 1884, 304; Parsons, 27 juin 1891,618; Pisell, 17 janv. 1891, 126; Ravenshaw, 17 juin
- 1891, 620; Replogle, i3 août 1892, 3o8; Richardson, 24 mai 1884, 304; 21 nov. i885, 341 ; Sanke, 21 nov. 1885, 341 ; She-pard, 27 juin 1891, 617; Smith, 10 oet. 1886, 65; Tangwall, 10 oct. 1886, 660; Wahlstrom, 27 juin 1891, 619; Westinghouse, 24 mai 1884, 3o5 ; Willans, 24 mai 1884, 3o3; 17 janv., 21 nov. i885, 100, 337; 19 mars 1889, 562; Wilson, 24 mai 1884, 3o3.
- Relais Hall, 14 oct. 1893, i65.
- Rhéostats Fiske, 9 déc. 1093, 461.
- Serrures Harris, 3 janv. 1891, 29; Holcombe, 22 juil-
- 1893, 122; Griffin, 5 déc. 1891, 453.
- Signaleurs Decrow, 21 oct. 1893, 116; Martin, 25 fév. 93, 366.
- Sondes Balch, 12 janv. 1889, 56; Cooper et Wigzell,
- 2 nov. 1889, 218.
- Sondages de puits Gardner, 9 juil. 1892, 62.
- Sonneries Mercier, 9 sept. 1893, 460; Ross, 14 janv. 1893, 64; Thron, 17 déc. 1892, 565; Wagner, 25 fév. 1893, 365; Zitzchel, 9 déc. 1893, 4C2.
- Soupapes Crosby, 8avril 1893,13; Flemidg. Stout, i3 août
- 1892, 3o8.
- Télémètre Fiske, 24 mai 1890, 367.
- Téléthermographe Dibble, 23 juil. 1892, 157. Thermostats Beers, 23 juil. 1892, 160; Haskins, 9 déc.
- 1893, 463; Richard, 25 fév. 1893, 368; Johnson, 2 nov. 89, 220; Roberts, 29 octobre 1892, 214; Shieis, 8 octobre 1892, 63.
- Timbreurs American Postal C°, 9 juil. 1892, 64; Glo-Ver, 2 avril 1892, 11; Martindal, 5 août 1893, 222; Rendait,
- 3 janv. 1891, 29.
- Tirelire Dowsing, 23 juil. 1892, j58.
- Torpilles Balland, Faster, Lay, Mallory, Nordenfeldt Pugibet, Smit6, Williams (août, sept. i883; i6août., 20 déc. 1884); Brin, Chapman et Waddington, 7 avril 1888, 16; Berdan, 3 septembre 1892,453; Ilurrel, 2 janvier 1892, 22.
- Tours Schlolz, jq octobre 1893, 69.
- Transmetteur Morday, 24 mai 1890, 364.
- Transmissions Siemens, 14 oct. 189.3, 68.
- Transbordeur Chamberlain, 17 janv 1891, 12.
- Treuils Ëickemeyer, 6 juin 1891, 460; Crompton, 3 oct. 1891, 3o; Electric Elevator C°, 17 janv. 1891, 121; Guige-
- net Hopkinson, i3 oct. 1888, 53; Holrich, 24 nov. 1890, 363 ; Siemens, 6 juin 1891, 460.
- Ventilateurs Agabeg, 29 avril 1893, 160; Beers, 29 oct. 1892, 212; 29 avril 1893, 160; Brinkman, 29 avril 1893, 161 ; Crooker, Wheeler, Simonds et Watel, 20 mai 1890, 36o; Kintner, 9 jànv. 1892, 65; Lundell, 23 juil. 1892, i63. Verrous Bosh, 14 janv. 1893, 63.
- Gustave Richard.
- LA RÉFORME PHOTOMÉTRIQUE
- La photométrie des phares et des projecteurs, ou pour mieux dire une petite partie de cette photométrie, est depuis un certain temps l’objet de critiques particulièrement vives de la part de quelques électriciens français et étrangers.
- Les uns, en visitant l’exposition de Chicago, ont été étonnés de l’importance des chiffres de puissance lumineuse attribués aux grands projecteurs, et n’ayant pas l’habitude de manier des intensités aussi élevées, en ont conclu que c’était là une simple hâblerie de fabricants.
- D’autres ont objecté que le faisceau d’un projecteur, étantcylindrique ou à peine conique, ne peut être assimilé à un faisceau divergeant depuis l’appareil. Cette objection semble assez naturelle, mais on verra plus loin qu’elle n’a pas la portée qu’on a cru devoir lui attribuer.
- D’autres paraissent avoir pensé simplement que des définitions établies sans leur participation ne sauraient a priori être suffisamment correctes et, en conséquence, ils réclament une réforme en qualifiant de fantaisies les principes admis jusqu’à ce jour.
- Enfin la Lumière Électrique a publié tout récemment, sous le titre de Photométrie des Phares, projecteurs et appareils de télégraphie optique, un article dont l’auteur semble s’être proposé de donner une base à la réforme demandée. En effet, bien que plus indulgent pour les spécialistes que les précédents critiques, car il veut bien leur concéder qu’ils ont raison depuis un certain point (') jusqu'à l'infini, il conclut que leur méthode de mesure n’est pas la bonne :
- (') A partir duquel l'éclairement varie en raison inverse du carré de la distance d.
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 171
- « On aurait, » dit-il, « en plaçant le photomètre sur la lentille même (du projecteur de Chicago) un éclairement de 1333 bougies. Cet éclairement se maintiendrait 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. »
- Si j’ai bien compris, l’intensité lumineuse d’un appareil optique devrait être définie par l’éclairement constant qu’il produit à. faible distance en un point de l’axe optique sur un plan perpendiculaire à cet axe.
- Je ne crois pas avoir la compétence nécessaire pour discuter ici les questions de phares; mais, en ce qui concerne les projecteurs, la lecture d’une récente brochure Q a suffi pour me convaincre que la proposition qu’on vient de lire doit être le résultat d’une erreur que je vais signaler, moins pour renverser ce nouveau système, qui n’aurait sans doute aucune chance d’être adopté par les constructeurs, que pour montrer qu’il n’y a pas lieu de chercher de définitions nouvelles :
- Il y a erreur de fait, parce que les projec-eurs ne peuvent être assimilés à une petite lentille achromatique, et que la variation de leur éclairement avec la distance se fait suivant une loi plus ou moins compliquée, mais toujours telle que l’éclairement ne reste pas constant à faible distance. On s’en rend compte, sans grand raisonnement, en remarquant que la divergence des faisceaux de rayons émis par chaque point de l’appareil diminue considérablement du centre au bord de celui-ci; par conséquent, l’éclairement va en général en diminuant d'une manière continue quand on éloigne le photomètre. Les nombreuses mesures exécutées depuis longtemps en France et à l’étranger ont établi d’ail-eurs ce fait expérimentalement.
- La définition proposée manque donc de base.
- Le principe même en serait attaquable, parce qu’on n’a pas le droit de choisir pour les phares ou les projecteurs une définition quelconque, sans se préoccuper de l’emploi pratique auquel elle est destinée. Or, en admettant qu’elle eût une base, à quoi pourrait servir une définition en fonction de l’éclairement à proximité immé-
- (‘) Théorie des projecteurs électriques, par A. Blondel Lahure).
- diate de l’appareil? Le faisceau d’un projecteur est, à faible distance, plus intense qu’il n’est nécessaire et généralement trop concentré, de sorte qu’on est obligé de l’épanouir à l’aide de la porte divergente.
- Je n’ai pas entendu dire non plus que les marins eussent l’habitude de s’approcher jusqu’au contact d’un phare pour le voir.
- Enfin, l’éclairement à faible distance présente encore moins d’intérêt, sans doute, pour les appareils de télégraphie optique, qui me paraissent destinés à être utilisés surtout à longue portée. Je ne vois pas très bien à quoi aurait pu servir, par exemple, la connaissance de l’éclairement à quelques mètres de l’appareil de télégraphie optique avec lequel on a établi le communication entre les îles Bourbon et Maurice, distantes de plus de 200 kilomètres.
- J’ajouterai, en ce qui concerne les projecteurs, qu’en multipliant l’intensité de la source lumineuse par le pouvoir multiplicateur, les constructeurs prétendent obtenir une valeur non pas de Y éclairement, comme on l’a cru, mais de la puissance lumineuse définie plus loin.
- On a démontré d’ailleurs que le chiffre de 190 millions de bougies indiqué pour cette puissance était parfaitement vraisemblable et pouvait être retrouvé par un calcul a priori.
- A tant de malentendus il n’est pas inopportun, je crois, d’opposer la doctrine admise par tous ceux qui emploient des projecteurs et que je résume ici d’après la brochure que j’ai citée plus haut :
- L’expérience et la théorie montrent qu’à partir d’une certaine distance relativement faible, l’intensité d’éclairement produite par un appareil varie en raison inverse du carré de la distance à la surface optique, et que le faisceau se comporte pratiquement comme un faisceau conique ayant son sommet sur cette surface.
- Tout appareil optique destiné aux usages que nous venons d’indiquer est donc défini en vue de ceux-ci par deux éléments simultanés :
- L’un qui déterminera la portée maxima à laquelle on peut l’employer utilement;
- L’autre qui déterminera l’ouverture et la composition du faisceau éclairant.
- Le premier, le seul qu’on ait critiqué, s’appelle \'intensité, ou mieux la puissance lumineuse.
- La puissance lumineuse d’un appareil est, par définition, l’intensité d’un feu nu qui, placé
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- au même point, produirait à grande distance un éclairement égal à celui qu’on mesure sur l’axe du faisceau.
- On dit aussi, sous une forme équivalente, que c’est la quantité constante à laquelle devient •égal, à partir d’une certaine distance, le produit de l’éclairement par le carré de la distance.
- Cette définition est correcte, parce qu’on ne l’applique jamais que dans les conditions où elle est applicable, c’est-à-dire à grande distance, précisément « entre un certain point et l’infini » pour en revenir à la phrase citée plus haut; on s’en sert en effet spécialement pour déterminer les portées lumineuses, qui atteignent plusieurs kilomètres , et même plusieurs dizaines de kilomètres. Toutes les mesures expérimentales qui ont été faites en France et à l’étranger sur les projecteurs ont été prises à des distances supérieures à la limite d’application de la loi du carré, et sont par conséquent en parfaite conformité avec la définition à laquelle elles s’appliquent; si l’on a eu à se préoccuper de la variation de l’éclairement à faible distance, cela a été uniquement en vue de savoir à quelle limite minimum il fallait se placer pour faire une bonne mesure de puissance et. de se rendre compte qu’en deçà de cette limite l’éclairement ne peut plus augmenter indéfiniment.
- On voit en résumé que dans l’évaluation des intensités lumineuses des projecteurs rien n’est laissé ni à l’arbitraire ni à la fantaisie, comme on a semblé le croire; il suffit de connaître la valeur des termes employés pour se rendre compte qu’ils ne prêtent le flanc à aucune critique et qu’il n’y avait pas réellement de discussion à soulever sur ce sujet, ni de réforme à proposer.
- F. Guilbert.
- R E MARQUES st; r
- LA MÉTHODE OSCILLOGRAPHIQUE
- La Lumière Électrique a reproduit dans son dernier numéro une intéressante étude de M. Nichols « Sur les Phénomènes de durée infinitésimale », dans laquelle l’auteur présente un historique des travaux exécutés dans cette
- voie depuis quinze ans. Cet historique, fait à un point de vue surtout américain (* *), semble attribuer à M. Moler la paternité d’un type d’instruments dits « oscillographiques » dont j’ai indiqué il y a près d’un an (2) les principes de construction et la théorie complète, tandis que M. Moler n’a jamais rien publié ni réalisé d’analogue (3).
- Gomme ces instruments paraissent susceptibles d’un certain avenir, non seulement dans les études de laboratoire, mais encore dans la pratique industrielle, je tiens à revendiquer une fois pour toutes la priorité à leur sujet, le mot « oscillographe » lui-même ayant été prononcé pour la première fois dans ma description. Dans cette communication j’avais rappelé brièvement les travaux faits antérieurement sur le même sujet et montré leur insuffisance : je vais refaire ici plus complètement cet historique et ajouter sur la méthode quelques détails nouveaux.
- Le premier instrument employé pour l’étude directe des oscillations électriques lentes est dû au regretté professeur Colley, qui l’a décrit en 1885 sous le nom d’oscillomètre (l). Le même appareil a été employé plus récemment sous une forme peu différente par le professeur Gray dans ses études sur les diélectriques (5).
- Cet instrument n’est en définitive qu’une sorte de galvanomètre Thomson, ayant pour champ directeur le champ terrestre. Il ne peut indiquer que la fréquence des oscillations mais non la forme des courbes périodiques.
- M. Colley a mentionné dans son mémoire de 1891 un appareil plus ingénieux encore, basé sur l’emploi d’une étincelle dans l’œuf électrique, mais qui ne paraît pas avoir donné de bons résultats pratiques.
- En 1888, M. Eric Gérard a indiqué l’emploi d’un galvanomètre Deprez d’Arsonval pour l’étude des courants alternatifs (e), et c’est à lui et non à M. Moler qu’appartient réellement
- (*) Voir les remarques de M. Guilbert, La Lumière Electrique, t. L, p. 488.
- (*) Comptes rendus, G mars et 10 avril 1893.
- (•’) Le voltmètre de M. Moler est un voltmètre à aiguille, qui a servi à l’étude des dynamos et non des courants alternatifs.
- (*) Wicdcmann's Ann. 26, p. 432, i885; ag, p. 1, 188G. — 1891 n" 9 p. 102.
- (*) Philosophical Magazine 1893.
- (") Bulletin de VAcadémie de Belgique, i888et Lumière Électrique, t. 3i, p. iG.
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
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- l’application de cet instrument comme voltmètre indicateur. Mais l’appareil qu’il a construit ne satisfaisait pas complètement aux conditions nécessaires pour reproduire une courbe de fréquence ordinaire. Il en est de même de l’appareil, fort ingénieux également, construit plus récemment sur des principes analogues par M. d’v\r-sonval (:) : les courbes obtenues sont visiblement inexactes par suite du défaut d’amortissement.
- L’emploi du téléphone préconisé par M. Frœh-lich en 1887, puis par Elihu Thomson en 1888, quoique très intéressant à bien des égards, constitue non pas un progrès, mais un pas en en arrière; car le téléphone est, par sa constitution même, le dernier des instruments qu’on devrait chercher à appliquer à la détermination des courbes périodiques. Il présente en effet des inconvénients graves sur lesquels j’ai appelé déjà l’attention (3) et qui sont :
- P Une vibration propre excessivement complexe;
- 20 Un amortissement insuffisant et d’un réglage très difficile;
- 3° Une self-induction propre et une hystérésis qui achèvent de déformer complètement toutes les courbes.
- Il est vraiment regrettable que les divers auteurs qui ont étudié cette question se soient fait une idée aussi peu nette des conditions à remplir pour réaliser un bon instrument de ce genre. Celles-ci, que j’ai indiquées d’abord dans une communication à la Société de Physique (3) et développée avectous les détails nécessairesdans une note plus récente sur la « Théorie générale des instruments enregistreurs et indicateurs» (4), sont au nombre de deux :
- i° La période d’oscillation propre doit être très courte par rapport à celle du phénomène observé;
- 20 L'amortissement de l'équipage mobile doit être réglé à la valeur qui donne Vapériodicilê critique. * (*)
- (') Bulletin de ta Société internationale des Electriciens, 1892, p. 253.
- '-) « Sur la détermination des courbes périodiques » IMinière Electrique 29 août 1891.
- b Société française de physique, avril 1892.
- (*) Comptes rendus, 10 avril 1893. — Cette théorie con-stitue.un complément, à ce point de vue spécial, du beau et si fécond travail de M. Cornu sur la synchronisation. J’ai reçu également de M. Potier d’utiles conseils sur ce sujet.
- La première n’exige nullement, comme on le croit trop souvent, que l’inertie soit très faible, mais bien que le rapport de l'inertie à la force directrice soit très petit, ce qui est absolument différent. Aussi n’est-il jamais nécessaire de recourir à des dispositifs compliqués pour réaliser un oscillographe; mais il est au contraire indispensable que l’équipage mobile soit soumis à une force directrice, ce qui n’a pas lieu dans l’appareil à mercure,
- La seconde condition dont j’ai donné, je crois, le premier l’énoncé et la démonstration théorique et expérimentale, est la plus difficile à réaliser. Elle a cependant une importance capitale, car il est absolument impossible d’obtenir directement des résultats, même approximatifs, avec un instrument non apériodique. Il eût été
- Fig. 1. — Courbe du courant alternatif relevée avec un oscillographe non amorti.
- étonnant que M. Nichols, opérant dans ces conditions, pût obtenir des courbes ayant quelque rapport avec le phénomène observé.
- Au contraire, les appareils dits oscillographes que j’ai décrits sous ce nom et dont un exemplaire d’essai a figuré à la dernière Exposition de la Société de Physique ont une période d’oscillation propre et un amortissement réglables et donnent des courbes presque parfaites. Ils pourront être employés soit comme voltmètre, soit comme ampèremètre. L’ampèremètre déjà réalisé a une très grande sensibilité et peut donner des déviations de plus de 10 centimètres; sa période est de —— de seconde. r 1000
- . Je reproduis ici deux des photographies que j’ai déjà publiées et qui représentent trois courbes obtenues l’une sans amortissement (fig. 1) et les autres avec amortissement critique (fig. 2 et 3). La dernière qui a été présentée au
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- Congrès des Electriciens à Chicago O, et dont l’original mesure 25 cm. sur 35 cm., représente la courbe de courant d’une machine Gramme à quatre lumières, quej’ai relevée au Laboratoire central d’électricité à l’aide d’un tambour photographique tournant.
- On voit que le même instrument peut, suivant qu’il est bien ou mal utilisé, fournir des résultats excellents ou défavorables. J’ai indiqué du reste les motifs pour lesquels je me suis arrêté à un dispositif de préférence aux autres.
- J’ajouterai ici qu’une méthode de correction très simple permet d’éliminer définitivement toute cause d’erreur résiduelle résultant de l’inertie de l’instrument et de la self-induction des bobines. En effet, l’équation différentielle.
- Fig. 2.— Intensité du courant dans un arc alterné sifflant.
- et le coefficient d’amortissement (rapport de l’amortissement à l’amortissement critique)
- A
- “ = Wkc’
- on peut écrire
- o„ = o 4-
- ' &\*d*0 \2n) dt*
- 4- 3 Ot
- /_© \ en
- \2 71 / dt '
- (5
- Dès que l’on a une courbe relevée par un instrument dont on connaît exactement la période ® et le coefficient d'amortissement a, on peut donc obtenir immédiatement la courbe rigoureusement exacte à l’aide d’une simple correction consistant à ajouter deux termes, faciles à déterminer par le calcul ou une construction sur la courbe non corrigée. Pour effectuer la correction très rapidement, je trace sur cette
- du mouvement angulaire de l’équipage mobile ayant pour inertie K, pour couple directeur G, et pour amortissement A, est
- KÏ>+a!f + C9==Cô“ (0
- 0O désignant l’élongation que l’instrument devrait prendre pour suivre fidèlement le phénomène observé. Elle peut être résolue par rapport à 0 sous la forme
- 0o — 0 +
- K d2 6 A dO G dt* + C dt •
- (2)
- En remarquant que la période d’oscillation propre est
- Fig. 3. — Courant d’un alternateur Gramme.
- courbe un grand nombre d’ordonnées équidistantes assez rapprochées pour qu’on puisse considérer, entre deux consécutives, l’accroissement de l’abscisse comme infiniment petit et confondre la tangente avec le petit arc de courbe lui-même. Soit A t l’équidistance des ordonnées mesurées à l’échelle des phases. Les , dO , (d 0\2
- valeurs —^-Af etl-j-l A2t représentent alors
- sensiblement en chaque point de division la différence première A 0 et la différence seconde A;jO des ordonnées et on peut écrire simplement
- 0„= 0 + 2 a —-r~ A 0 + * 2 7t A /
- (6)
- 0 = 2
- (3)
- D’où ce théorème : la courbe vraie se déduit de la courbe tracée par un enregistreur en ajoutant à chaque ordonnée la différence première multipliée par le double du coefficient
- C) La Lumière Électrique, t. XLIX, page 6o8.
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- d’amortissement et par le facteur-----—, plus la
- r 2 it A l r
- différence seconde multipliée par le carré du même facteur.
- Si la période d’oscillation propre est très courte, il suffira en général de prendre M = —;
- 2 TC
- il reste alors, quand on fait comme on le doit,
- a = 1,
- 0„ = 8+24O + 4!9. (7)
- La correction est donc d’une extrême simplicité, et les résultats ainsi obtenus valent ceux que donnent les meilleures méthodes strobos-copiques.
- Dans le cas où l’on emploie un oscillographe comme voltmètre, le dispositif à bobines fixes et barreau mobile présente une self-induction assez importante qui peut contribuer à déformer la courbe. Soit U la différence de potentiel aux bornes de l’instrument, R et L sa résistance et sa self-induction, i le courant qui le traverse, k son coefficient à l’état de repos (Rz = Æô0). L’équation connue,
- R* + L| = U> W
- donne immédiatement, en résolvant par rapport à U :
- L
- R rfTJ
- (9)
- On devra donc simplement faire subir à la courbe périodique une nouvelle correction analogue à la précédente et obtenue par des moyens semblables. Si on veut réunir les deux corrections en une seule, on remplacera l’équation (6) par la suivante :
- :6 + 20t(—+ |)-i-4 0 + Y 4,8.
- \2 7t R/ 4 t \2ir 4 D
- Avec cette méthode de correction, n’importe quel instrument pourrait être employé théoriquement. Mais en pratique, il faut que la correction soit aussi peu importante que possible,
- ce qui conduit à faire toujours 0 et T- petits.
- Quant à a il est nécessaire de le prendre toujours > 1, car il serait trop dirficile de faire
- la corrëction sur une courbe telle que celle de la figure 1.
- Conclusion. — La méthode oscillographique
- est beaucoup plus avancée que l’on ne pourrait le croire d’après la récente communication de M. Nichols; la théorie en est faite, et l’oscillographe fournit une solution simple et complète du problème ('). Le mode de correction que je viens de faire connaître donne à cette solution toute la rigueur désirable en éliminant définitivement l’influence propre de l’instrument.
- A. Blondel.
- CHRONIQUE ET REVUE
- DE LA PRESSE INDUSTRIELLE
- Système de télégraphie par induction de Reed (2).
- Dans l’exploitation des lignes télégraphiques la somme d’énergie nécessaire à la transmission des signaux importe peu comparativement à l’intérêt qu’il y a à assurer une grande vitesse-Aussi, s’il était possible de décupler la capacité commerciale d’un câble transatlantique par l’emploi d’un courant d’une puissance d’un millier de chevaux au lieu de se servir de celui d’une batterie de quelques couples, il serait plus économique de la part des compagnies d’y recourir. Pourtant la capacité statique d’un long câble dans les conditions actuelles enlève la possibilité de transmettre une grande quantité d’énergie et d’envoyer des signaux avec la vitesse désirable.
- Les électriciens les plus distingués ont essayé de vaincre la difficulté.
- Il y a environ vingt ans, M. Edison proposait de se dégager presque entièrement de la capacité statique en sectionnant les longues lignes en courts tronçons et en employant des bobines d’induction; mais ce système était limité à un code de points et d’intervalles et l'action d’une armature était inapplicable.
- La méthode récemment proposée par le pro-
- (*) J’ajouterai que M. Cornu a bien voulu confier récemment à M. Carpentier le soin d’exécuter un modèle définitif de cet appareil pour le laboratoire de l’École Polytechnique et qu’entre des mains aussi habiles « l’oscillographe » ne peut tarder à devenir un instrument aussi pratique et précis que le galvanomètre ordinaire.
- (s) Electrical Engineers, de New-York.
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- esseur S.-P. Thompson pour transmettre le courant sur une longue ligne en annulant successivement le retard statique est encore présente à l’esprit des lecteurs; mais si elle suggère une idée valable et si elle est théoriquement nouvelle et exacte elle semble soumise à plusieurs objections pratiques et mécaniques. D'autres inventeurs ont imaginé encore d’autres systèmes ingénieux pour venir à bout de la difficulté, mais aucun jusqu’ici n’a été confirmé par la pratique.
- M. C.-J. Reed, de Philadelphie, a étudié récemment une méthode dont le principe paraît nouveau et l’application pratique, suivant toute apparence. Dans son système, il emploie un véritable courant alternatif successivement induit dans des circuits métalliques absolument
- Fig-, i et 2.
- isolés l’un de l’autre; cela lui permet d’employer une force électromotrice élevée et de transmettre de grandes quantités d’énergie en réduisant pratiquement à zéro le retard statique. On peut aussi se servir d’instruments récepteurs quelconques pourvu qu’ils soient munis d’un moyen local de maintien des effets temporaires dus à une onde induite jusqu’à l’arrivée de l’onde inverse arrivant pour la détruire.
- Les figures 1 et 2 indiquent la forme du câble employé.
- Deux conducteurs isolés YV et W' sont placés côte à côte entre ces deux stations, le conducteur W est relié à chaque extrémité de la ligne aux bornes des transformateurs B et à l’enveloppe métallique extérieure C, tandis que le conducteur W' est relié directement aux deux extrémités à l’enveloppe métallique. Des conducteurs isolés W2 W2 établissent des liaisons de distance en distance; celle de la partie inférieure de la figure réunit directement le con-
- ducteur W à l’enveloppe métallique C, tandis que celles de la partie supérieure réunissent en des points intermédiaires le conducteur W' à l’enveloppe. La bande de fer I enroulée autour des conducteurs parallèles W et W' constitue un champ induit autour d’eux.
- Quand une onde est émise par le primaire du transformateur de gauche, par exemple, une onde secondaire ou induite se développe dans le conducteur W et le premier des conducteurs courts W2 en revenant par l’enveloppe extérieure G, induisant ainsi dans la première section du conducteur W' une onde qui à son tour induit dans la section suivante une onde correspondante; et ainsi de suite à travers toute la série jusqu’à ce que l’onde finale arrive au conducteur W relié au transformateur de droite B,
- X Y
- lequel induit à son tour l’onde utile qui actionne l’instrument récepteur.
- Dans une autre forme représentée (fig. 2), le conducteur continu est remplacé par une série de conducteurs courts W1 W1 dont les extrémités se relient, en se dépassant l’une l’autre alternativement, à l’enveloppeC, les parties parallèles ou induites des ciixuits étant entourées de fil de fer comme on le voit en A.
- La figure 3 représente deux stations télégraphiques X et Y reliées par un câble formé d’un conducteur interne L2 isolé d’une enveloppe conductrice L qui l’entoure; ces deux parties constituant les conducteurs d’aller et retour et comprenant dans leurs circuits aux stations opposées les enroulements secondaires de deux transrormateurs C C et les enroulements semblables d’un transformateur intermédiaire G'. Deux dynamos à courant continu sont indiquées en B et B'; K et K' sont les clés de transmission des signaux des stations reliées localement en
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- 177
- circuit avec les générateurs et les enroulements primaires des transformateurs CG, les rhéostats R h, R h' et les conducteurs W3W. Les instruments récepteurs S et S' sont reliés aux conducteurs W et W' par les transformateurs additionnels G et G. L’armature des leviers A ou A' peut être aimantée ou polarisée par les enroulements des circuits locaux W2W3 comprenant les rhéostats R h2 R h3, de façon que l’attraction du ressort / empêche l’armature d’être attirée dans les conditions normales de repos (fig. 4).
- Quand l’opérateur de la station X ferme la clé K, une onde induite se développe dans le circuit local W3 du transformateur G laquelle se divise en deux ondes secondaires, l’une sur la ligne L L2 allant à la station Y, l’autre vers le récepteur S. Son effet magnétique est d’accroître momentanément l’attraction sur l’armature A et de permettre au levier T de quitter sa position en surmontant la force antagoniste du
- Fig. 5
- ressort t. De la même manière l’onde envoyée vers la station éloignée en développe une autre dans le secondaire du transformateur C', laquelle agissant à son tour par les enroulements G, le circuit secondaire W' et les enroulements de S' font mouvoir l’armature A' vers sa position inférieure. Les deux armatures restent dans la position inférieure en raison de leur aimantation propre après l’impulsion de l'onde qui les y a fait mettre jusqu’à ce que l’ouverture de la clé K donne lieu à une onde de direction contraire qui les repousse. Ainsi des ondes induites simples permettent de transmettre les signaux du code Morse dont les éléments sont caractérisés par la longueur.
- La figure 5 représente un appareil pour le service des câbles télégraphiques ou des longues lignes terrestres; il se compose d’aine série de transformateurs C] C\ interposés le long du câble, la surface extérieure est métallique et constitue un retour commun pour les circuits primaires de tous les convertisseurs. Une ligne d’essai pour constater la continuité du câble est figurée en T'.
- On comprend que l’inventeur est à même d’isoler les récepteurs de la ligne principale par un espace d’air de plusieurs pouces et d’interposer une feuille métallique reliée à la terre de dimension telle que tout danger résultant de la foudre soit écarté. On peut aussi se servir du système pour la télégraphie entre trains en marche.
- Le système n’implique pas l’emploi du nouveau code ou le moindre changement dans l’usage actuel; il n’exige qu’une faible dépense pour remplacer le système Morse actuel, puisque les mêmes instruments servent avec une simple modification de l’armature. Une autre particularité est la possibilité de multiplier les messages en créant des ondes semblables sur plusieurs lignes rayonnant d’un même point. M. Reed prétend qu’avec son système plusieurs centaines de mots à la minute peuvent être transmis automatiquement de New-York et reçus simultanément dans les plus grandes capitales du monde.
- E. R.
- Tungstène par voie électrothermique, par M. Krieg (>).
- Ce procédé consisterait â pulvériser le minerai de tungstène et à en faire une pâte avec du charbon et du goudron. Placée dans un arc à charbons creux traversés par un courant de chlore, la pâte donnerait du chlorure de tungstène avec lequel on peut préparer l’acide tung-stique. Celui-ci mélangé avec du charbon donne du tungstène dans l’arc, si on opère dans une atmosphère de gàz inerte.
- A. R.
- L’électricité appliquée aux travaux publics.
- (Construction du port de Bilbao).
- Grâce à l’intelligente initiative de MM. L. Coi-seau, A. Couvreux fils et Félix Allard l’électricité a été l’objet d’une très intéressante application dans l’industrie des travaux publics. Déjà on en faisait largement usage pour l’éclairage des chantiers; mais elle n’avait pas encore fait ses preuves comme moyen de transport et de distribution de l’énergie dans l’art du constructeur appliqué sur une vaste échelle.
- La construction des jetées du port extérieur
- C) Scientific American.
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- LA LUMIÈRE ELECTRIQUE
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- de Bilbao a rourni aux entrepreneurs que nous venons de nommer l’occasion de faire cette importante application. Avant de présenter d’après les descriptions qu’ils nous en ont fournies les moyens mis en oeuvre, disons d’abord un mot des origines de l’entreprise.
- La ville de Bilbao, capitale des provinces basques, est située sur la côte de Biscaye, sur la rivière le Nervion, à 12,5 kilomètres de son embouchure dans une baie relativement étroite et profonde du golfe de Gascogne (') (fig. 1).
- D’après les renseignements recueillis par M. Evaristo de Churruca, ingénieur à qui l’on doit la conception des travaux à faire pour l’amélioration du port, on trouve que depuis 1878 le
- tonnage des navires ayant fréquenté ce port a augmenté de 520 0/0; il a atteint en 1891-92 un total de 4500000 tonnes.
- Depuis les temps les plus anciens, c’est la rivière qui tenait lieu de port, jusqu’en 1878 elle serpentait dans un lit irrégulier présentant des coudes brusques et des seuils qui en rendaient la navigation impossible aux navires calant plus de 3 mètres à 3,5o m.; l’embouchure, protégée par des quais, l’un devant Portugalete et l’autre devant Las Arenas, espacés d’environ 160 mètres, était obstruée par une barre sur laquelle il n’y avait guère que 1 mètre d’eau aux plus basses mers.
- Après un examen approfondi et la comparai-
- IM.AN CÉNER/U
- DU PORT EXTERIEUR ET DE LA RIVIERE ©E B l LB AO (E spag ne 1
- Monsieur EVARIS70DCCHURRUCA l'gtMurcncfcef.Oirtacur dt»Tr— m
- \ \ \\>
- [BILBAO
- Fig. 1. —Plan du port de Bilbao et profil du brise-lames.
- son de cartes de diverses époques, même très anciennes, M. de Churruca était arrivé à cette conclusion : que les dépôts étaient peu importants, qu’ils résultaient de l’érosion des falaises de la rive droite de la baie et qu’il était possible de lutter contre leur envahissement.
- En conséquence, la construction du môle de Portugalete fut décidée; il a 800 mètres de longueur, et s’avance jusqu’aux fonds de 6,5o m. au-delà de la plus extrême limite atteinte par le talus extérieur de la barre.
- Les travaux ont été terminés en 1890; la ri- (*)
- (*) Les figures sont reproduites d’après les gravures que MM. Coiseau, Couvreux et Allard ont bien voulu mettre à notre disposition.
- vière a été régularisée et endiguée, différentes coupures ont été pratiquées pour permettre aux navires de naviguer plus facilement, les seuils ont été dragués, en un mot tous lés travaux prévus en 1878 ont été exécutés.
- Les résultats sont on ne peut plus satisfaisants ; le chenal a régulièrement plus de 5 mètres de profondeur et les navires calant 6 mètres à 6,70 m. peuvent entrera pleine mer.
- Malgré les magnifiques résultats obtenus par tes travaux dont nous venons de parler, l’entrée de la rivière restait toujours difficile par les forts vents de nord-ouest, et impossible par les tempêtes; les navires étaient alors dans l’obligation d’aller se réfugier dans d’autres ports.
- En vue d’appqrter remède à cette situation, et
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 179
- aussi pour assurer l’avenir, la Junta du Port décida la construction d’un port en eau profonde dans la baie, capable de recevoir les plus grands navires transatlantiques, de leur donner accostage à des quais de plus de 8 mètres de tirant d’eau, et de donner en même temps abri aux plus grandes flottes de guerre de l’Espagne.
- Comme, on peut le voir figure 1, la baie va en s’évasant de l’embouchure du Nervion vers la mer, et se prête admirablement à la construction du port en eau profonde.
- Le port sera limité et abrité vers le large par
- deux brise-lames, l’un de 1450 mètres de longueur, partant de la rive gauche de la baie; l’autre, partant de la rive opposée, aura une longueur de 1072 mètres et complétera l’abri.
- La superficie du port sera d'environ 287 hectares, dont 200 avec des fonds variant de 5 à i5 mètres au-dessous des plus basses mers.
- Le profil adopté pour la construction des brise-lames est celui représenté en cartouche sur la figure 1.
- La base est formée d’une couche d’enrochements naturels respectivement de 20, 400 et
- Fig. 2. — Vue du chantier central.
- 2000 kilos; et d’une couche de blocs artificiels de 3c et de 5o mètres cubes, pesant respectivement au-delà de 60 et 100 tonnes.
- Au-dessus de cette fondation, s’élève, sur une couche d’arasement en béton, la superstructure du brise-lames. Les parements sont formés de blocs en béton de 10 tonnes fabriqués à l’avance à terre.
- La construction du brise-lames ouest a été' confiée à MM. Coiseau, Couvreux et Allard à la fin de l’année 1888; nous allons décrire les moyens d’exécution auxquels ces habiles entrepreneurs ont eu recours.
- Les enrochements naturels devant provenir
- des carrières d’Axpe, les seules de la région fournissant de la pierre de bonne qualité, et la darse d’Axpe se prêtant à l’embarquement, l’installation du chantier central était tout indiquée à proximité de celle-ci (fig. 2).
- La charge des enrochements se fait à l’aide de S grues à vapeur automotrices d’une puissance de 3 tonnes; les enrochements sontconduits sur l’estacade de chargement que l’on voit sur la figure et sont ensuite chargés dans des bateaux à clapets.
- En arrière de la darse d’Axpe a été établi l’atelier central de réparation, en même temps que le parc aux blocs artificiels de béton. Comme
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- LA L UM1ÊRE ÉLEC TRI Q UE
- conséquence de la décision prise à la fin de l’année 1888, de manutentionner les blocs artificiels à l’aide d'appareils mus par l’électricité, les générateurs à vapeur qui devaient servir à alimenter la machine de cet atelier,un marteau-pilon, une pompe et les trois grues de l’estacade, et fournir environ 800 à 1000 kilos de vapeur à l’heure, furent construits de façon à pouvoir en fournir de l5oo à 1600 kilos, de manière que la machine à vapeur devant actionner la dynamo génératrice puisse s’alimenter a ces générateurs.
- Les entrepreneurs ont donc étudié et fait construire les appareils électriques de manutention des blocs, qu’ils ont dénommés : Bardeur, Truck et Transbordeur, et dont nous donnons plus loin la description.
- Les blocs confectionnés sur le parc sont placés régulièrement et disposés par files représentant environ 18000 mètres cubes (fig. 2). Entre les rangées de blocs, et perpendiculairement à une fosse à chariot creusée parallèlement à la darse, sont placées des files de rails destinées à supporter le bardeur qui enlèvera les blocs. Ces rails sont posés sur des traverses pour ainsi dire jointives, qui, elles-mêmes, reposent sur un massif en pierres sèches, recouvert par le remblai.
- Toutes ces. précautions ont été prises pour empêcher les tassements, au passage du bardeur portant un bloc; malgré cela, lors des premières opérations, des tassements se sont encore produits et ont donné lieu à des observations intéressantes, relativement à l’emploi de l’électricité.
- Après séchage des blocs, il faut les enlever et les charger en bateau, pour aller les couler âu brise-lames. C’est dans la marche des trois appareils qui font ce service qu’intervient l’électricité.
- La dynamo génératrice est installée à côté de l’atelier de réparation; elle est mue par une machine à vapeur compound, type pilon, pouvant fournir de 5o à 60 chevaux, qui l’actionne directement. A 3oo tours par minute, le voltage de la génératrice est de 220 volts. Cette dynamo est multipolaire, à enroulement compound et induit en ahheau.
- Les fils en partant des bornes de la machine viennent à Un tableau comportant un voltmètre, un ampèremètre et un commutateur. De ce ta-
- bleau part le fil principal sur lequel sont branchés les circuits de dérivation vers le bardeur et le transbordeur; le chariot-truck prend son énergie sur le circuit principal, lequel est bouclé.
- Tous les fils sont en cuivre nu, et sont portés par des isolateurs, fixés, suivant les circonstances, soit sur des poteaux, soit sur les murs, comme c’est le cas pour le circuit du truck.
- Bardeur électrique. — Le bardeur est en fer ; il ne diffère, comme construction, des appareils qui ont été construits jusqu’à ce jour que par sa
- 100 t
- Fig. 3. — Bardeur électrique.
- simplicité et par la nature de l’énergie employée.
- Il se compose de deux forts chevalets; reposant par l’intermédiaire de quatre axes de balanciers sur huit roues de o,85 m. de diamètre, fixées deux par deux à ces balanciers. Ces chevalets, écartés de 5,70 m. d’axe en axe, sont reliés à leur partie supérieure par deux grandes poutres fortement entretoisées. Ces poutres supportent deux presses hydrauliques, aux tiges des pistons desquelles sont attachés les crochets de suspension.
- Sur le plancher recouvrant ces poutres, et dans la petite construction en tôle et verre que l’on voit sur les figures 3 et 4, sont placés la
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- pompe, les engrenages de translation et la dynamo réceptrice qui fait fonctionner l’appareil.
- Cette dynamo est bipolaire, du type Gramme. Elle reçoit son courant par l’intermédiaire de deux fils isolés, portés par deux grandes perches en bambou, à l’extrémité desquelles il y a des galets en bronze qui frottent sur le circuit de dérivation; un contre-poids, placé à l’extrémité inférieure de ce bambou, maintient un galet continuellement en contact avec le fil ; c’est le système adopté en Amérique pour les tramways.
- Le courant arrive à un commutateur à rhéostat, de là il se rend aux bornes de la dynamo. Celle-ci fait, sous 220 volts, 63o tours par minute, tandis que l’arbre commandant les pistons des pompes envoyant l’eau dans les presses n’en fait que 3o; celui de la translation n’en fait que 20. La réduction de vitesse s’opère par une vis sans fin, placée dans le prolongement de l’arbre de la dynamo, engrenant avec deux roues Bourdon à galets tronconiques, mobiles autour d’axes placés normalement aux joues des plateaux; un ressort permet un certain déplacement dans la position relative de ces plateaux.
- Sur le collecteur de la dynamo frottent alternativement deux paires de balais, l’une pour la marche en avant, l’autre pour la marche en arrière.
- Voici comment on opère :
- Le bardeur étant sur les rails, placé au-dessus du bloc à enlever et à transporter, le conducteur ouvre le robinet des presses hydrauliques pour faire descendre les crochets; aussitôt à hauteur des étriers, il le fait avancer et les crochets sont embecquetés; il met alors les pompes en mouvement, en faisant passer la manette du rhéostat de la position de circuit ouvert à circuit fermé. La dynamo se met régulièrement en mouvement, les pompes aspirent l’eau d’une bâche placée sur le plancher et la refoulent sur les pistons des presses; le bloc est soulevé de 20 à 3o centimètres; le conducteur arrête les pompes, en ramenant la manette du commutateur à circuit ouvert, il embraye le' mouvement de la translation, qui se fait par l’intermédiaire d’un arbre, sur lequel sont placés deux pignons portant des chaînes de Galle, lesquelles viennent s’enrouler chacune sur une roue placée de chaque côté du bardeur, et calée sur le même axe que la roue porteuse.
- Le conducteur ferme ensuite le circuit; le bardeur se met alors en marche vers la fosse à chariot; les rails du truck étant dans le prolongement de ceux du parc, le bardeur roule dessus ( fi g. 4); arrivé en place, le conducteur ouvre le robinet des presses, l’eau retourne à la bâche et le bloc descend sur le truck.
- Il fait ensuite machine en arrière, en ayant bien soin, avant de changer les balais, d’ouvrir le circuit; il retourne alors prendre un nouveau bloc pour recommencer le même travail.
- Nous avons dit que lors de la première opération de manutention des blocs, il s’était fait des tassements assez grands dans la voie, malgré les précautions prises.
- Ces tassements eurent pour conséquence d’exiger l’emploi d’une force motrice beaucoup plus considérable que celle prévue pour la marche normale, pour franchir les rampes formées par ces tassements.
- En travail normal, la puissance nécessaire pour le transport d’un bloc de 100 tonnes est de 12 chevaux; la réceptrice est de la puissance de i5 chevaux; pour sortir des trous formés par les tassements, il a fallu jusqu’à 40 chevaux, pendant un laps de temps très court il est vrai ; la réceptrice les a parfaitement transmis, les organes intermédiaires étant assez résistants pour répondre à ce travail.
- Cet exemple montre quelle élasticité possède la machine électrique, car, avec une machine à vapeur de i5 chevaux, on aurait pu arriver à 20, en forçant la pression de la chaudière, mais lui faire donner 40 chevaux eût été tout à fait impossible.
- Truck électrique (fig. 4). — Nous avons laissé le block sur le truck, qui circule dans une fosse à chariot. 11 se compose d’une plateforme ayant 6 mètres de longueur sur 4,60 m. de largeur, reposant par l’intermédiaire de 8 longerons de o,35 m. de hauteur sur 4 essieux placés deux par deux dans la même ligne, à chaque extrémité du truck.
- Sur chacun des essieux sont calées deux roues de 0,60 m. de diamètre; par suite, la voie sur laquelle roule ce truck est à 4 files de rails placés sur des traverses d’une seule longueur; ces rails sont, comme ceux du bardeur, du poids de 5q kilos par mètre.
- Les 8 longerons sont réunis à leurs extrémités par des traverses, sur lesquelles sont fixés les
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- rails, qui servent de chemin de roulement au bardeur, ils sont pour cela à tous les instants au même niveau que ceux du parc.
- La translation se fait à l’aide d’une dynamo réceptrice, entièrement semblable à celle du bardeur, ayant même puissance, mêmes organes de réduction de vitesse; l’arbre, sur lequel sont calés les plateaux à galets Bourdon porte à ses extrémités deux pignons qui attaquent deux roues dentées placées chacune sur les essieux d’une des extrémités.
- La dynamo tourne à 600 tours par minute, les
- Fig-. 4. — Bardeur sur truck électrique.
- essieux à 5,7 tours; la réduction de vitesse est donc de io5 : 1.
- La prise de courant se fait par deux galets en bronze, placés sur le côté et soulevant les fils, le courant arrive aux bornes d’un commutateur à rhéostat placé sur l’avant du truck et dont la manette est à hauteur convenable pour la manœuvre. Le changement de marche se fait delà même façon et avec les mêmes précautions qu’au bardeur.
- Le bloc mis en mouvement vient se placer au-dessous de l’appareil transbordeur; il est enlevé par ce dernier, et le truck retourne en reprendre un nouveau.
- (A suivre.)
- Oscillateur électrique Tesla (')
- Dans la conférence faite au Congrès d’électricité de Chicago, M. Nikola Tesla, appelle pour la première fois l’attention sur la méthode et les moyens qu’il avait imaginés pour la production de courants alternatifs à période constante à l’aide d’un moteur oscillant ne comportant pas de pièces rotatives et mettant directement en mouvement la bobine génératrice dans le champ magnétique (2). .
- La raison principale pour laquelle aucune machine n’a pu jusqu’ici produire des résultats de ce genre réside dans l’habitude de relier avec des pièces à mouvement rectiligne de lourds volants ou d’autres pièces à grand moment d’inertie; et dans les quelques cas où l’on a utilisé directement le mouvement de va-et-vient, on n’a pas prêté suffisamment d’attention aux conditions essentielles nécessaires pour atteindre le but que M. Tesla avait en vue.
- Les conditions à observer reposent sur les considérations suivantes. Lorsqu’un conducteur se mouvant dans un champ magnétique est traversé par un courant, la réaction électromagnétique qu’il exerce sur le champ peut s’opposer à l’oscillation mécanique au point d’en détruire l’isochronisme. C’est ce qui peut arriver, par exemple, lorsque la réaction électromagnétique est très grande par rapport à la puissance de la machine, et qu’il y a retard du courant, de sorte que la réaction électromagnétique peut avoir un effet analogue à une variation de la tension d un ressort. Mais si le circuit du générateur est réglé de façon que la phase de la force électromotrice coïncide avec celle du courant, c’est-à-dire, si le courant n’est pas décalé, le générateur actionné parla machine n’agit que comme une résistance et ne modifie pas, en général, la période de la vibration mécanique, quoiqu’il puisse en changer l’amplitude. Cette condition est facile à obtenir en proportionnant convenablement la self-induction et la capacité du circuit du générateur.
- M. Tesla a, en outre, observé ce fait qu’il est avantageux que la période de la machine soit la même que la période naturelle d’oscillation électrique du générateur; la possibilité de per-
- (’) Communique par l’Electrical Engineer, de New-York.
- ( ’i Lu Lumière Électrique du 16 décembre 1893, p. 53a.
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- turber la période des vibrations mécaniques est alors réduite à un minimum, parce que ce cas correspond aux meilleures conditions pour la résonance électrique.
- M. Tesla a trouvé que dans ces circonstances, même si les conditions théoriques nécessaires pour maintenir constante la période d’oscillation de la machine elle-même ne sont pas observées, l’ensemble de la machine avec le générateur électrique vibre à période constante. Par exemple, au lieu d’employer dans la machine un cylindre et un piston indépendants agissant
- Fig. i. — Oscillateur Tesla.
- comme un ressort à air de rigidité constante, on peut ménager aux extrémités du cylindre principal des chambres à air formant matelas sur lesquels frappe le piston à bout dé course. Quoique la rigidité de ces ressorts à air puisse être considérablement affectée par les variations de pression à l’intérieur du cylindre, on obtient quand même, en combinant la machine avec un génératéur électrique dont la péi iode propre est à peu près celle de la machine, une vibration constante malgré de grandes variations de la pression : cette constance est assurée par l’action régulatrice du système électromagnétique L’action du système électromagnétique peut
- être assez puissante pour déterminer la période de vibration mécanique; c’est ce qui se présente lorsque la puissance de la machine suffit à entretenir la vibration une fois amorcée, mais ne peut en modifier la vitesse.
- Dans notre numéro du 16 décembre dernier, nous avons donné les détails de construction de l’oscillateur Tesla, et un brevet qui vient d’être délivré à l’auteur nous met à même de compléter cette description par celles d’autres modèles employés par l’inventeur.
- La figure i représente un oscillateur remplissant les conditions que nous venons d’exposer. A est le cylindre principal, dans lequel se meut le piston B. Deux tuyaux d’admission GG aboutissent au milieu des parois du cylindre. Les conduits d’échappement DD pratiqués dans les parois du cylindre portent de chaque côté des lumières d’admission. Le piston B est muni de deux rainures circonférentielles E F qui communiquent par les ouvertures G G avec les deux chambres du cylindre au-dessous et au-dessus du piston.
- La construction particulière du cylindre, du piston et des lumières est susceptible de modifications, mais il est désirable que toutes les lumières, et plus spécialement celles d’échappement, soient beaucoup plus grandes que d’ordinaire, de façon que la vapeur ou l’air comprimé n’exerce aucune action retardatrice sur le piston.
- La tige H du piston passe par . des stuffing-boxes du cylindre, et se prolonge à travers les boîtes V à l’intérieur d’un cylindre I monté en ligne avec le premier et contenant un disque ou plongeur J que porte la tige H. Le cylindre I est uni et complètement fermé.
- Ce cylindre I est entouré d’une double enve* loppe K étanche. Le tuyau d’alimentation principal L conduit dans cette chambre d’où partent les deux tuyaux d’admission G C qui reçoivent aussi des godets M M l’huile nécessaire à Ja lubrifaction du piston.
- La chambre ou double enveloppe Iv est réunie par un manchon N au cylindre A. Une petite chambre O est ainsi formée, qui porte des ventilateurs P P et des tuyaux Q Q donnant écoulement à l’huile qui se rassemble dans cette chambre.
- Dans la position qu’occupent les parties mobiles sur la figure i, c’est-à-dire avec le piston au milieu de sa course, le plongeur J est au
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- centre du cylindre I et l’air est des deux côtés de ce plongeur à la pression de l’atmosphère. Si l’on fait arriver la vapeur ou l’air comprimé par les tuyaux GG, en donnant au piston une première impulsion, celui-ci se met à osciller d’une façon continue.
- Les mouvements du piston compriment et dilatent alternativement l’air dans le cylindre I, qui agit comme un ressort. Les compressions dans le cylindre I et la perte d’énergie qui résulte principalement de l’élasticité imparfaite de l’air donnent lieu à une forte production de chaleur. Cette chaleur est utilisée pour réchauffer la vapeur ou l’air comprimé circulant dans la double enveloppe.
- Dans une machine de ce genre, à chaque pression correspond une longueur de course déterminée qui augmente et diminue avec la pression. Dans la construction de l’appareil on donne, à cet effet, au cylindre à air I des proportions convenablement déterminées.
- Mais la période d’oscillation du piston est principalement déterminée par la rigidité du ressort à air et par l’inertie du système mobile, et en proportionnant ces facteurs convenablement on peut établir une période quelconque, Ges conditions sont toutes faciles à obtenir, et une machine construite comme il vient d’être dit maintient une période parfaitement uniforme entre de grandes limites de pression.
- A la tige H du piston est fixée une bobine D' qui oscille dans le champ magnétique produit par deux aimants B' B', soit permanents soit excités par les bobines C'C' reliées à une source de courant continu E'. Le mouvement de la bobine D' produit des courants alternatifs de période constante.
- Dans le cas que nous venons de considérer on admet comme condition nécessaire que l’inertie des parties mobiles du générateur et la réaction électromagnétique qu’il exerce ne puissent troubler l’action de la machine.
- La figure 2 est un exemple d’une disposition dans laquelle la machine n’est pas par elle-même capable de déterminer entièrement la période d’oscillation, mais dans laquelle le générateur contribue à produire cet effet.
- La machine diffère peu de celle représentée parla figure 1. Mais le ressort à air constitué par un cylindre spécial est supprimé, et l’office qu’il remplissait est maintenant accompli par
- les chambres à air aux extrémités du cylindre A.
- Comme la pression dans ces chambres est susceptible de varier sous l’influence de la vapeur qui y séjourne, ces variations peuvent affecter la période d’oscillation, etles conditions ne sont pas aussi stables et sûres que dans le cas de la première machine. Mais si l’on fait concorder approximativement la période de vibration du système électrique avec la période moyenne de la machine, on maintient la période de l’ensemble constante.
- Le générateur électrique est formé d’une car-
- Fig. 2. — Oscillateur Tesla.
- casse magnétique F' à l’intérieur dé laquelle vibre un noyau feuilleté G' fixé à la tige du piston. Ce noyau est embrassé par deux bobines excitatrices C' C', et par une ou plusieurs bobines induites D'D'. Les bobines G' G' sont reliées à un générateur de courant continu E', et produisent des pôles conséquents dans le noyau G'. Tout mouvement de ce dernier déplace donc les lignes de force et induit des courants en D’ D'.
- Dans le circuit des bobines D1 D' se trouve un condensateur H' qui a pour but de neutraliser la self-induction de ce circuit et de déterminer sa période naturelle de vibration.
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- Ici, c’est le circuit électrique dont la période détermine celle de la machine motrice.
- A. H.
- REVUE DES TRAVAUX
- RÉCENTS EN ÉLECTRICITÉ
- Note sur une méthode simple pour la détermination de la conductibilité des liquides diélectriques, par K.-R. Koch (').
- De nombreux travaux ont été faits récemment sur la co-existence du pouvoir diélectrique et de la conductibilité électrolytique. Au cours de recherches, dans lesquelles il était nécessaire de pouvoir déterminer rapidement au point de vue qualitatif des pouvoirs isolants, l’auteur a eu recours à la méthode suivante.
- Si l’on admet que la conductibilité est, dans les liquides diélectriques, de nature électrolytique, on doit pouvoir observer une polarisation galvanique à deux électrodes plongées dans ces liquides et reliées à une pile. On ne peut naturellement mesurer cette polarisatiqn à l’aide du galvanomètre ou de l’électromètre. Mais on peut se servir d’un électromètre capillaire dans lequel l’électrolyte est remplacé par le liquides à examiner, pour démontrer la présence ou l’absence d’une polarisation et par suite de la conductibilité électrolytique.
- L’électromètre capillaire de Lippmann n’a pas pu servir; cet instrument est plus sensible sous la forme que lui a donnée Dewar (2). Cet électromètre consiste comme on sait en un tube horizontal d’environ i millimètre de diamètre intérieur, communiquant par ses deux extrémités avec des réservoirs à mercure et rempli de mercure jusqu’au niveau du tube de communication; la colonne de mercure dans le tube est interrompue par une goutte d’acide sulfurique dilué, lorsque l’instrument doit servir à la mesure des forces électromotrices; dans le cas actuel, l’acide est remplacé par une goutte du liquide à étudier.
- Si l’on relie les deux réservoirs de l’électro-mètre avec les pôles d’une pile, on observe un
- (') Wied. Antit. L, p. 482, 1893.
- (2) Nature, i5, p 210, 1877.
- déplacement de la goutte dans un sens ou dans l’autre, selon le sens du courant, dans le cas où la substance conduit électrolytiquement et polarise les deux surfaces de mercure. Pour les liquides mauvais conducteurs dont il s’agit ici, la goutte ne doit pas dépasser une longueur d’un demi-millimètre.
- Etudiés par ce procédé, tous les liquides diélectriques employés ont donné lieu à une polarisation et le mouvement de la goutte s’est toujours produit dans le sens d'une augmentation de la tension superficielle à la cathode. Mais il est vraisemblable que l’existence de cette conductibilité, dans la benzine par exemple, est due à des impuretés, ce que semblent indiquer les observations suivantes.
- Si on laisse agir le courant pendant un certain temps, la mobilité de la goutte diminue beaucoup. Il suffit également d’abandonner l’appareil à lui-même pendant quelques jours, pour faire décroître considérablement la conductibilité du liquide diélectrique.
- Si cette façon d’envisager les résultats des expériences est exacte, on doit pouvoir amoindrir la polarisation et la conductibilité en purifiant soigneusement la substance.
- Dans ses expériences, l’auteur a employé du benzol, préparé spécialement par M. Hæusser-mann. Ce liquide, de même que le produit commercial, a manifesté dans l’électromètre une forte polarisation, malgré les précautions prises en nettoyant l’électromètre et malgré l’emploi de mercure plusieurs fois distillé. C’est seulement après avoir introduit le mercure chaud à 1200 dans l’appareil également chauffé que le benzol pur et sec n’a pas donné lieu à une polarisation, même sous l’influence de grandes forces électromotrices.
- Le benzol très pur semble donc être un isolant parfait; la conductibilité observée provient des impuretés, particulièrement de l’humidité, qui peuvent se trouver à la surface du mercure.
- Les méthodes de mesure de la constante diélectrique qui sont affectées par la conductibilité éventuelle des liquides doivent donc conduire à des résultats inexacts, puisque dans les dispositions ordinairement employées comportant des masses et des surfaces relativement grandes, il est difficile d’éliminer complètement les impuretés et l’humidité.
- La méthode indiquée par l’auteur est aussi
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- sensible, peut-être même plus, que la méthode de mesure au galvanomètre astatique très sensible de Thomson. A. H.
- Recherches sur les ondes électriques stationnaires, par M. E. Salvioni.
- La méthode employée par l’auteur est celle bien connue de Lecher, avec une légère modification introduite déjà dans une étude précédente O). La disposition est représentée sur la figure i ; chacun des fils disposés parallèlement est coupé en G et les extrémités sont réunies à deux plaques métalliques i ,2 ou 3,4.
- La longueur d’onde des oscillations stationnaires produites est mesurée par la méthode du pont. Ce procédé ne peut être employé que pour les ondes jusqu’au quatrième ou cinquième ordre.
- Pour les ondes d’ordre supérieur, qui sont probablement en nombre infini, les recherches sont excessivement délicates, mais il doit être possible, d’après l’auteur, de déterminer a priori la longueur d’onde de chaque ordre, étant données les conditions géométriques d’un système de Lecher.
- Ce problème n’a pas encore été résolu et l’on peut même dire qu’à part quelques exceptions des physiciens l’ont laissé complètement de côté à cause de l’impossibilité d’effectuer le calcul, même d’une façon approchée.
- Après quelques considérations sur les précédents travaux de Rubens, H. Ebert et Wiede-mann, Colin et Heerwagen, l’auteur cherche à résoudre le problème de la manière suivante :
- Désignons par x la longueur de chacun des fils primaires entre le micromètre et les plaques i et 3, L celle des fils secondaires entre 2 et 4 et les armatures du condensateur terminal C', b la distance des deux fils parallèles, a le rayon des fils, C la capacité de chacun des condensateurs 1-2, 3-4 et enfin C' celle du condensateur terminal.
- Supposons le circuit d’ordre n et soient A] Bj..., A,t B/t les 11 nœuds, appelons z la longueur comprise entre les armatures des condensateurs primaires et le premier nœud et z' celle entre le dernier nœud et les armatures du condensateur terminal. Si les nœuds sont équidistants les circuits Aj A2, B3 1^..... A„_i A„,
- (•) Rendiconti dcll’ Acc. dci Lincei, 3 et 20 avril 1892.
- B„ B„_! ont même durée et la distance commune de deux nœuds consécutifs donne la demi-longueur d’onde.
- MM. Cohn et Heerwagen ont déduit, en partant de la théorie de Maxwell, que la longueur d’onde 1 correspondant au circuit A„ c’ B„ satisfait à la relation
- L’auteur a montré de même que la longueur d’onde propre au circuit A CA, B, C A satisfait à
- tang ____ = ——b (. - tan g8 — -i)
- SnClog - - '
- b a
- équation vérifiée expérimentalement pour le cas d’un système d’onde du premier ordre, c’est-à-dire correspondant à un seul nœud.
- La généralisation au cas d’un système d’onde plus élevé se fait naturellement en admettant que le premier circuit du système d’ordre n vibre à l’émission avec les n circuits suivants et le circuit terminal. La longueur d’onde X de chaque système satisfait donc aux équations précédentes et la suivante :
- Ce système de 3 équations à trois inconnues X zz' résout le problème. Eliminons 2 entre la seconde et la troisième, il vient
- . |L+.v n s'i
- b I >- 2 >J _ >.
- „ rLf.ï n z’~\ h ‘
- 1 — tang8ir - — y] 8* *Clog-
- Dans la première équation, à chaque valeur de X correspond une infinité de valeurs pour z1 Il,
- dont une seule est comprise entre o et-. C’est
- 2
- cette valeur qui nous intéresse ici, si l’on suppose que A,, est le nœud le plus voisin du condensateur terminal; la valeur correspondante
- de- est celle qui esta porter dans l’équation (1).
- Il est à remarquer également que le premier membre de cette équation conserve la même valeur pour n = 0,2,4... et pour n = i,3,5... pour les premières la solution obtenue pour X sera dite paire, et impaire pour les secondes.
- L’auteur s est proposé de vérifier cette formule à 1 aide du dispositif Lecher, en faisant
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- varier L, x, G, les autres constantes G' a b, ayant peu d’importance.
- Il distingue deux cas dans ses essais, celui où la longueur x est petite par rapport à la distance de deux nœuds consécutifs et celui ou elle est assez grande vis-à-vis de cette demi-longueur d’onde. Dans les deux cas les nombres obtenus expérimentalement pour X sont très peu différents de ceux calculés par la formule.
- M. Salvioni donne ensuite quelques détails sur la façon dont ont été faites ses expériences.
- Les fils parallèles de cuivre sont fortement tendus et soutenus horizontalement par des fils de soie placés à des distances d’environ trois mètres et rigoureusement égales entre elles de façon à éviter les réflexions partielles.
- Les armatures des condensateurs G sont formées par des disques de cuivre d’environ 20 centimètres de diamètre et supportées par des pièces de bois. Les deux pièces qui soutiennent les deux armatures d’un même condensateur
- Fig. 1
- sont isolées l’une de l’autre par une plaque d’ébonite; au centre des disques sont soudées les fils horizontaux.
- Une bobine Carpentier, grand modèle à interrupteur de Foucault et une autre bobine de dimensions beaucoup plus petite ont servi successivement à l’auteur.
- Il a ainsi constaté que la position des nœuds déterminée avec un seul pont mobile ne coïncidait pas exactement avec celle déterminée avec un pont mobile et un pont.fixe,et les différences ne sont nullement négligeables.
- En second lieu, les nœuds d’un même système ne sont pas rigoureusement équidistants, et la distance va en augmentant vers les armatures primaires.
- Ce second fait a déjà été observé par M. Bir-keland, et confirmé par Wiedermann et Ebert, qui attribuent ce fait à ce que le circuit primaire vibre soit comme un circuit ouvert, soit comme un circuit fermé sur l’étincelle. L’auteur serait plutôt porté à chercher la raison de ce fait, comme celle du précédent, dans la méthode
- même de recherche, c’est-à-dire dans l’emploi du pont.
- Supposons, en effet (fig. 2), les nœuds a, b, c placés à égale distance et supposons qu’on place un point sur e e'. La durée d’oscillation des deux circuits ainsi obtenus augmente, mais pas dans le même rapport; ici l’augmentation est plus grande dans le circuit de droite. La résonance n’a plus lieu, et pour la rétabliril faut déplacer le pont vers la droite.
- Si maintenant on prend à la fois un pont mobile et un fixe, il faut remarquer que lorsque celui-ci est placé sur les deux nœuds ee', tous les nœuds se déplacent réellement, plus ou moins, pour se rapprocher de ee', et par suite si l’on place un pont mobile, on doit trouver des déplacements dans ce sens plus grands qu’en l’absence de pont fixe.
- Avant de passer aux résultats numériques obtenus et que nous ne reproduirons pas, l’auteur donne quelques détails sur la façon dont il
- . LlcLi_ b c d. « /il
- i : ; ——ne
- ! !c! b c' <i‘ e f 9' I
- L
- Fig. 2
- a calculé les valeurs de X. Il avait tout d’abord
- négligé la caüacité c', ce qui conduit à— =
- X 4
- mais il s’aperçut dès le premier essai que cette quantité n’était pas négligeable vis-à-vis de la longueur d’onde..
- Les conclusions de M. Salvioni sont en dehors des déplacements des. nœuds par l’emploi d’un pont mobile ou d’un système de deux ponts, un mobile et un fixe.
- En partant de la formule de Cohn et Heerwa-gen et d’une formule de l’auteur, il est possible de déterminer théoriquement, a priori, les longueurs d’ondes de tous les systèmes possibles d’ondes stationnaires, dans une disposition de Lecher connaissant uniquement les conditions géométriques qui le déterminent, c’est-à-dire les dimensions des fils et deux disques formant les armatures des condensateurs primaires.
- L’accord entre les longueurs d’onde calculées et celles observées est en général presque parfait, résullat d’autant plus remarquable que la capacité des condensateurs a été déterminée
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- avec la formule de Kirchhoff, servant en électrostatique. Or, il est bien certain que pour les oscillateurs très rapides la capacité d’un condensateur est très différente de sa capacité électrostatique.
- La théorie donnerait, entre les X observées, d’autres X, mais qui sont à exclure, en tenant compte d’une condition qu’on peut démontrer par des considérations aux limites.
- Expérimentalement, et dans la discussion des résultats déduits de la théorie, on voit que la ongueur entre les nœuds peu t être plus grande ou plus petite que la demi-longueur d’onde, suivant les cas.
- Le potentiel sur les deux armatures des condensateurs peut avoir le même signe ou des lignes contraires. Il a le même signe lorsque l’internœud qui comprend les armatures surpasse la demi-longueur d’onde , et des signes contraires dans le cas contraire.
- Lorsque la capacité variant de l’infini à o passe par certaines valeurs que la théorie détermine a priori, un nouveau nœud apparaît et se conserve pour toutes les capacités plus petites.
- Enfin, lorsque la longueur du primaire est très grande vis-à-vis de la distance qui sépare deux nœuds, l’expérience permet de relever quelques longueurs que le calcul de l'auteur ne donne pas. L’auteur se propose de revenir ultérieurement sur cette dernière conclusion.
- M. Salvioni termine en montrant qu’on peut établir expérimentalement le fait admis dans sa théorie que lorsque la longueur X du primaire est plus grande que la distance entre deux nœuds, il y a aussi des nœuds dans le circuit primaire. On peut le mettre en évidence en substituant au pont de Lecher un condensateur.
- En outre, ceci permet également de constater que pour tous les autres systèmes d’onde il y a toujours un nœud là où éclate l’étincelle excitatrice ; le primaire doit donc être considéré comme fermé sur l’étincelle.
- F. G.
- Résultats d’essais sur un nouvel alliage pour résistances, le « kruppin », par G. Dettmar (').
- La maison Krupp, d’Essen, a mis récemment dans le commerce un nouvel alliage pour résistances présentant une très grande résistance
- spécifique et toutes les qualités mécaniques que l’on peut exiger d’un métal destiné à être employé dans les rhéostats. L'auteurdonne les résultats des expériences qu’il a faites sur cet alliage.
- Résistance spécifique. — En déterminant cette constante on obtenait d’abord des valeurs très différentes avec des échantillons différents, et l’on a reconnu que ces différences dépendent du degré de dureté de la substance. Pour des fils durs on a trouvé de 71 à 76 microhms-centimè-tres, et pour des fils doux de 81 à 85. Mais si l’on prend soin de recuire les échantillons on ne trouve plus que de petites différences, etTon obtient comme moyenne une résistance spécifique de 83 microhms-centimètres.
- Coefficient de température. — Il ne s’agissait pas de déterminer ce facteur avec beaucoup de précision ; on voulait s’assurer seulement si sa
- Température eri cfryrés
- Fig. 3.
- valeur était suffisamment petite pour les besoins de la pratique.
- Dans un bain de pétrole étaient suspendues l’hélice à étudier et une seconde hélice pour le chauffage du bain à l’aide d'un courant. La résistance étant déterminée par le rapport de la différence de potentiel à l’intensité du courant. Le courant de mesure avait une intensité de 0,2 à 0,4 ampère ; il ne traversait le fil que pendant très peu de temps et ne produisait pas d’échauffement appréciable. Les mesures ont été faites pour des températures comprises entre y5°,5 et i5°,i. Les résultats sont indiqués sous forme de courbe dans la figure 1. On en tire un coefficient de température moyen de o,ooi3.
- Fil enroulé en hélice. — Le mode d’enroulement de l'hélice ayant une grande influence sur le maximum de densité de courant admissible, on a examiné l’effet des deux facteurs importants, l’espacement des spires et leur diamètre.
- (') Elektrotechmsche Zeitschrift, 1893.
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 189
- On prenait des hélices d’égal diamètre, mais ayant différents nombres de spires par décimètre d’hélice, l’auteur a déterminé les intensités de courant pour lesquelles réchauffement était suffisant pour qu’en approchant le doigt mouillé du fil on entendît un petit sifflement dû à la vaporisation de l’eau. La figure 2 donne ces intensités de courant ainsi que le nombre de
- -RI*
- ^1
- ,7^
- 0 4 8 12 16 20 24 28 32 36
- Nombre de .«ytires fuir décùncire d'/telicc
- FiC. 2
- watts absorbés par décimètre de longueur d’hélice, pour un fil de 2,2 mm. de diamètre et 12 millimètres de diamètre de spires. On voit que l’on obtient la meilleure utilisation avec une hélice ayant i5 spires par décimètre d’hélice.
- Ces essais et un certain nombre d’autres ont indiqué qu’une hélice de i3 millimètres de diamètre est le mieux utilisée lorsque l’espacement
- Nombre de sfures jxeer cLêcl.vtèére d'hélice
- Fig. 3
- de deux spires est égal au double du diamètre du fil.
- Avec une hélice de 18 millimètres de diamètre et du fil de 2,3 mm. de diamètre, on obtient les résultats de la figure 3, qui montre que la meilleure utilisation s’obtient avec 18 spires par décimètre, permettant d’employer une intensité de courant de 8,9 ampères.
- Dans les expériences qui suivent, on ne s’est
- servi que d’hélices répondant aux conditions d’utilisation maxima déterminées par les essais précédents. Le diamètre de ces hélices, dites normales, a été dans tous les cas de 12 millimètres.
- Hélices pour courant continu. — Si l’on prend encore comme limite pratique d’échauffement, le moment où le fil au contact de l’eau fait en-
- 30
- Fig. 4
- tendre un sifflement, on trouve pour l’intensité du courant, qui peut être établi d’une façon continue dans des fils de divers diamètres, les valeurs indiquées dans la figure 4. Cette courbe s’exprime par la formule
- (1)
- dans laquelle i est l’intensité du courant adrnis-
- p 60
- 0 1 2 3 4 5
- AfCnu tes
- Fig. 5
- sible en ampères et ci le diamètre en millimètres et qui s’applique à des fils au-dessus de 1 mm. de diamètre.
- Hélices pour courants momentanés. — On a pris comme terme de comparaison le moment où les fils commençaient à rougir sous l’influence du courant. Les intensités de courant
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- A LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- 190
- ^diquées dans la figure 4 sontchoisies de façon qu’elles amènent les fils presque au rouge au bout d’une minute, et l’on voit en comparant avec la courbe de la figure 5 que pour un fil de 3 millimètres le courant indiqué par la figure 4 mettrait deux minutes à amener ce fil au rouge.
- Pour étudier la relation entre l’intensité de courant amenant l’incandescence et la durée de passage de ce courant, on a fait des expériences avec une hélice en fil de 3 millimètres ; les résultats sont ceux indiqués par la figure 5. Pour les différentes durées d’échauffement au rouge on peut établir la relation
- Si l’on désigne par it l’intensité à employer pour le temps 4, et par 4 l’intensité pour le
- Diamètre en mrn
- FiC-
- temps 4. Les valeurs obtenues à l’aide de cette formule, en partant de celle trouvée expérimentalement pour une durée d’une minute, sont indiquées par des croix sur la figure 5.
- On peut aussi exprimer par une formule l’intensité de courant admissible pour une durée de passage d’une minute.
- En employant les mêmes désignations que précédemment, on a
- 7 = 6,7^ ^
- En tenant compte des formules (2) et (3) on en obtient une autre pour le calcul du courant admissible pour un passage momentané de différentes durées :
- 4__
- î=6,7dy^Ç (4)
- Hélices enroulées sur un cylindre en poterie. — Si l’on enroule un fil sur un corps solide, dans notre cas sur un cylindre de poterie, il est possible d’y faire passer des courants beaucoup plus intenses. C’est ce qui est vrai surtout pour les fils fins.
- Les résultats des essais sont consignés dans la figure 6. On a choisi des courants momentanés moins intenses que précédemment pour ne pas amener les fils au rouge, ce qui aurait pu détériorer les cylindres en poterie. On trouve entre les intensités de courant et les durées les mêmes relations que précédemment. Mais la formule (2) est dans ce cas, applicable depuis 0,6 jusqu’à 8 minutes.
- Constantes diélectriques principales de quelques substances cristallisées biaxes, par M. Charles Bo-rel (')•
- Mesure de la dispersion des axes optiques des sulfates doubles.
- Nous avons observé cette dispersion des axes directement sur les sphères que nous avons em-i ployées pour la détermination des constantes diélectriques.
- Tous les sulfates doubles que nous avons étudiés sont positifs et présentent une dispersion inclinée (Murmann et Rotter). Mais nous n’avons trouvé aucune indication de la valeur de la dispersion des axes, si ce n’est pour les sulfates Mg K2 et Mg Am2 (Topsoe et Christian-sen, Heusser), et Zn K2 et Zn Am2 (L. Perrot).
- MM. Murmann et Rotter ont bien indiqué une rotation des bissectrices dans le plan de symétrie ayant lieu dans le même sens pour tous les sulfates doubles étudiés, mais ils ne donnent aucune valeur particulière de cette rotation pour les divers sulfates. Elle a lieu du bleu au rouge, de la partie postérieure à la partie antérieure du cristal. En employant des sphères pour l’étude de la dispersion des axes de ces sulfates doubles, nous avons pu constater bien nettement cette rotation des bissectrices dans le sens indiqué par MM. Murmann et Rotter, et nous avons pu la mesurer. Ces auteurs ont également indiqué une dispersion des axes
- valable entre t = o,3 et t = 2,5 minutes.
- (*) La Lumière Electrique du i3 janvier 1894, p. i35.
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ "
- 191
- p < v, sauf pour les sulfates doubles de Mg, où elle est p >v. M. Louis Perrot ayant trouvé, au contraire, une dispersion des axes p > v pour Zn K2, nous avons voulu vérifier ce point sur nos sphères.
- Ayant alors observé que l’axe optique supérieur s’approchait de la bissectrice, tandis que
- l’axe inférieur s’en éloignait, des radiations bleues ou rouges, ce qui ne pouvait provenir que d’un déplacement de la bissectrice du bleu au rouge dans le sens indiqué par MM. Mur-mann et Rotter, nous avons continué ces observations pour toutes nos sphères des différents sulfates doubles.
- Voici quelques-uns des résultats que nous avons obtenus :
- (SO1)2 Zn K2 + 6 H2 O.
- Axe inférieur : rouge 97°,92; vert 96»,73. Du vert au rouge, s’éloigne de la bissectrice de o°,i9.
- Axe supérieur : rouge 28°, 1 ; vert 270,97. — — — — o°,i3.
- Angles des axes : rouges aV = 680,82; verts 680,76. 2V» =69“ (M. et R.), 2V =z6802o' (L. Perrot).
- Les axes se sont éloignés du vert au rouge deo°,o6; p > v.
- Rotation des bissectrices de la partie postérieure à la partie antérieure du cristal du vert au rouge : o°, 16.
- (SO*)2 Mg K2 + 6 H20.
- Axe inférieur : rouge io3°,5; vert io3°,3. Différence o°,2 en s’éloignant du vert au rouge.
- Axe supérieur ; rouge 55°,4; vert 55°,4. — nulle.
- Angles des axes : rouges 480,1; verts 47°,9. 2 VD = 4302'' M. et R).
- Les axes se sont éloignés du vert au rouge de o°,2; p > v. Rotation des bissectrices du vert au rouge : o°,i.
- (SO1)2 Ni K2+ 6 H2 O.
- Axe inférieur : jaune 12°,9; vert 12°,9 . Différence nulle.
- Axe supérieur : jaune 610,7; vert 6i°,838. — o°,i38 du vert au jaune.
- Angles des axes : jaunes 74“,6; verts 74“,738. Vi> = 75°36' (M. et R.)
- Les axes optiques se sont rapprochés du vert au jaune de o"i38; p < v.
- Rotation des bissectrices du vert au jaune : 00,069.
- La rotation des bissectrices pour tous les sulfates doubles a lieu dans le sens indiqué par MM. Murmann et Rotter. L’angle 001 N2NX (fig. 3) est plus grand en lumière rouge qu’en lumière verte.
- Ces mesures de la dispersion des axes optiques et des bissectrices nous ont permis de dresser un tableau indiquant la dispersion des axes optiques; la dispersion de chaque axe optique des radiations jaunes aux radiations électriques i° dans le plan de symétrie, 20 Dans les plans normaux à ce plan ; la rotation des axes d’élasticité dans le plan de symétrie, du vert au rouge, ou du jaune au rouge, ou bien encore du vert au jaune; enfin, la rotation de ces axes d’élasticité des radiations lumineuses aux radia-ions électriques.
- Ce tableau montre que pour les sulfates doubles, le sulfate Mn Am2 excepté, l’angle que
- chaque axe optique parcourt, si les longueurs d’onde augmentent progressivement jusqu’aux longueurs d’ondes électriques est d’autant plus grand que la dispersion des axes optiques du vert au rouge est plus grande.
- On remarque une relation semblable pour la rotation des axes d’élasticité dans le plan de symétrie, mais ici les sulfates de Mn Am2 et Ni K2 font exception.
- Conclusions.
- Pour une même sphère, la méthode d’attraction de M. Boltzmann a toujours indiqué la même position des axes de polarisation que l’orientation dans un champ électrique uniforme.
- Les relations 7, 8 et 9 entre les constantes diélectriques principales et les durées d’oscilla-
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- IÇ2
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- tion des sphères dans un champ électrique uniforme se sont en général vérifiées d’une façon satisfaisante.
- La position des axes de polarisation des neuf sulfates doubles isomorphes que nous avons étudiés varie beaucoup d’un sulfate double à l’autre, mais est constante pour divers échantillons d’un même sulfate.
- Nous tenons à faire remarquer que les mêmes raisons qui font que la relation de Maxwell
- k = w2 ne se vérifie pas pour les indices rendent les conclusions théoriques peu certaines pour ce qui concerne la dispersion des axes optiques des radiations lumineuses aux radiations électriques.
- Les résultats de nos mesures sont réunis dans le tableau suivant :
- a, b, c sont respectivement les axes de plus grande, de moyenne et de plus petite élasticité optique.
- Dénomination Rapports entre les attractions des sphcies conductrices et diélectriques Constantes diélectiiq principales ues Orientation des axes
- des — — de
- crista ux R, R, R:, Observé A. Obs. K Calc-(') Obs. A, polarisation
- SO* K* i,5885 1,6408 1,5943 I,8602 ',7041 6,09 8,28 5,68 4,48 5,26 P, — a P. — b P3 — c
- SOl Mg- + 7 H2 O 1,4120 6,o5 5,98 P, = c P. = b P 3 — a
- G* H» O* K Na + 4 IP O... i,3798 1,5o65 1,5265 8,89 6,92 6,80 6,70 P, = c P, = b P s — a
- Acide citrique C° H8 O7... 1,8073 2,3135 4,7i 4,25 3.28 P , = a P. — b P3 = c
- Soufre 1,8190 1,3984 2,o52Ô 2,1320 1,5878 3,85 3 f>5 P, — c P» — b P3 :— a
- (SO1)2 Mg-Am2 + 6 IP 0... 1,4585 8,54 7,06 7,00 6,10 P, axe de symétrie. P2 46“ en arrière de la X à 001. P3 440 en avant —
- ISO1)2 Mn Am2 4- 6 II2 0... 1,5144 1,Gio6 1,8829 6,83 5,91 6,36 4,61 : P, axe de symétrie. j P8 9° en avant de la à 00t. P à 99° — —
- (SO1)2 Ni Am* + 6H20... i,5ioi 1,6859 1,7343 6,88 5,37 5,56 1 ( P3 axe de symétrie. 5,o8 ] P9 84° en avant de la i à 001. r P, 6° en arrière —
- (SO‘)! CoAm°- +6IPO... i,5835 1,6270 1,6846 6, |3 5,78 5,92 5,58 , P3 axe de symétrie. P. 115° en avant de la X à 001. Pi 25» — —
- (SO1)2 Zn Am2 + 6 H* O... 1,4573 1,5338 1,6894 7,56 6,62 6,65 5,35 P, axe de symétrie. P2 81" en avant de la x à 001. P3 90 en arrière —
- (SO1'2 Ni K2 J- 6 H2 0 1,4946 1,5587 1,66.32 7,06 6,37 5,75 ( P, axe de symétrie. 5,52 ) P. X à 001. ( P3 900 en avant de la x.à 001.
- 1SO1)2 Co K2 + 6 H2 O 1, .8090 1,3592 1,4019 10,71 9,35 1 P, axe de symétrie. 8,46 ' P. 900 en avant de la J_ à 001. ( P3 X à 001.
- SO1)2 Zn Iv2 + 6 H20 1,5533 6,c5 ! P2 axe de symétrie. 5 P3 97° en avant de la x il 001. ( P. 7° — —
- As O1 Na2 H+ iq H2 0.... i,4792 1,6io3 I ,7002 7,26 5,91 5,28 - P5 axe de symétrie. | P3 parallèle à la face 001. P, normale —
- (') Valeurs calculées au moyen de h\ et /e3 et des durées d’oscillation de la sphère.
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ELECTRICITE ' t93
- BIBLIOGRAPHIE
- Annuaire du Bureau des Longitudes pour 1894.
- Paris, Gauthier-Villars et fils, éditeurs.
- Ce petit volume compact, dont les éditions annuelles s’enrichissent des plus récentes données physiques, est un véritable formulaire de physique d’un rare bon marché. Il contient depuis quelques années, en appendice, des mémoires sur des sujets d’un intérêt actuel et spécial. Parmi ceux de cette année, il y en a deux à signaler particulièrement aux électriciens : La Lumière et l'Electricité d'après Maxwell et Ilerlç, par M. Poincaré, et Origine et emploi de la boussole marine, par M. le contre-amiral Fleuriais.
- Si l’antiquité de la boussole est la conclusion la plus certaine des recherches historiques auxquelles elle a donné lieu, la théorie du compas de marine a, au contraire, une histoire parfaitement authentique. C’est le géomètre Poisson qui en a jeté les bases; l’astronome Airy a commencé à en développer l’application, qui a reçu, en 1856, d’Archibald Smith la formule définitive.
- Quant à l’instrument lui-même, il n’y a guère à signaler que le modèle perfectionné de Duchemin avant d’arriver au compas Thomson, grâce auquel « la boussole est devenue un véritable instrument de précision, car elle affirme la route d’un bâtiment à une approximation plus grande que celle qu’il peut maintenir avec son gouvernail ».
- La notice de M. l’amiral Fleuriais justifie cette conclusion par un exposé très clair de la solution du problème de la régulation des compas, sans oublier de mentionner l’usage de l’appareil de compensation magnétique, d’un si curieux emploi, alidade déviatrice de M. Fournier ou déflecteur de Thomson.
- Dans son exposé des théories de Maxwell et des expériences de Hertz, M. Poincaré exprime comme l’idée explicite de Maxwell qu’ « une onde lumineuse est une suite de courants alternatifs qui se produisent dans les diélectriques et même dans l’air ou le vide interplanétaire et qui changent de sens un quatrillion de fois par seconde. »
- L’assurance de cette interprétation des calculs variés du savant anglais étonnera plus d’un
- lecteur au fait des publications antérieures de M. Poincaré; mais il retrouvera tout-à-fait à la fin l’expression plus personnelle de la pensée de l’auteur qu’ « il ne faut pas chercher dans le livre de Maxwell une explication mécanique complète des phénomènes électriques, mais seulement l’exposé des conditions auxquelles toute explication doit satisfaire. » Nous ne nous permettons, d'ailleurs, de signaler ce point que pour engager davantage le lecteur à prendre connaissance d’une notice où M. Poincaré fait bénéficier les découvertes qu’il expose de ses qualités personnelles de lucidité et de précision d’esprit.
- E. R.
- Impianti di illuminazione elettrica (Installations de lumière électrique, 2" édition), par M. Emilio Piazzoli; Ulrico Hoepli, éditeur, Milan.
- Le traité de M. Piazzoli appartient à la collection de Manuels de l’éditeur Hoepli.
- Par la façon dont il est conçu il tient le milieu i entre les traités ordinaires d’électricité industrielle et lés formulaires; malheureusement ces deux, sujets ne sont guère compatibles et le livre s’en ressent forcément.
- Gomme traité d’électricité, ses descriptions sont trop succinctes, et certaines parties, pourtant très utiles dans les installations de lumière électrique, comme par exemple la description des voltmètres et des ampèremètres, sont réellement insuffisantes; en revanche la partie compteur est bien traitée. Comme formulaire ce livre présente plus d’intérêt et il contient bon nombre de tables que ne donnent pas ordinairement ses semblables.
- L’auteur, après une introduction où il rappelle rapidement les lois principales de l’électricité, traite successivement des unités de mesure et des mesures, puis il consacre deux chapitres à la machine dynamo-électrique, le premier purement descriptif et inspiré du traité de M. Silva-nus Thompson, le second ayant trait à l’installation des machines, leur conduite et leurs réparations.
- Il passe ensuite à l’étude des piles et accumulateurs, et enfin à l’éclairage électrique, où étudie tout d’abord les lampes à arc et â incandescence. L’étude des canalisations est bien 1 traitée, et les calculs de ces canalisations sont
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- 194
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- faites par la méthode de M. Hertzog, aujourd’hui classique, et la méthode récente de M. Carlo Coltri, que nos lecteurs connaissent du reste.
- Un chapitre est consacré aux appareils auxiliaires, coupe-circuits interrupteurs, parafou-dres, indicateurs de tension, etc.
- Enfin l’auteur termine par l’étude des différents systèmes de distribution et quelques considérations sommaires sur les principales stations de l’Italie.
- Ce livre en est à sa seconde édition; c’est dire qu’il a rencontré un certain succès en Italie. Toutes les parties sont, du reste, traitées par M. Piazzoli avec beaucoup de compétence; aussi sommes-nous persuadés qu’en faisant de ce livre un véritable formulaire, et il y a peu de chose à faire pour cela, on assurerait à une troisième édition un succès mérité.
- Ajoutons à cela que c’est un livre de poche de forme élégante et imprimé en caractères très fins quoique très lisibles.
- F. Guilbert.
- Hilfsbuch für die Elektrotechnik (aide-mémoire pour
- l’électrotechnique), par C. Grawinkel et K. Strecker. —
- J. Springer, éditeur, Berlin.
- Cet aide-mémoire, rédigé avec la collaboration de MM. Fink, Goppelsrœder, Pirani, von Renesse et Seyffert, en est aujourd’hui à sa troisième édition. Ce livre, très répandu en Allemagne, comme l’indique la succession rapide des éditions, est d’un volume plus considérable que. les formulaires ordinaires(63 2 pages;; c’est, en somme, un abrégé de traité, mais qui contient, en outre, de très nombreuses données pratiques.
- Nous ne critiquerons, dans les parties du livre déjà contenues dans les éditions antérieures, que le paragraphe relatif à la léfinition du coefficient de self-induction. M. Grawinkel y dit que ce coefficient « est la force électromotrice induite, lorsque le courant augmente d’une unité dans l’unité de temps ». L’expression est pour le moins défectueuse.
- Quelques lignes plus loin, on indique l’expression de la résistance apparente (v/R2-j-(2u7zL)2) d’un circuit à courants alternant périodiquement. Outre que cette expression n’est pas à sa place à côté de la définition de la self-induction, il faut remarquer qu’elle résulte d’un cas très
- particulier relatif à un courant d’intensité variable d’après une fonction sinus, et qu’elle n’a pas la signification générale que Fauteur semble lui attribuer.
- Les parties nouvelles du livre comprennent un court chapitre sur les mesures magnétiques. Une petite erreur s’y est glissée (p. 154). L’intensité d’aimantation n’est pas le moment magnétique divisé par la section, mais le moment divisé par le volume.
- Quelques alinéas sur les courants polyphasés occupent deux pages seulement de la nouvelle édition.
- Un nouveau chapitre indique, avec exemples numériques à l’appui, les modes d’emploi de la self-induction et des condensateurs dans les circuits à courants alternatifs. L’inévitable soi-di-sante hystérésis des condensateurs fait ..encore ici son apparition; au lieu de se contenter de constater une absorption d’énergie dans les condensateurs, les auteurs prennent l’habitude d’accoler à cette cause de perte le nom d’hystérésis. C’est fâcheux, car un aide-mémoire dont le rôle est de se placer au point de vue objectif, ne doit pas donner asile à des affirmations fortement combattues et qui restent à vérifier.
- La même réflexion nous vient à propos des pages nouvelles sur l’influence qu’exercent les unes sur les autres les lignes électriques. On sait que cette question a été assez vivement débattue en Allemagne entre les télégraphistes et les représentants des installations utilisant des courants intenses. Dans cette question, M. Grawinkel est à la fois juge et partie. Il prétend que l’on ne peut poser sur les mêmes poteaux plus de trois lignes sans que l’induction se fasse sentir, et il n’admet pas que l’emploi de circuits entièrement métalliques permette de protéger les lignes téléphoniques contre les influences extérieures. La pratique semble lui donner tort sur ces points.
- Enfin, dans le même ordre d’idées, l’indication que pour un produit CR — i5ooo (d’après Preece) la communication téléphonique n’est plus possible est en contradiction avec l’expérience récemment acquise en Amérique, et dont il faudra dorénavant tenir compte.
- Signalons encore comme innovation quelques renseignements sommaires sur les appareils magnétiques employés en métallurgie. Ces renseignements se réduisent à de courtes descrip-
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- ig5
- tions des trieurs et séparateurs magnétiques ; les données numériques font défaut, et sont d’ailleurs assez difficiles à obtenir.
- Les quelques points critiquables que nous avons signalés dans l’aide-mémoire de MM. Gra-winkel et Strecker ne peuvent enlever à cet ouvrage les qualités qui lui assignent une bonne place dans toute bibliothèque d’ingénieur-élec-tricien.
- A. Hess.
- A Manual 0/ telephony,by W. H. Preeceand A. J. Stubbs.
- London, Whittaker and C“ 1893.
- Le volume qui paraît sous ce nouveau titre est véritablement une édition refondue du livre « The Téléphoné » paru en 1889 et dont il existe depuis 1891 une traduction française : c’est le livre classique de la téléphonie pratique en Angleterre.
- Les principaux modèles de transmetteurs et de récepteurs des divers pays sont décrits avec exactitude et figurés à l’échelle au cours de la première partie dont la composition fait bien ressortir le caractère international et universel de l’invention de Graham Bell.
- La deuxième partie étudie le montage et les appareils complémentaires des postes téléphoniques, en donnant avec une précision particulière le détail de l’usage anglais-, le lecteur trouvera bien des particularités inédites dans les deux parties, qui traitent ensuite de la description des bureaux téléphoniques et de leur organisation.
- Le mode d’appel — par fil spécial — inventé par M. F. Shaw de New-York a été appliqué eh Angleterre pour plusieurs systèmes : Law, Man, Miller ou Bennett; il demeure à peine connu sur le continent.
- Le système téléphonique du Post Office mérite aussi une mention spéciale, en raison surtout de l’innovation introduite en téléphonie par l’usage du courant permanent en ligne; on regrette de ne pas trouver encore les dispositions particulières que le système doit recevoir incessamment pour servir avec le type multiple. L’ouvrage pourtant met en évidence l’importance de principe du commutateur multiple américain et consacre toute une partie aux divers systèmes du genre.
- Un chapitre consacré à la loi de Thomson et
- à la portée actuelle des relations téléphoniques termine la dernière partie du livre; il est suivi d’un appendice qui renferme une construction graphique d’un intérêt pratique relative à la résistance réduite de deux dérivations.
- La notoriété des auteurs et l’autorité de leurs noms en téléphonie dispensent d'insister autrement sur la valeur d’un ouvrage d’un caractère quasi officiel.
- ___________ E. R.
- The Dynamo, par C.-C. Hawkins et F. Wallis — Whittaker and C°, éditeurs, Londres.
- Quoique obligés de puiser dans les travaux de Kapp, Hopkinson et d’autres, les auteurs ont su traiter la théorie et la construction de la dynamo d’une manière nouvelle et très attrayante.
- Leur façon d’exposer les principes de l’induction, le champ magnétique, etc. est originale et plaira à tous les lecteurs. Les développements mathématiques n’ont pas trouvé place dans cet ouvrage, et c’est sans y avoir recours que les auteurs font saisir les principales particularités du courant alternatif.
- Certaines définitions prêtent à' confusion, telles les parties qui traitent des machines dites unipolaires; les auteurs appliquent cette désignation à l’alternateur Mordey, par exemple.
- L’ordre de succession des différentes matières nous paraît très pratique; c’est ainsi que contrairement à une habitude peu recommandable, les auteurs ne discutent pas tout de suite les caractéristiques des machines, dont le lecteur ne comprend pas au début la signification; ils ne les présentent qu’après l’avoir familiarisé avec la dynamo pratique.
- Livre d'excellent enseignement dans ses premiers chapitres, l’ouvrage de MM. Hawkins et Wallis est de sérieux renseignement dans les autres.
- Différentes questions d’importance pratique, telles que les fuites magnétiques, réchauffement des machines, l’attraction et la poussée magnétiques, sont traitées avec originalité.
- Peut-être trouvera-t-on qu’il est trop insisté sur ce qu’on est convenu de considérer comme des «types» de machines; ces exemples sont trop nombreux, et les illustrations de machines avec plaque du constructeur tiennent trop de place. Il ne faut pas chercher à trop mettre en
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- relief certaines formes particulières, ce procédé ne pouvant que créer des opinions préjugées dans l’esprit de l’étudiant.
- Mais, en somme, les détails de construction indiqués ont leur très grande utilité, et nous croyons que ce livre sera lu avec profit non seulement par le constructeur, mais aussi par l’étudiant et par l’ingénieur, quelle que soit sa spécialité.
- A. Hess.
- Recenli progressi nelle applicazioni dell’eletlricità. Parte prima : dette dynamo. (Récents progrès dans les applications de l’électricité, première partie : des dynamos, i' édition), par M. Rinaldo Ferrini. — Ulrico Hoepli, éditeur (Milan).
- En présentant à nos lecteurs la seconde partie de cet ouvrage (1), nous regrettions de ne pas en connaître la première partie. L’éditeur, M. Hoepli, s’est empressé de nous envoyer un exemplaire de ce premier volume, qui est presque aussi intéressant que le second.
- Dans son avertissement au lecteur, l’auteur nous apprend qu’il n’a pas cru devoir parler des expériences de Francfort, les résultats officiels n’étant pas encore connus. Ils ne le sont pas plus du reste à l’heure actuelle.
- M. Ferrini aborde tout d’abord la partie descriptive; après quelques pages consacrées à l’historique, il décrit très succinctement, quoique très clairement, les différentes formes d’induit. puis les principales dynamos employées, tant continues qu’alternatives.
- Les figures et gravures gagneraient beaucoup à notre avis, et particulièrement dans ce premier chapitre, à être accompagnées du nom de l’inventeur de la machine ; cela est peu de chose, quoique néanmoins très utile.
- Le second chapitre est consacré à l’induction et contient la théorie du circuit magnétique, le calcul du coefficient théorique de self-induction d’une bobine cylindrique.
- Le troisième traite des courants d’induction ; la théorie des courants alternatifs y est très bien résumée en quelques pages, aussi bien théoriquement que graphiquement.
- Le chapitre IV se rapporte aux mesures et comprend la description des principaux appareils de mesure des laboratoires : électromètre
- Thomson, voltmètre électrostatique, électrodynamomètre, wattmètre, etc., et leurs théories; l’auteur y donne également les trois définitions distinctes des coefficients de self-induction.
- La mesure industrielle des coefficients de self-induction à l’aide de la formule classique de M. Joubert porte le nom de méthode de Steinmetz. C’est là une erreur grave; que M. Steinmetz ait modifié la méthode de notre compatriote, cela est vrai, on pourrait même dire qu’il l’a compliquée à plaisir; mais qu’il l’ait employé le premier, cela est absolument inexact.
- M. Ferrini aborde ensuite l’étude des dynamos au point de vue de leur construction. Cette partie de son livre est fort bien traitée; néanmoins, nous avons vu avec regret réapparaître la formule de Frœlich et Thompson avec sa discussion, et qui fait double emploi avec la théorie du circuit magnétique d’Hopkinson, pourtant classique depuis quelques années.
- Vient ensuite l’étude des machines en fonctionnement avec toute la théorie graphique des dynamos.
- L’ouvrage est terminé par un chapitre intitulé Altre dinamo, ou « autres espèces de dynamos ». Ce chapitre comprend ainsi la question des dynamos unipolaires, et en particulier la description de la dynamo Forbes; puis quelques mots sur les machines pyromagnétiques. Enfin, la question des dynamos à courants alternatifs, leur construction, les expériences de M. Jou-bert, celles d’Esson, et la théorie mathématique d’Hopkinson sur le couplage des alternateurs sont traitées avec trop peu de détails en tenant compte de l’ancienneté relative de ce volume.
- Le premier volume du traité de M. Ferrini est donc sensiblement aussi intéressant que le second; il a déjà près de deux ans d’existence, et méritait par suite d’être jugé, comme nous l’avons fait, d’après l’époque où il a paru. Nous passerons ainsi rapidement sur les rares points faibles de ce livre, qu’une nouvelle édition, probablement très proche, fera disparaître.
- Pour terminer, disons que même dans son état actuel l’ouvrage de M. Ferrini constitue un des meilleurs traités d’électricité qu’on puisse lire; aussi nous le recommanderons tout particulièrement à nos lecteurs.
- (') La Lumière Electrique, t. L, p. 344.
- F. Guilbert.
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- FAITS DIVERS
- 11 a déjà été question dans ce journal de l’utilisation des forces motrices du Rhône à Genève, de même que de l’installation d’une nouvelle usine hydraulique à Chèvres, destinée à transporter sa force motrice électriquement à Genève.
- A Lyon, comme à Genève, le Rhône se prête bien à la création d’une usine centrale hydraulique. Nos lecteurs savent que le projet d’utilisation des forces motrices du Rhône à Lyon sera bientôt réalisé; dans un article du Cosmos, M. Berthier donne sur cette entreprise d’intéressants renseignements, dont nous reproduisons les principaux.
- Un peu en amont de la ville de Lyon, de Jons à l’île des Brotteaux, le Rhône décrit au nord une courbe légère, où la pente est rapide; il existe entre les deux points extrêmes de cette courbe légère, une dénivellation de i3 mètres qu’il est facile de transformer en chute d’eau, en ouvrant un canal entre ces deux points. C’est ce que va réaliser le canal de Jonage.
- Le canal se détache du Rhône à la hauteur du Jons et arrive, en longeant les Balmes viennoises, par les territoires de Jonage, Meyzieu, Décines, Vaux-en-Velin et Yilleurbane, à Cusset, ou est située l'usine génératrice; les eaux, au sortir des vingt turbines qu’elles actionnent, sont recueillies par un canal de fuite qui longeant le mur d’enceinte de la ville, les ramène au Rhône au-dessus du Grand-Camp.
- La longueur du canal est de 18,6 kilomètres; il dérive du Rhône un volume de huit millions et demi de mètres cubes par jour (roo mètres cubes par seconde), et comme ce volume, aux basses eaux, représente plus des deux tiers de celui du fleuve, dont la navigabilité pourrait être atteinte par cet énorme emprunt, le canal, large de 60 mètres, recevra, sans péage, la navigation; une écluse à deux sas, pouvant admettre les plus gros bateaux et les radeaux les plus longs, leur fera franchir la chute de l’usine. La navigation en amont de Lyon, loin d’être gênée, se trouvera donc, au contraire, assurée par le canal,
- La chute d’eau varie de 12,20 mètres en basses eaux, à 8,5o mètres en hautes eaux; mais, dans ce dernier cas, la prise d’eau autorisée s’élèvera à i5o mètres cubes à la seconde, et le volume d’eau compensant la différence de la chute, les turbines produiront en moyenne, à l’usine, une force motrice totale de 12000 chevaux, qu’une canalisation, aérienne ou souterraine, suivant les besoins, transportera à Lyon et dans les communes suburbaines.
- La concession éventuelle d’un canal supplémentaire de Villette-d’Ànthon à Jons permettra de créer, aussitôt que les besoins de l’industrie auront absorbé cette première puissance, une force motrice additionnelle de 8000 chevaux.
- Enfln, vers le milieu du canal, un réservoir, emmaga-nisant la partie du débit non utilisé par 24 heures, remplira l’office de compensateur en maintenant le plan du canal à un niveau constant, quelque soit le débit des turbines.
- C’est par l’électricité, comme à l’usine de Chèvres, que sera transmise, dans tous les quartiers de la ville, cette force énorme; l’électricité se prête mieux que l’air comprimé ou l’eau sous pression à la division de l’énergie transportée, et cette division même est un des points les plus intéressants de la nouvelle entreprise.
- Il y a à Lyon actuellement, en installations de 10 ou moins de 10 chevaux, plus de 8000 chevaux-vapeur employés. C’est naturellement aux petites industries qui utilisent ces installations que l’énergie électrique s’adresse tout d’abord. Le prix de revient annuel du cheval-vapeur, à Lyon, pour une [seule machine d’un cheval, est de 2 665 francs pour un moteur à vapeur, de 1 25o francs pour un moteur à gaz; d’après son cahier des charges, la Société des forces motrices devra livrer la même énergie au prix maximum de 720 francs. Pour une machine de 5 chevaux, le prix du cheval serait de 955 francs (prix du moteur à vapeur) ou de 900 francs (prix du moteur à gaz), à 620 francs. Pour une machine de 10 chevaux, de 675 francs (prix du moteur à vapeur ou à gaz), à 5io francs.
- Ce sera donc toujours en faveur du moteur électrique une différence de prix de 20 à 40 0/0.
- Pour la grande industrie lyonnaise, du tissage notam-ment, voici un exemple des résultats qui seraient obtenus :
- Quatre métiers menés dans un atelier de famille par le mari et la femme, marchant huit heures pendant 25o jours, pourront produire une façon de 3840 francs. Le tisseur aura à payer 4 dixièmes de cheval (r dixième par métier), 288 francs, plus 3oo francs pour l’intérêt et l’amortissement des 4 métiers et dynamos, en tout 588 francs; il lui restera, comme produit net annuel, une somme de 3252 francs, portée à 3 552 francs quand son matériel sera amorti, en dix années environ.
- Economie considérable dans le prix de revient et accélération du travail, sans fatigue, voilà ce que l’électricité apportera à nos' ouvriers. Depuis cinquante ans, 40 à 60000 métiers ont quitté la ville; dans les conditions nouvelles du travail qui leur seront faites, qui pourra arrêter leur retour progressif et la réinstallation des ateliers de famille d’autrefois, si désirable à tant de points de vue >
- La Société des forces motrices donnera aussi l’eau ; en faisant au canal d’amenée un emprunt insignifiant de un demi-mètre cube d’eau par seconde, elle pourra distribuer plus de 40000 mètres cubes par jour aux 6ooo hectares compris entre le Rhône et les Balmes viennoises, et transformer ainsi en terrains de premier rendement toute cette plaine jusqu’ici cultivée sans grand profit.
- On le voit, l’établissement d’une usine centrale pour l’utilisation de la puissance du Rhône sera, tant directe-
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- ment qu’indirectement, une source de prospérité pour toute la contrée.
- Nous donnons à la page 177 de ce numéro la description des appareils employés dans la construction des jetées extérieures du port de Bilbao. C’est un des premiers exemples de l’application en grand de l’électricité aux travaux publics. II semble que dans cette voie l’utilisation des machines dynamo puisse procurer de sérieuses économies par rapport à l’emploi encore à peu près général de moteurs à vapeur.
- Les avantages de l’électricité commencent d’ailleurs à être appréciés partout. On annonce que dans les travaux très importants de percement du canal de la mer Baltique à la mer du Nord, on se servira pour la construction d’un des principaux ponts, d’une transmission électrique de force par machines amovibles. Cette installation comprendra deux dynamos à vapeur de 20 chevaux comme génératrices et six moteurs électriques à 7 chevaux comme réceptrices destinées à actionner toutes les grues. L’installation est exécutée par la maison G. Canz, de Hambourg.
- Dans les bains électrolytiques à cyanure de cuivre, on ajoute aux sels de cuivre des sels sulfureux et de l’ammoniaque ou de la potasse, ou soude caustique, pour éviter le dégagement du cyanogène et pour retenir ce corps en combinaison avec l’ammoniaque, la potasse ou la soude.
- M. Langbein a trouvé qu’un mélange des sulfures cuivreux et cuivrique dissous dans le cyanure de potassium ne dégage pas de cyanogène et donne des dépôts très denses et très adhérents.
- Le Franklin Institute, de Philadelphie, appelle l’attention des inventeurs sur certaines récompenses qui seront décernées, soit directement par lui, soit en vertu de sa recommandation, pour les inventions et découvertes ayant amené des progrès industriels.
- La médaille Elliott Cresson, fondée en 1848 par feu Elliott Cresson, est en or, et, aux termes de la donation, peut être accordée pour une invention ou découverte dans les arts et les sciences, un perfectionnement industriel, un procédé nouveau, etc.
- Le prix et la médaille John Scott sont décernés par la ville de Philadelphie. Le prix est de vingt dollars, la médaille est en bronze, avec l’inscription : Ta the most deserving (au plus méritant).
- La médaille du mérite Edward Longstreth, en argent, fondée en 1889, a la môme destination que la médaille Elliott Cresson»
- Les presses de la P ail Mail Gazette sont depuis peu actionnées par des moteurs électriques. L’installation est due à MM. Mather et Platt, de Manchester; elle comprend deux moteurs de 40 chevaux de leur type bien connu, et qui reçoivent le courant du réseau à trois fils de la Charing Cross and Strand Electricity Supply Company.
- Le chemin de fer tubulaire Berlier, dont le projet est depuis si longtemps à l’étude, et qui a passé par les vicissitudes que nous relations récemment, commence enfin à occuper sérieusement l’attention des pouvoirs publics. Interrogé sur les détails du projet, un ingénieur de la ville de Paris a donné à un de nos confrères quotidiens les renseignements suivants :
- La ligne du chemin de fer tubulaire, qui a obtenu la sanction des ingénieurs de la Ville, du Conseil des ponts et chaussées et du Conseil d’État, partira de la porte Dauphine pour aboutir à la porte de Vinéennes en passant par l’avenue Bugeaud, l’avenue Victor Hugo, la place de l’Étoile, l’avenue des Champs-Élysées, la place de la Concorde, les rues de Rivoli et Saint-Antoine, la place de la Bastille, la rue de Lyon, le boulevard Diderot, la place de la Nation et le cours de Vincennes.
- La longueur sera de 11,2 km. Elle sera desservie par 17 stations placées aux endroits où le besoin s’en fait surtout sentir.
- Les trains, composés de quatre voitures, et pouvant contenir environ 200 voyageurs au total, seront mus par l’électricité avec une vitesse moyenne de 20 kilomètres à l’heure; le parcours total pourra ainsi être effectué en 38 minutes.
- Ces trains se succéderont toutes les deux minutes dans les deux sens, ce qui évitera aux voyageurs d’attendre aux stations, comme cela arrive si souvent avec nos modes de transport actuels, si imparfaits, si insuffisants.
- La fédération nationale des consommateurs de gaz, d’électricité et de pétrole tiendra son troisième congrès à Reims, dans le cours du mois de juin 1894. Les deux congrès précédents ont eu pour résultats de mettre à l’ordre du jour la réouverture de la grande voirie à la concurrence en matière d’éclairage. Le congrès de Reims aura pour objet principal d’élaborer une sorte de code de l’éclairage public et privé. Le secrétaire général du congrès est M. E. Mathieu, 2, rue de Mulhouse, à Reims.
- Le carborundum, qui, on le sait, est formé d’un sili-ciure de carbone, va faire l’objet d’une fabrication importante en Autriche. Une maison de banque (la Laen-derbank) vient d’acquérir le brevet du procédé dé
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- le courant d’une dynamo donnant 1000 ampères sous 35 volts.
- On sait que ce corps est extrêmement dur, et qu’il peut être appliqué sous forme de meules et de poudre à polir.
- La fabrique Elmore, de Schledern, en Allemagne, a produit, par voie électrolytique, le plus grand tube de cuivre qui ait été obtenu sans soudure jusqu’à présent. H a 2 mètres d’ouverture et 4 mètres de longueur. Le courant d’électrolyse avait une intensité de 5ooo ampères.
- On doit à M. H. Pfanne un procédé électrique de préparation des vernis.
- On mélange intimement de l’huile de lin pure avec de l’eau et de l’acide sulfurique, et on y fait passer un courant électrique pendant deux à trois heures. Il est nécessaire d’agiter le mélange constamment pour produire une émulsion, ce que l’on obtient à l’aide d’un dispositif automatique tournant alternativement dans un sens et dans l’autre.
- Un pôle de la dynamo est relié à l’agitateur métallique, l’autre au vase.
- Si nous en croyons la Zeitschrift fur Elektrotechnih, la plus grande maison de construction d’Angleterre aurait, en collaboration avec M. F.-B Behr, institué des essais avec une locomotive électrique, système monorail, et dans ces essais une vitesse de 200 à 25o kilomètres à l’heure aurait été atteinte.
- M. G. Schæffer vient de présenter à la Société industrielle de Mulhouse un rapport sur différents échantillons de fécules purifiées et transformées par la maison Siemens et Halske, en vue de transformer la fécule ordinaire du commerce en produits plus solubles, plus blancs et sans odeur.
- D’après la Nature, ce procédé consiste principalement dans un traitement par l’ozone obtenu électriquement. Deux de ces échantillons sont parfaitement blancs et possèdent un pouvoir épaississant plus élevé que la fécule prima du commerce. Tandis que les empois faits avec ces échantillons n’ont guère changé après cinq jours, ceux faits avec la fécule ordinaire du commerce se sont liquéfiés après vingt-quatre heures.
- U y a donc là un indice de la possibilité d’un bon emploi de ces fécules pour l’apprêt des tissus si le traitement qui les améliore ne majore pas également leur prix dans des proportions prohibitives, point sur lequel le 'apporteur manquait d’éléments suffisants d’information Pour se prononcer.
- Un nouveau groupe s’est formé il y a quelques jours à la Chambre : il a pour objet la défense des consommateurs de gaz et d’électricité. Une soixantaine de députés se sont fait inscrire. M. Mesureur a été nommé président, et M. Mirman, secrétaire.
- Le groupe se propose de rechercher les moyens de soustraire les consommateurs des villes de province aux exigences du monopole, alors qu’ils désireront se servir du gaz ou de l’électricité.
- Le 19 janvier dernier, en présence d’une commission composée d’ingénieurs, il a été procédé entre le Havre et Beuzeville, a de nouvelles expériences de traction avec une locomotive électrique remorquant un train composé de deux fourgons et de onze wagons de voyageurs.
- Les vitesses obtenues ont été de 60 à 100 kilomètres à l’heure; cette dernière vitesse ne saurait être dépassée sans crainte d’accident, à cause, notamment, du degré de résistance des travaux d’art, de l’état de la voie et de Réchauffement de la machine.
- Industries and Iron donne la photographie d’une locomotive à moteur à gaz remorquant une voiture de tramway. A Newark on a fait des essais avec une voiture de ce genre munie d’un moteur à gaz, et d’après notre confrère, cette voiture monterait les rampes plus vite que les voitures électriques. Mais jusqu’ici on n’a pas encore pu placer le moteur à gaz sur l’essieu même de la voiture, comme on le fait pour les moteurs électriques.
- La Compagnie Westinghouse construit les machines pour une locomotive électrique qui sera employée dans les Baldwin Locomotive Works, de Philadelphie. Les armatures sont enroulées pour 800 volts à 225 tours par minute, correspondant à une vitesse de 56 kilomètres à l’heure. La locomotive pèsera 60 tonnes.
- Deux hommes dont les noms sont universellement connus et associés dans le monde industriel viennent de mourir à quelques jours d’intervalle : Georges H. Babcock et Stephen Wilcox.
- Américains tous deux, ils s’étaient connus enfants, et se retrouvèrent plus tard ayant inventé chacun une partie du système de générateurs qui devait faire leur fortune.
- Il ne semble pas que les Américains eux-mêmes conservent beaucoup d’illusions à l’égard de l’électrocution. Le jury de Chicago, prononçant la peine capitale contre un assassin, vient d’exprimer en même temps le vœu que le condamné fut pendu au lieu d’être exécuté per l’électricité.
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- Éclairage électrique.
- La question de la nocivité pour la vue des différentes sources de lumière artificielles a été examinée récemment par l’administration de l’hôpital Royal Westminster, à Londres. Les résultats, qui étaient à prévoir, sont que •la lumière électrique est la lumière la plus agréable et la moins nuisible non seulement pour les yeux sains, mais encore pour les yeux malades.
- Il est naturellement sous-entendu que les lampes à incandescence doivent être convenablement disposées.
- Le Conseil municipal de Paris s’est occupé dans sa dernière session de l’éclairage électrique de la rive gauche. Il a adopté les dispositions suivantes :
- La Compagnie électrique du secteur de la rive gauche de Paris est autorisée à se substituer à M. Naze pour l’exploitation du secteur d’éclairage électrique qui lui a été concédé.
- La susdite autorisation est accordée â charge, par la nouvelle Société, de supporter les obligations de tous genres auxquelles s’était soumis M. Naze vis-à-vis de la ville de Paris, y compris l’obligation de réaliser, aux clauses et conditions indiquées aux projets de délibération de ce jour, l’éclairage de toutes les parties dë la rive gauche comprises ou non dans la demande d’extension du 29 juillet 1893.
- Le présent transfert et la concession Naze seront de plein droit et sans qu’il soit besoin d’une poursuite, mise en demeure ou formalité extrajudiciaire ou administrative quelconque, définitivement résiliés et tenus pour nuis et non avenus, si, dans le délai de trois mois à partir du jour de la présente délibération, le capital de 3 millions n’a pas été augmenté de nouvelles ressources formant avec lui un total de 8 millions, et si un ou plusieurs administrateurs de la Société Schneider et Cfl du Greusot ou des fondés de pouvoir de ladite Société agissant sous sa garantie régulièrement et expressément donnée n’ont pas été introduits par une délibération de l’assemblée générale des actionnaires parmi les administrateurs fondateurs de la Société d’éclairage électrique de la rive gauche.
- Les délais prévus par l’article 20 § 2 du cahier des charges pour la distribution de l’électricité partiront, par dérogation audit article, du jour de la présente délibération, sans qu’il soit d’ailleurs rien innové en ce qui concerne le point de départ et la durée de la permission accordée à M. Naze par la délibération du 23 juillet 1890.
- Le présent transfert ne sera valable qu’autant que les demandeurs accepteront l’obligation d’éclairer la rive gauche toute entière. Le plan des voies à canaliser sera dressé par degré d’urgence, après entente entre les r° et 3* commissions, l’Administration entendue.
- M. Bœhm forme des filaments de lampes à incandescence avec un alliage de deux parties de fonte et d’une partie d’aluminium, et contenant beaucoup de charbon. Le filament est nourri d’abord dans un hydrocarbure liquide, puis dans un gaz hydrocarburé.
- Télégraphie et Téléphonie.
- L’Administration des postes et télégraphes a été autorisée par arrêté ministériel à louer, en vue de la transmission des dépêches, dites de presse, les câbles franco-algériens pendant la nuit, pour une période déterminée comprise entre minuit et 7 heures du matin.
- La redevance d’abonnement locatif est fixée à 40 francs pour la première heure et à 10 francs pour chaque période supplémentaire indivisible de un quart d’heure.
- L’usage des câbles en question, loués par l’Administration des postes et télégraphes est soumis à une réglementation spéciale établie par l’arrêté précité.
- La Cutter-Hammer ManufacturingCompany, de Chicago, emploie un système d’allumage automatique des becs de gaz, que décrit Engineering. Chaque poteau contient deux éléments de pile et une petite bobine d’induction. Dans la lanterne on a fixé à une charnière un petit réservoir à gaz d’une contenance de 33 centimètres cubes que des poids tiennent abaissé. Au moment où l’usine à gaz augmente la pression dans les conduites, ce réservoir est soulevé de quelques millimètres, etétablit un contact électrique, qui provoque l’inflammation 1 1 ...
- Depuis plusieurs jours, dit la Revue des Postes et Télégraphes, de nombreuses équipes d’ouvriers télégraphistes travaillent à l’installation des lignes téléphoniques qui doivent relier Champigny et Ferrières au poste central de la rue Gutenberg.
- L’un des fils appartient à la grande ligne téléphonique de Paris à Marseille; il ne rejoint la ligne directe qu’au-delà de Villeneuve Saint-Georges, afin d’éviter les phénomènes d’induction causés par les bruits et les trépidations produits par les nombreux trains qui circulent incessamment entre la gare de Lyon et Villeneuve-Saint* Georges.
- Imprimeur-Gérant : V. Nory.
- Imprimerie de la Lumière Électrique. — Paris. 3î, boulevard des Italiens»
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- La Lumière Electrique
- JL
- . Journal universel d}Electricité
- 31, Boulevard des Italiens. Paris Directeur : Dr CORNÉLIUS HERZ
- XVI' ANNÉE (TOME Ll)
- SAMEDI 3 FÉVRIER 1894
- N» 5
- SOMMAIRE. — Le tramway électrique de Bordeaux-Bouscat au Vigean ; A. Hess. — Moyens de préservation contre lafoudrë; Paul Hoho. — Les lampes à incandescence; Gustave Richard. — De l’emploi des moteurs à gaz dans les installations privées et les stations centrales d’éclairage électrique; Jules Bourquin. — Chronique et revue de la presse industrielle : L’électricité appliquée aux travaux publics (Construction du port de Bilbao). — Sémaphore Desant. — Isolant Elihu Thomson. — Chauffage électrique Inee. — Revue des travaux récents en électricité : Société internationale des électriciens (séance du 24 janvier 1894); F. Guilbert. — Sur l’électro aimant, par O. Frœlich. — Heinrich Hertz et son œuvre; Bernard Brunhes. — Faits divers.
- LE TRAMWAY ÉLECTRIQUE DE BORDEAÜX-BOUSCAT AU VIGEAN
- Il n’existait en France que deux lignes de tramways électriques à fil aérien, celles de Clermont-Ferrand et de Marseille. Cette dernière a été l’objet d’une description très détaillée dans ce journal (a); elle a montré que l’industrie européenne peut, au point de vue technique, rivaliser sans difficulté, sur le terrain de la traction électrique, avec l’industrie américaine.
- Avec la mise en exploitation du tramway électrique de Bordeaux, qui vient d’être inauguré, nous voyons apparaître en France le système dit américain, dont ce pays a facilité les débuts, mais qui a été développé et rendu pratique par les entreprenantes sociétés des États-Unis. L’une des plus puissantes d’entre celles-ci, la Compagnie Thomson-Houston, a été chargée de l’exécution d’un tramway électrique de son système entre Bordeaux-Bouscat et le Vigean.
- Comme souvenir de l’inauguration, elle a publié une brochure à laquelle nous empruntons une partie des détails donnés dans cet article, et en particulier la notice historique suivante, qui donnera une idée des difficultés qu’ont dû vaincre les initiateurs de cette entreprise.
- Historique. — En juillet 1888, les maires des communes du Bouscat, Eysines, Bruges, Blan-quefort et quelques propriétaires et habitants riverains de la route du Médoc se réunissaient à la mairie du Bouscat, à l’effet d’étudier les moyens de créer un service de tramways sur la route du Médoc, desservie d’une façon tout à fait insuffisante, et à des intervalles fort longs, par les voitures de la Compagnie des tramways et omnibus de Bordeaux.
- Au cours de cette réunion, une souscription fut organisée ; une délégation se rendit auprès des propriétaires riverains, et, dans un délai de quinze jours, réunit une somme d’environ 100 000 francs.
- Aussitôt après, les communes intéressées du Bouscat, Bruges, Eysines (le Vigean) adressèrent au Conseil général une demande de concession avec faculté de rétrocession. Cette assemblée approuva la demande desdites communes au mois de septembre de la même année.
- A partir de ce moment, des pourparlers furent entamés avec plusieurs sociétés.
- L’une d’elles prit l’engagement d’exploiter la ligne à des conditions très acceptables, mais, après trois ans de négociations, sa demande fut rejetée par l’Administration supérieure, qui ne trouvait pas ses garanties financières suffisantes.
- En présence de cette situation, et plutôt que
- (’) La Lumière Electrique, t. XLVIII, p. 25i.
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- d'abandonner leur projet, les principaux souscripteurs se réunirent de nouveau et décidèrent de constituer une Société. On procéda à la formation d’un comité d’initiative réunissant vingt-six noms, et un Conseil d’administration provisoire composé de sept membres fut chargé de réunir le capital social.
- La tâche était lourde; il fallut s’adresser aux parents, aux amis; mais c’est surtout dans la petite épargne, chez les habitants des communes à desservir par le tramway que l’on obtint le plus de résultats.
- En même temps, une demande de concession en faveur de la nouvelle Société en formation fut agréée le 9 septembre 1892. Enfin, le 14 mai 1893, après bien des efforts et sans le concours d’aucun établissement financier, ,1a Société du tramway de Bordeaux-Bouscat au Vigean était formée.
- Entre temps, le conseil d’administration provisoire s’était préoccupé de rechercher le mode de traction le plus profitable. Au début, la traction animale paraissait la plus avantageuse par suite de son installation prompte et facile. Elle fut néanmoins écartée après un examen attentif, sur les lieux mêmes, des divers modes de traction employés à Paris, à Clermont-Ferrand et à Marseille. L’impression que rapportèrent les délégués fut, en effet, que la traction électrique était supérieure, tant au point de vue de l’économie que de la rapidité et de la facilité d’exploitation.
- Trois Sociétés importantes se mirent sur les rangs pour élaborer un projet et firent des propositions :
- La Société alsacienne de constructions mécaniques de Belfort; la Société Sautter, Ilarlé et C°, et usines d'Œrlikon ; et la Compagnie française pour l’exploitation des procédés Thomson-Houston.
- Après un examen des divers projets, les propositions de cette dernière Société furent agréées définitivement. Le décret de déclaration d’utilité publique fut signé le ifiseptembre 18g3, et les travaux, poussés avec la plus grande activité, étaient terminés le 20 novembre. Enfin, l’inauguration du nouveau tramway eut lieu le 17 décembre dernier.
- Ligne. — La convention avec le département et le décret de concession portent que la ligne partira de l’extrémité ouest de la rue David-
- Johnston, à Bordeaux, pour se terminer au Vigean.
- La longueur totale de la voie est de 4820 mètres. Après un parcours de 220 mètres en ville, elle traverse le boulevard et s’engage sur la route du Médoc, qu’elle suit constamment, res-
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- Fig. 1. — Ligne suspendue à des consoles fixées sur poteaux en bois.
- tant dans l’axe de la route pendant 1730 mètres, jusqu’au troisième garage, puis suivant l’accotement nord-est pour le reste du parcours, 3090 mètres.
- La voie est à écartement de 1 mètre entre rails; elle est établie en rails Humbert pour la partie posée dans l’axe de la route, en rails Vi-gnole pour les accotements.
- Les traverses, toutes en acier, proviennent.
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- de même que les rails, des usines de la Société anonyme des aciéries de France, à Isebergues, et les coussinets et accessoires, de la maison Dervaux-Ibled, de Vieux-Gondé (Nord).
- Les rampes sont très faibles et varient de 2 à i5 millimètres par mètre. Les courbes sont peu nombreuses et leur plus faible rayon est de 40 mètres.
- La ligne est à voie unique avec sept garages, non compris ceux des extrémités ; la plus petite distance entre les garages est de 3oo mètres, la plus grande de 1 kilomètre. En arrivant aux garages, . les deux trains qui se croisent sont
- dirigés sur leur voie respective par une aiguille à flèche mobile automatique.
- La station de départ sera au coin des rues David-Johnston et Croix-de-Seguev ; les autres stations se trouvent au boulevard, puis au chemin de la Charmille, au chemin des Écus, au chemin de Bruges Sainte-Germaine et enfin au Vigean.
- La ligne est aérienne ; elle est constituée par du fil de cuivre dur de haute conductibilité ayant 8 1/4 millimètres de diamètre. Ce fil est suspendu au milieu de la voie, soit par des câbles en acier galvanisé attachés à des po-
- Fig\ 2. — Tramway électrique de Bordeaux. — Entrée de la station centrale et de la remise des voitures.
- teaux en bois ou en acier, soit par des consoles fixées à des poteaux en bois, comme en figure i. Le retour du courant s’opère par les rails et par la terre. :
- Station centrale. — La station centrale génératrice d’énergie électrique est située à peu près à égale distance des deux extrémités de la ligne en bordure de la route du Médoc. Les mêmes bâtiments abritent la remise des voitures, dont la figure 2 représente la grande baie d'entrée.
- La station comprend en outre deux pièces contiguës : la chaufferie et la salle des machines. La figure 3 indique la disposition de ces pièces et l’emplacement des chaudières et machines.
- . La vapeur est produite par deux chaudières
- Babcock et Wilcox de i3e mètres carrés de surface de chauffe, pouvant vaporiser chacune i85o kilogrammes d’eau à l’heure. L’eau d’alimentation est puisée dans un bassin et traverse un réchauffeur- avant d’entrer aux chaudières. Ce bassin reçoit l’eau aspirée d’un puits par une pompe Worthington.
- La salle des machines, dont la figure 4 donne une vue d’ensemble, comporte deux moteurs à vapeur Mc Intosh et Seymour, d’Auburn (New-York), compound, sans condensation, commandant par courroie deux dynamos génératrices Thomson-Iiouston.
- La machine à vapeur Mc Intosh et Seymour est très répandue aux Etats-Unis; elle est encore peu connue en Europe. Les visiteurs de
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- l’exposition de Chicago ont pu en voir fonctionner un modèle développant 1200 chevaux à une vitesse angulaire de 112 tours par minute et avec de la vapeur à une pression de 9 kilos par centimètre carré. En raison des applications que cette machine commence à trouver en France nous allons en donner une description.
- Comme on a pu le voir déjà sur la figure 4, les boîtes à tiroir sont situées alternativement
- aux côtés opposés des cylindres, au lieu d’être dans le prolongement l’une de l’autre comme dans la disposition ordinaire. On obtient ainsi un plus facile accès à chacune des boîtes ainsi qu’aux stuffing-boxes établies entre les deux cylindres.
- La coupe horizontale des cylindres, (fig. 5) donne le détail de la distribution. On voit en a le tiroir principal d’admission, du modèle à pis-
- Tableau
- de
- distribution
- l!l. llllililM
- ’ I
- Avenuéde I
- ;------I
- Chaudière N? 2
- Chaudière N?1
- Soute à charbon
- Fig-. 3. — Tramway électrique de Bordeaux. — Plan de la station centrale.
- ton, animé par un excentrique à calage fixe Le tiroir de détente est fotrné par un manchon b entourant la partie centraledu tiroir d’admission. Ce manchon est commandé par un excentrique séparé placé sous l’action du régulateur. Les flèches indiquent le chemin suivi par la vapeur.
- Les canaux des boîtes de distribution sont placés aux extrémités du tiroir d’admission, à l'intérieur d’anneaux c maintenus entre des chapeaux boulonnés dd. Ces anneaux c sont fendus et peuvent être serrés pour rattrapper-l’usure ou ajustés sur les tiroirs à l’aide d’une vis qui traverse la boîte à vapeur et sort à l’exté-
- rieur comme on le voit en A, figure 6, qui donne une section verticale de l’un de ces anneaux, tandis que la figure 7 (B) représente une section verticale des deux tiroirs.
- Les figures S et 9 donnent une élévation et une vue en plan d’une des machines. On remarque que dans cette machine l’arbre de couche ne porte ni excentrique ni régulateur; ces organes sont placés sur un arbre auxiliaire a en ligne avec l’arbre principal et actionné par lui à l’aide de la bielle b reliant la manivelle de l’arbre de couche à celle de l’arbre auxiliaire.
- • Cette disposition laisse l’arbre principal entiè-
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- rement librg pour la fixation de poulies, permet de réduire les dimensions des excentriq ues et du régulateur, de les assembler indépendamment et de les réparer sans toucher au reste de la machine.
- En cc' sont les deux excentriques qui commandent les tiroirs de détente; ils sont calés sur un manchon mis en rotation sur l’arbre sous l’action du régulateur. L’excentrique c fait mouvoir les tiroirs de détente des deux cylindres de la machine non l'eprésentée sur la figure et qui,
- dans les types puissants, est couplée avec la machine de droite que représentent les figures 8 etc). Cette action de l’excentrique c s’opère par l’intermédiaire de l’arbre transversal d. L’excentrique c' est relié au bras e qui commande, en son milieu, par la tige/, le tiroir de détente du cylindre à basse pression; un arbre transversal transmet le même mouvement au tiroir de détente du cylindre à haute pression.
- L’excentrique du tiroir d’admission n’est pas relié rigidement avec sa tige, mais par l’inter-
- Fig\ 4. — Tramway électrique de Bordeaux. — Intérieur de la salle des machines.
- médiaire d’une articulation à bras coudé articulé lui-même au bâti; le but de cette disposition est de corriger l’effet dû à l’obliquité des bielles.
- Les cylindres sont complètement enveloppés de vapeur, et la chemise de vapeur du cylindre à haute pression est reliée à des serpentins en cuivre contenus dans les receivers; on obtient ainsi une plus active circulation de la vapeur.
- Le régulateur à ressort représenté par la figure 10 constitue un organe intéressant de la machine. Il diffère des régulateurs analogues employés pour les machines à tiroir unique par ce fait qu’il suffit de faire tourner simplement l’excentrique sur son arbre pour faire varier la
- détente, puisqu’il ne sert qu’aux tiroirs auxiliaires dont la fonction exclusive est de régler la détente. Dans une machine à tiroir unique, réglant à la fois l’admission et l’échappement aussi bien que la détente, il serait nécessaire de donner à l’excentrique un mouvement transversal sur l’arbre, de façon à modifier la course du tiroir; le mécanisme serait alors plus compliqué.
- La maison Mc Intosh et Seymour construit les deux formes de régulateurs, la dernière forme pour les machines de faible puissance. L’absence de frottement dans ces régulateurs est due principalement à l’emploi d’un ressort à lames qui s’oppose à la force centrifuge des
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- Fig*. 5, 6 et 7. — Machine-à vapeur Mc Intosh et Seymour. Coupe horizontale des cylindres.
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- contrepoids à l’aide d’un goujon en acier trempé reposant dans une crapaudine en acier sur chacun d’eux. Cette crapaudine est pratiquée au centre de gravité de chaque contrepoids, de sorte que la force centrifuge est directement combattue par le ressort sans frottement.
- La lubrifaction de toutes les surfaces frottantes est l’objet de précautions spéciales. Poulies paliers de l'arbre principal, une pompe actionnée par un petit excentrique calé sur l’arbre auxiliaire puise dans un vase à décantation de l’huile qu’elle refoule au-dessus des paliers. Des anneaux en bronze placés à côté des portées projettent l’huile en excès dans des canaux qui la conduisent au vase à décantation, pourvu d’un
- Fig. 10. — Régulateur Mc Intosh et Seymour.
- indicateur de niveau. L’opération est continue et entièrement automatique.
- Tous les coussinets des mécanismes de distribution sont graissés par des appareils à goutte visible, et la manivelle par un graisseur centrifuge.
- Comme on le voit, les constructeurs ont eu soin d’établir un graissage parfait. Les surfaces de frottement sont d’ailleurs travaillées dans cette machine avec un soin tout particulier, contrairement à une pratique qui s’en remet à l’usure pour le finissage de ces surfaces.
- Les machines Mc Intosh et Seymour installées à la station centrale du tramway électrique de Bordeaux développent une puissance de i5o chevaux à une vitesse angulaire de 235 tours par minute.
- Les génératrices qu’elles commandent sont du type tétrapolaire hypercompoundé Thomson-Houston (fig. 11). La puissance de chacune de ces dynamos est de 100 kilowatts, leur force électromotrice de 55o volts à la vitesse angulaire de 600 tours par minute.
- Le tableau de distribution est formé de deux panneaux identiques que l’on aperçoit à l’extrémité de la station (fig. 3 et 4). Chacun de ces panneaux comporte un commutateur d’excitation, un commutateur général, avec fil d’équilibre ou égaliseur permettant le couplage des dynamos hypercompoundées, un rhéostat d’excitation, un voltmètre, un ampèremètre, cinq lampes témoins, un parafoudre, et un interrupteur automatique fonctionnant en cas de court circuit accidentel, avec renclenchement à distance automatique. Sur le côté du tableau sont disposés, en outre, deux compteurs Thomson et un grand voltmètre Weston, dont on peut apercevoir l’échelle à une certaine distance.
- Matériel roulant. — Les voitures sont de deux sortes : les unes automobiles, sans impériales, offrent 40 places et pèsent 5 tonnes; les autres, également sans impériales, de 5o places, sont destinées à être remorquées les jours de grand trafic par les voitures motrices. Celles-ci ont des roues de 0,84 m. de diamètre ; leur poids de 5 tonnes se répartit ainsi : moteur et engrenages, 900 kg. ; truck, i5oo kg. ; caisse fermée 2000 kg. ; accessoires divers 600 kilogrammes.
- Les voitures automobiles, au nombre de 6, sont pourvues chacune d’un moteur électrique Thomson-Houston, type dit walerproof, de i5 à 20 chevaux (fig. 12). Ce type, à simple réduction de vitesse par engrenages tournant dans une boîte à huile, et à induit complètement enfermé dans une enveloppe en fer faisant partie du circuit magnétique des inducteurs, a déjà été décrit dans ces colonnes. Un technicien de la compagnie Thomson-Houston, interrogé par nous sur le mode particulier d'enroulement du moteur employé à Bordeaux, s’est retranché derrière le secret professionnel. Dans l’intérêt de nos lecteurs nous croyons utile de leur présenter ici le dernier dispositif inventé par M. Elihu Thomson parvenu à notre connaissance.
- Ce nouveau système, dont la figure i3 est un diagramme explicatif, a pour but de permettre la régulation de la force contre-électromotrice des moteurs pendant la marche, sans dépense
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- inutile d’énergie. Le moyen employé consiste à faire varier, sans mise en court circuit intermédiaire, la longueur de l’enroulement ou le nombre de spires en circuit de l'induit.
- L’induit porte à cet effet plusieurs enroulements de fils de différentes grosseurs que l’on peut combiner par les moyens suivants :
- Dans la figure i3 les lames du collecteur sont désignées par les lettres Kj, K2, etc. Ce collecteur est supposé fixe, tandis que les balais frotteurs X et X' tournent. Dans l’enroulement extérieur on remarque les bobines à gros fil Aj, Ao, etc., les bobines à fil de grosseur moyenne B,, B2, etc., et les bobines à fil fin C2, etc.
- Fig-, il. — Génératrice hypercompoundée Thomson-Houston pour tramways.
- Une extrémité de chaque bobine gros fil A reste reliée constamment à la lame de collecteur correspondante ; l’autre extrémité aboutit en a à l’anneau commutateur S, et forme également le point de départ des bobines à fil plus fin B, dont l’autre extrémité est à un autre contact b de l’anneau S. Enfin, les bobines G sont reliées semblablement d’une part avec les bobines contiguës B, et d’autre part avec les contacts c de l’anneau.
- L'anneau S, comme le collecteur, est fixe; mais une bague intermédiaire T T est mobile, et entraîne avec elle des contacts à ressort dci, reliés d’une façon permanente par des fils flexibles avec les gros fils conduisant aux lames du collecteur.
- En faisant tourner cette bague TT on peut donc amener successivement les contacts d sur les plots d, b et c. Dans cette dernière position (det.c en contact), toutes les bobines de l’en-
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- roulement sont intercalées en circuit, la force électromotrice développée est maxima. Au contraire, en amenant d âur a, on ne conserve en circuit que les bobines à gros fil, la force électromotrice est diminuée. Enfin, avec d sur b on
- se trouve dans la position intermédiaire qu’indique le diagramme. Il est évident que les trois enroulements, au lieu d’être juxtaposés, peuvent être superposés. D'autre part, le nombre de sections de l’enroulement total est arbitraire;
- Fig-, 12. — Moteur Thomson-Houston, type dit walcrpronf.
- en en disposant un grand nombre, la force électromotrice peut être modifiée par degrés.
- Fig-, i3. — Enroulement Elihu Thomson permettant de régler la force électromotrice.
- Sous sa forme d’exécution, la bague T T est pourvue d’un manche ou d’une tringle permettant de la décaler d’un angle donné. Les balais
- tournants XX' coulissent dans des tubes, et s’appliquent contre la face interne du collecteur sous l’influence de la force centrifuge. C’est, on se le rappelle, un dispositif pratique déjà employé par M. Leblanc dans sa machine à balais tournants (1).
- Appliqué aux moteurs de tramway, le système de M. Elihu Thomson permet d’en faire varier la vitesse et le couple; le démarrage s’obtient sans emploi de rhéostats, en intercalant simplement en circuit la longueur totale du fil de l’enroulement. Pour les moteurs alimentés à potentiel constant, on augmente la vitesse en mettant hors circuit les bobines à fil fin, et la vitesse maxima est atteinte lorsque les bobines à gros fil seules travaillent entre les balais.
- Nous ne saurions affirmer que ce mode de régulation des moteurs est employé à Bordeaux ; aussi cette digression n’a-t-elle pour but que de faire connaître à nos lecteurs le plus récent perfectionnement apporté au matériel de la compagnie.
- Ajoutons qu’outre les moteurs, les voitures automobiles portent deux contrôleurs pour la
- C) La Lumière Electrique, t. XL, p. 321.
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- mise en marche, l'arrêt et les changements de vitesse, et qu’elles sont éclairées par 5 lampes à incandescence branchées en série sur les 5oo volts du circuit principal, dont elles subissent naturellement toutes les variations de tension.
- Les voitures, confortables et élégantes, ont été construitres chez M. Gustave Garde, à la Bastide-Bordeaux. Les trucks ont été spéciale-lement étudiés par la Compagnie française Thomson-llouston, d’après les meilleurs trucks américains et construits par M. J. Leclaire, à Montreuil-sous-Bois, près de Paris.
- En temps ordinaire, la compagnie met en service vingt trains par jour dans chaque sens. Ce nombre peut être augmenté les jours d’affluence; la vitesse est en moyenne de 12 kilomètres à l’heure, mais peut atteindre une valeur plus considérable.
- L’entreprise du tramway électrique de Bordeaux, entièrement due à l’initiative privée, ne manquera pas de susciter une active émulation aussi bien chez les habitants de nos grandes villes pour la création de nouvelles lignes, que chez les constructeurs pour l’étude du matériel spécial de la traction électrique. Déjà on à commencé les travaux d’installation d’un nouveau tramway électrique, celui du Havre; nul doute que le mouvement progressif que nous constatons n’aille en s’accélérant.
- A. Hess.
- MOYENS DE PRÉSERVATION
- CONTRE RA FOUDRE
- PARATONNERRES
- Les statistiques montrent que les accidents causés par la foudre ont augmenté, depuis un certain nombre d’années, suivant une progression à peu près géométrique; les rapports officiels allemands de 1886 accusent une augmentation déplus de 200 0/0 depuis 1870 jusqu’à 1882. Sans nous arrêter à des théories hypothétiques au moins discutables, telles que celles qui recherchent les causes de ce phénomène peu rassurant dans les taches du soleil, on peut, à notre avis, le rapporter à deux faits principaux qui y-contribuent directement. Ce sont, d’abord, la disparition progressive des forêts, par lesquelles
- se neutralisaient les orages, et, ensuite, l’emploi toujours croissant des métaux dans les constructions.
- On sait que les orages sont dus à des charges d'électricité emmagasinée et entraînée dans les nuages. La « chute de la foudre » résulte de la combinaison instantanée de cette électricité avec l’électricité accumulée par influence à la surface de la terre.
- Les moyens de défense contre les accidents causés par la foudre doivent être indiqués par la science des phénomènes électriques secondée par l’expérience.
- En 1880, l’Académie des sciences de Prusse disait que « les paratonnerres ont donné d’excellents résultats dans la plupart des cas, et qu’il n’est presque pas pardonnable que des bâtiments, avec des différences de hauteur considérables, n’en soient pas munis ».
- Les divers systèmes en usage peuvent se ramener à deux types, qu’il est intéressant de mettre en parallèle, d’autant plus que le second est encore relativement peu connu, et que malheureusement il est très souvent mal compris et mal interprété dans son essence même.
- i° Le paratonnerre Franklin;
- 20 Le paratonnerre Melsens.
- Le paratonnerre Franklin, le plus ancien, datant de 1752, consiste en une tige métallique s’élevant sur les bâtiments à protéger, et communiquant par un bon conducteur métallique continu, d’une manière intime, avec les couches conductrices (humides) du sol. La foudre, tendant à tomber sur la pointe de cette tige de préférence à tout autre endroit du bâtiment à protéger, s’écoulera par le conducteur dans le sol et s’y dispersera.
- Il faut bien observer que :
- a) L’action de ce paratonnerre consiste essentiellement en ce que la pointe constitue nelte-menl pour la foudre un point d’attraction bien marqué etprédominanl sur tous les autres points. Mais il est absolument faux de prétendre qu’il existe une zone déterminée de protection. Cette zone est essentiellement variable et échappe à toute évaluation, même approximative. Il en résulte que, pour obtenir une protection suffisamment assurée, il faut donner à la prédominance de la tige sur les points environnants, et par suite à la hauteur de cette tige, une importance franchement exagérée.
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- Ce paratonnerre agit essentiellement parce qu'il provoque et attire la foudre.
- b) La communication de la tige avec les couches conductrices de la terre doit être parfaite, d’abord sur tout le parcours de la conduite, ensuite aux points de contact avec le sol. Si cette communication était imparfaite, le paratonnerre constituerait un grave danger, qui a d’ailleurs donné lieu à un grand nombre d’accidents déplorables .
- Ce point est malheureusement souvent négligé.
- L’Électricien du 17 septembre 1889 a publié à ce sujet une observation qu’il nous paraît intéressant de reproduire in extenso :
- « Paratonnerres. — Sous ce titre, le journal The Times du 3i août publie une lettre qui lui a été adressée parle professeur Tyndall, au sujet de remarques publiées par ce journal à la suite des orages récents qui ont sévi à Londres. Le savant professeur raconte qu’il y a quelques années un phare bâti sur un rocher, sur la côte d’Irlande, ayant été frappé et endommagé par la foudre, une inspection démontra que l’extrémité inférieure du câble reliant le paratonnerre à la terre était soigneusement insérée dans une pierre, laquelle avait été perforée pour le recevoir. Le professeur fit prolonger le câble, à l’extrémité duquel il fit attacher une grande plaque de terre, qui fut immergée en mer. Il dut apposer son veto à la proposition des autorités qui recommandaient l’emploi d’une chaîne, sachant par expérience que le contact entre les divers maillons d’une chaîne n’est jamais parfait.
- « Il cite encore un cas tout récent où l’ouvrier chargé de l’installation d’un paratonnerre dans la maison d’un de-ses voisins, en province, inséra soigneusement l’extrémité inférieure du câble dans la terre, sans aucune plaque de terre ou autre précaution. Le professeur dit qu’il croit, d’après ses renseignements, que ce mode imparfait de pose des conducteurs est fréquemment employé par des ouvriers ignorants de leur métier et que lepalaisde l’evéque de Winchester, à Farnham, est ainsi protégé, protection, dit-il, qui n'est qu'une illusion, une duperie et un piège. »
- De ces observations résultent les conséquences suivantes :
- i° Pour installer les paratonnerres à tige, il faut nécessairement se baser sur une zone de protection déterminée, qui n existe pas ;
- 2° II faut donner aux tiges des longueurs et des poids nécessairement exagérés, et, par conséquent, leur installation et surtout leur consolidation seront nécessairement très dispendieuses et causeront inévitablement des détériorations aux toitures sur lesquelles ce système sera employé.
- 3° Après l’installation, il règne une incertitude complète sur la distance protégée, en même temps que, par suite de l’action attractive, nécessairement prédominante de la tige, les chances de la chute de la foudre sonl augmentées ;
- 40 Des précautions spéciales sont nécessaires pour assurer la continuité de la ligne et sa communication intime avec les couches humides du sol, et, après l’installation, une surveillance stricte et continuelle est indispensable;
- 5° Nous ajoutons que de fait, ainsi qu’il est constaté par l’expérience, la foudre est lombèede nombreuses fois sur des bâtiments munis de paratonnerres à tige.
- Le second système, dû à l’illustre et regretté Melsens, et de plus récente date, repose sur le principe suivant :
- Un bâtiment serait parfaitement défendu contre la foudre s’il se trouvait dans une enveloppe métallique prenant racine dans les couches conductrices du sol, ou si le bâtiment lui-même présentait une pareille enveloppe. Ce principe, très juste, est en même temps facilement réalisable en pratique.
- Pour arriver à ce résultat, la construction est recouverte d'un réseau métallique disposé judicieusement sur les parties les plus menacées, faisant corps avec le bâtiment, notamment avec ses parties métalliques, et communiquant avec le sol par de multiples descentes. Quoique essentiellement protecteur tel quel, ce réseau est utilement surmonté, aux points culminants, par des aigrettes composées d’un groupe de pointes métalliques dirigeantes. Ce réseau est fait en gros fil de fer galvanisé, en bronze phosphoreux ou en cuivre.
- Les aigrettes placées sur les points culminants ont pour objet principal de chasser le fluide électrique de la terre dans l’air, afin de neutraliser, au moins dans une certaine mesure, l’électricité des nuages et prévenir ainsi la chute de la foudre.
- Cette action préservatrice des a'gieltes, dont l’existence a été quelquefois contestée, mais à
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- tort, a été nettement mise en évidence par M. Cour-toy, dans ses expériences justement réputées.
- Il convient de rendre cette action aussi énergique que possible.
- Les inconvénients inhérents au système à tige ne se présentent pas pour le système à réseau. Ce système s’en distingue nettement, en ce que le premier est essentiellement provocateur et par là dangereux, tandis que le second est uniquement protecteur et de plus préservateur.
- De ce qui précède, il résulte les faits suivants :
- i° L’application du système à réseau n’est basée sur aucune hypothèse, mais bien sur des principes parfaitement établis;
- 2° Il n augmente nullement les chances de la chute de la foudre, et, en cas de chute, la protection qu’il exerce est efficace;
- 3° L’existence de ce paratonnerre n influe d'aucune façon sur les bâtiments voisins ;
- 4° Economie dans le matériel et dans l’installation, qui se réduit à la pose de fils et d’aigrettes, les uns et les autres légers et faciles à fixer.
- La différence des prix entre les deux systèmes est très considérable;
- 5° Grâce aux descentes multiples, la continuité avec le sol est assurée, quoiqu’elle soit moins impérieusement exigée que dans le système à tige. La surveillance, par la suite, est presque nulle;
- 6° Nous ajoutons quede fait, pour autant qu’il soit à notre connaissance, jamais la foudre n’est tombée sur un bâtiment protégé par ce système et où les principes essentiels de Melsens avaient été observés.
- Par contre, les nombreux faits isolés d’observation qui ont été relevés ont toujours confirmé, et souvent d’une manière éclatante, la justesse de ces principes, très souvent même dans ses détails presque méticuleux.
- Le système à réseau fut adopté par les principales administrations publiques en Belgique; c’est ce système qui est notamment appliqué à l’IIôtel de Ville de Bruxelles, au nouveau Palais de Justice, etc. Introduit à l’étranger, il fut recommandé par l’Académie des Sciences de France, notamment pour les poudrières ; ensuite parla commission des paratonnerres, instituée à Paris. Il fut aussi adopté en Angleterre
- pour les navires de guerre et de commerce, sur lesquels on est parvenu à éviter radicalement tous les accidents dus à la foudre.
- Paul Hoho.
- LES LAMPES A INCANDESCENCE
- La monture de Bail, représentée par les figures i à 5, est remarquable par sa grande simplicité. Le chapeau est constitué par un tube
- fileté 3, fixé à l’intérieur de l’enveloppe i par une coulée de soufre 4, préférable au caoutchouc ordinairement employé, et le culot proprement
- Fig-, 6 à 9. — Monture murale Bryant (1893).
- dit est constitué par deux disques d’ébonite 5 et 6, percés chacun de deux trous 7 et 8, 9 et 10, ces derniers pourvus d’œillets en mêlai. Les disques 5 et 6, solidarisés par le pivot 11, sont d’abord superposés de manière que leurs trous se correspondent, puis, après lajonction des conducteurs 12 et 13, désaxés comme en figure 3, de
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- manière que les attaches s’étalent sur le disque 5, en laissant à l’ensemble uns certaine souplesse, après quoi l’on visse l’enveloppe i sur le fond 14, qui achève la construction de la monture.
- Dans la variante figure 5, le chapeau porte, par une rondelle isolante 31, sur le rebord du filet 3o. vissé sur le culot 29-32 sans aucune autre garniture.
- La monture murale de Bryanl est (fig. 6 à 9) constituée par un bloc de porcelaine A, qui peut se mouler d’un seul coup, et dont le cylindre a' reçoit les deux prises de courant. L’une de ces prises, P, Pa ou P2, est généralement centrale, et l’autre annulaire, en forme de vis R, comme pour les lampes Edison (fig. 8), pourvue de ressorts droits R', comme dans les lampes
- Fig. 10 et 11. — Monture Perkins (1891-1893).
- Westinghouse (fig. 7), ’ou de ressorts plats R2, comme dans les lampes Thomson-IIouston (fig. 9). Les prises de courant sont reliées à des lames T'T', avis.//', qui pincent les conducteurs entre elles et les.appuis s s' de l’embase a2.
- Dans la monture de Perkins le contact central est (fig. 10) constitué par le bouton G, visséenD, et le contact annulaire parle ressort E, qui cède et s’emboîte dans les corrugations de F, de manière à assurer, en même temps qu’un contact parfait, une grande rigidité à l’assemblage de la monture B avec le culot D.
- Le croisement de Swan représenté par la figure 12 a pour objet de raccorder le circuit B B au circuit perpendiculaire B'B'. Ce raccordement se fait au moyen des pattes B B B' B', vissées en D sur le bloc S, qui traversent à des hauteurs différentes le piton central P, de j
- manière à ne jamais se toucher, et qui sont reliées par les plombs fusibles F, fixés en G sur les pattes, et protégés par les tubes de verre A..
- Afin d’éviter l’emploi du platine, M. Scharfa récemment proposé la disposition suivante : On remplace les attaches ordinaires en platine par des attaches en fer ou en cuivre cia (fig. 13), auxquelles on soude les amorces b b, avec rac-
- Fig. 12 — Croisement Swan (1893).
- cord bu du même verre que celui de la lampe, puis on soude ces amorces au goulot de l’enveloppe. Geci fait, on recouvre la sortie des attaches d’une pâte d’or ou d’argent pulvérisé dans de l’huile de pétrole épaisse, que l’on chauffe à la flamme de Bunsen de manière à obtenir une étanchéité parfaite, et, sur les attaches ainsi garnies en c c, on soude à l’étain un fil de cuivre
- Fig. i3 à i5. — Attaches Scharf (1892).
- (fig. 17) dont on coupe ensuite la partie médiane qui s’étend entre les deux attaches comme en figure 16.
- Nous avons déjà signalé les culots à ciment fusible de M. Nickerson Q-). En figure 18 ce ciment A est simplement coulé sur un disque de mica P. Ce ciment doit, pour le débarrasser de toute matière volatile, être chauffé et maintenu fondu dans le vide, jusqu’à ce qu’il cesse de dégager des gaz ou des vapeurs. (*)
- (*) La Lumière Électrique du 26 août 1898, p. 358.
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- Dans le type de lampe Nickerson représenté par la figure 19, construit par la Beacon Company, de Boston, le ciment B, retenu par le disque en mica C, est protégé de la chaleur par un second disque de mica C' et par deux pièces métalliques RR, appelées radiateurs, qui diffu-
- Fig. 16 et 17. — Attaches Scharl'.
- sent la chaleur entré les disques C et C', et qui lorsque la température augmente trop — aux environs de 120° — fondent, en rompant ainsi le circuit des attaches qui leur sont soudées.
- La lampe de Burncll et Doane a son embase en verre filetéaB (fig. 20) soudée enaa(fig.20,n° 10)
- Fig. 18 et 19. — Attaches Nickerson (1893).
- Le tube B de cette embase est rempli par deux bouchons G G, entre lesquels on enfonce le clou D (fig. 5), auquel on soude l'une des attaches. L’autre attache est soudée à la couronne E e' (fig. 4). fermée par un bouchon F retenu parles aspérités e, et que traverse le clou D.
- Le filament est, dans la lampe de E. Thomson représentée par la figure 21, soutenu non pas
- directement par les attaches en platine 1, 2, mais par les gros fils W W, scellés en a a, et soudés aux attaches en b b. On réalise ainsi un accrochage des filaments très solide, et qui ne fatigue pas les attaches.
- On peut aussi, comme l’indique la figure 22 relier les attaches 1 et 2 à de gros fils W W, soudés aux supports X X', scellés en a a.
- La lampe de M. Arnold est (fig. 23) pourvue d’un réflecteur constitué par un culot de verre d argenté à l’intérieur, puis rempli de plâtre. L’argenture se fait en précipitant en d une dissolu-
- Fig. 20. (n<> i à 9). — Attaches Burnett et Doane (i8g3). Ensemble de la lampe (Compagnie Thomson-Houston', Elévation et plan (1 et 2), détail du culot (3, 4,6,9 et 10 et du clou D (5 et 7).
- tion de nitrate d’argent par du bitartrate de potasse.
- La lampe à deux filaments a et b de MM. Zo-bcl et Buchmuller a ses trois attaches 1,2,3 disposées (fig. 24) de façon que, en temps normal, le courant du circuit I. II passe dans un seul de ces filaments : en a par exemple, suivant le trajet (1,111,2 a 1, IV, II). Si a vient à se rompre, il suffit pour le remplacer par b. de souder comme l’indique le pointillé (fig. 27) l’extrémité libre de l’attache 3 au contact IV.
- En figures 26, 28 et 29, les attaches 2 et 3 traversent toutes deux le culot, et le (il 3 est pourvu d'un contact mobile dd! ou e : quand le filament a est rompu, on renverse la lampe, ou on la secoue de façon soit à faire tomber la plaque d
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- de la position pointillée à la position pleine, où elle joint i à 3, soit à amener sur i et 3 le crochet de la fourche e.
- L’appareil de MM. Burnelt cl Doane représenté par les figures 3o à 33 a pour objet la fabrication rapide de filaments de résistance absolument identique.
- Le courant fourni, de l’alternateur A, par le
- Fig. 21 et 22. — Attaches E. Thomson.
- transformateur B, au commutateur D, arrive, par le rhéostat E, en x, où il se bifurque au rhéostat F et au filament G. Ce filament, à contacts ee et à fiche gz, plonge dans le bocal de pétrole G.
- La bifurcation allant au rhéostat F renferme aussi le commutateur automatique H, dont l’armature, soumise aux actions opposées des élec-
- Fig. 23. — Réflecteur Arnold.
- tros H, H2 II3 H., compris les uns de F, les autres dans celui du filament, commande la clef I du circuit de la pile K. Ce dernier circuit comprend un électro L, qui, lorsqu’il est excité, lâche, par son armature /,1e levier M, de manière que ce levier, attiré par son ressort N, rompe le circuit du filament. Ce circuit est donc rompu dès que le filament présente une certaine résistance réglée par celle du rhéostat F.
- Le rhéostat E, en série sur les deux branches
- du circuit, limite l’augmentation du courant dans le filament à mesure que sa conductibilité augmente avec son nourrissage : ce courant doit augmenter moins vite que la conductibilité du filament, et, pour obtenir un bon filament, il faut que la température soit très élevée pendant son traitement : Les rhéostats E et F règlent l’intensité du courant de façon que sa température soit toujours maintenue sensiblement au degré voulu sans variations anormales.
- Fig. 24 à 29. — Lampe à deux filaments Zobel et Buchmuller (1892).
- Pour les filaments très résistants, la résistance de F doit être beaucoup plus élevée que celle de E, tandis que pour les filaments très conducteurs les résistances de E et de F, notablement abaissées, ne doivent différer que de très peu.
- Les électro-aimants du commutateur automo-tique H sont reliés respectivement : H' et H2 au circuit du rhéostat F, H3 et If4 à celui du filament. Leurs fils de cuivre ont 0.60 mm. pour des filaments de 16 bougies et de 100 à 110 volts. L’armature se compose d’un levier h, monté sur rubis en h\ et portant à ses extrémités deux paires de disques /i3, composés chacun de deux feuilles de tôles ondulées à angles droits l'une
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- de l’autre et fendus radialement chacun de quatre traits rectangulaires opposés à 45°. Ces plaques sont vernies à la gomme arabique, juxtaposées, pressées et cuites, de manière à adhérer fermement par leur vernis. Pivotée concentri-
- quement au balancier h se trouve une barre P, à bras p p, disposés de chaque côté des disques hz de manière à limiter l’amplitude de leurs mouvements, et dont la position se règle par la vis P', faisant écrou en p' p'. Un ressort P2 ap-
- Fig. 3o. — Nourrissage des filaments Burnett et Doane (1893) General Electric C°. Schéma des circuits.
- puie constamment P sur cette barre. Enfin, cette barre porte â l’une de ses extrémités un isolant Q, à contacts élastiques i i.
- Le rhéostat R a la résistance même que doit
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- Fig. 3i à 33. — Détail du commutateur II.
- présenter à chaud le filament normal : un petit rhéostat R', d’un demi-ohm, shünté par S sur R, représente la tolérance maxima que l’on veut admettre comme variation dans la résistance du filament fini.
- Après avoir approximativement réglé les
- rhéostats E et F l’un par rapport à l’autre en raison du filament, on intercalle R dans le circuit du filament sans R', et l’on fait avancer, par P', la barre P, jusqu’à ce que les électros H2 H3 du circuit du filament attirent l’armature h, fer-
- 11 'FÎT
- Fig. 34. — Chauffage des filaments E. Thomson (1893).
- ment le circuit de la pile K, et rompent celui du filament. On intercalle alors, par S, le petit rhéostat R' dans le circuit de R; on referme M, et, si l’armature h est encore attirée, on réajuste p jusqu’à ce que cette attraction ne se produise .plus avec R' en circuit. La résistance du fila-
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- ment est bien alors égale à celle de R à un demi-ohm près.
- M. Elihu Thomson a récemment proposé, pour chasser les gaz résiduels des lampes, de les chauffer pendant qu’on y fait le vide par une
- Fig. 35 à 40. — Pompe à vide Siemens et Halske (1892).
- pompe G (fig. 34), non pas au moyen d’un courant d’électricité, mais par les gaz d’un foyer, que l’on fait circuler au moyen d’un ventilateur F dans la chambre des lampes D. Un registre e, permet de régler cette circulation à la main
- Fig. 41. — Pompe Schulze-Bcrge (1893).
- ou automatiquement d’après les indications du thermomètre p.
- Ainsi qu’on le voit par les figures 35 à 3j, la pompe à vide de Siemens et Halske, dont le piston P est représenté, par ces figures, au haut de sa course d’aspiration, puis au bas de sa course
- de refoulement, fonctionne sans espaces nuisibles. Quand le piston monte, il ne peut pas passer d’air de l’extérieur par la soupape de refoulement Y,, recouverte d’une épaisse couche de mercure, et l’air à épuiser passe de R, sous ce piston, par la soupape d’aspiration V2. Pendant
- Fig 42 et 43. — Lampe portative Gover (1893).
- la descente (fig. 37) tout l’air aspiré est refoulé à l’extérieur par V! et il ne peut pas en entrer en R, dont le tube S est fermé à !a fois par V2 et par le mercure qui a fui au travers de cette soupape.
- Dans la variante figures 38 à 40, le tube S fait corps avec le piston K, mais le fonctionnement est, en principe, le même que précédemment et
- Fig. 44 et 45. — Régulateur Henry pour l’éclairage des trains (1893).
- s'explique par les figures seules d’après la description de la pompe (fig. 35).
- Le dispositif de MM. Schulze-Berge représenté par la figure 41" permet de s’assurer facilement de l’étanchéité de l’une quelconque des lampes L reliées au tube E d’une pompe à vide.
- Il suffit, en effet, pour cela, de soulever la poire R, de manière à faire monter le mercure
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- des manomètres VV jusqu’au niveau Z Z, et d’observer celui des tubes en U : B, G... où ce niveau se met à baisser. En marche normale, même avec un vide parfait dans les lampes, le niveau du mercure ne doit pas dépasser la hauteur xx, un peu au-dessous des tubes en U.
- La lampe portative de Gover représentée par les figures 42 et 43 a ses plaques d’accumulateur Ce disposées dans deux compartiments Bj B2, en ébonite, avec enveloppe métallique A. Le cadre de chacune des plaques C est en ébonite,
- Fig. 46. — Phare à incandescence E. Thomson (1891-1893).
- entouré d’une bande de plomb, à projections c, et sur laquelle on enroule transversalement des cordes de plomb tressées de manière à en recouvrir les deux côtés du cadre. Les projections c, encastrées dans le bitume D, sont reliées : toutes les positives à la borne R, et les négatives à R2; la lampe L, protégée par le verre G, a l’un de ses contacts relié à Rh et l’autre à la borne intermédiaire Rs.
- Les gaz s’échappent par le tube F, perforé logé dans un second tube E, également perforé, rempli de coton, et percé d’un trou/, par où les gaz peuvent ainsi s’échapper sans laisser fuir
- les liquides que l’on renouvelle par E, après avoir retiré F.
- Le régulateur pour éclairage des trains de M. J.-C. Ilenry fonctionne (fig. 44) de la manière suivante, au moyen de la dynamo M, montée en série, et dérivée sur le circuit ah, qui alimente les lampes C. Cette dynamo, qui tourne d’autant plus vite que le potentiel est plus élevé en ah, actionne par son arbre S le premier élément F' d’un train de White, F'GG'E', dont le second pignon E' tourne en sens contraire de F', par un mécanisme d’horlogerie, et dont les deux autres pignons GG' entraînent la vis sans fin I tant que M tourne à la même vitesse que E,
- Fig. 47 et 48. — Phare à incandescence E. Thomson.
- Schéma des circuits et détail du relais.
- c’est-à-dire tant que le courant est normal en ah, la vis I ne tourne pas, mais elle tourne dans un sens ou dans l’autre dès que la vitesse de M est inférieure ou supérieure à celle de E; et comme 1 entraîne par J O et le collier de friction N, le bras K d’un rhéostat D, intercalé en G M, on conçoit que ce rhéostat régularise ainsi automatiquement le courant en G dans les limites fixées par ses taquets T T'.
- L’ingénieux appareil de M. Elihu Thomson représenté par les figures 46 à 48 a pour objet d’entretenir pendant très longtemps une lumière à incandescence au foyer d’une lentille L, en remplaçant automatiquement la lampe actuelle a, dès qu’elle se brûle par une série d’autres lampes h c.
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- A cet effet, ces lampes sont montées sur une tige Q, chargée par un poids W, qui repose sur une colonne T, pleine de sable, et fermée par un clapet V. Ce clapet est actionné par un électro M dérivé (fig. 47 et 48) sur le circuit mn de la lampe a, dont les bornes font contact en tl avec ses extrémités e/, tant que la lampe reste au foyer de L. Si cette lampe vient à se brûler, la résistance du circuit mn ef augmente, de manière que l’électro M, attirant son armature, ouvre le clapet V, jusqu’à ce que la lampe suivante b vienne, en glissant sur ses guides g g remplacer a\ après quoi, l’électro M laisse la
- \
- Fig*. 49. — Réclame lumineuse Mac Cornick (1893).
- vanne V se refermer par la pesée de son armature.
- La figure 47 représenté l’installation d’un poste à dynamo D disposé pour alimenter un certain nombre de ces appareils éclairant, par exemple, en L P, un petit phare, et en L B une bouée. Le circuit mn de chacun de ces appareils est alors pourvu d’un indicateur L, qui fait connaître à chaque instant le nombre des lampes substituées. Cet indicateur se compose de deux électros; l’un M', en série sur L, et l’autre en dérivation sur mn, s’équilibrant aux extrémités d’un balancier L2 tant que la lampe fonctionne; mais, dès qu’une lampe périt, l’électro M' cesse d’agir et K, fait malgré le ressort o2, pivoter L*, et
- avancer d’un cran, par pr, l’aiguille indicatrice du cadran Z.
- On a souvent appliqué, principalement aux Etats-Unis, les lampes à incandescence à la production de réclames lumineuses. L’appareil de Mac Cornick représenté par la figure 49 en est un exemple très simple. Les lampes de la réclame, disposées convenablement dans une série de compartiments À DE... d’un transparent B sont reliées chacune à l’une des lames K d’un commutateur tournant F, à contacts II, entaillés de façon à produire les effets que l’on veut par l’illumination successive ou simultanée de ces lampes.
- ÉCLAIRAGES DE TRAINS DÉCRITS DANS MES PRÉCÉDENTS ARTICLES
- Bannstatt-Eslingen, 20 fév. 1886, p. 33y. Electric Car Heating C°, 23 juin 1892, 610. Chicago-Saint-Paul, 21 fév. 1891, 368. Chicago-Millwaukee, 10 mars 1891, 263. Holmes, 21 fév. 1891, 393. Hollins, 28 fév. 1891, 425. Hougton et White, 4 fév. 1893, 2i3. Jenkin, 21 fév 1891, 375. Kabath, 14 juin 1884, 416. Korner, 4 fév. 1893, 214. Langdon, 21 fév-
- 1891, 423. Léonard, 2 déc. 1892, 472. Preece et James, 7 juin 1884, 376, et Sahers, 28 fév. 1891, 422. Rogers, 7 juin 1884, 374. Slurr, 7, 14 juin 1884, 374, 412, 415. Stroudley et Hougton, 9 fév. 1884, 207; 28 fév. 1891, 422. Stern et Bil-lingsby, 14 juin 1884,411. Smith, 21 fév. 1891, 372.
- LAMPES A INCANDESCENCE DÉCRITES DANS MES PRÉCÉDENTS ARTICLES
- Attester, 9 avril i8S5, 217. Allan, i5 oct, 1891, 3o3. Ap-plegate, rp avril 1893, 618. Arnoldt, 10 mai 1890, 265.
- Badt, 20 mai 1893, 3i9- Bailey, 20 oct. 1888, 113; 3o août 1890, 421. Baillard, 25 juin 1892, 606. Bail, 17 sept. 1892, 554 Barnes, 25 juin 1892, 607. Baxter, 25 juin 1892, 608. Bardonnet et Jupont, 16 mai, 16 mai 1891, 327; 25 juin
- 1892, 604. Berlyn, 27 fév. 1892, 416. 'Benson, 3o août 1890, 422. Bernstein, 12 nov. 1889, 311 ; 3o août 1890, 421. Bohn, 6 juil. 1889, 14; 17 sept. 1892,554; 20 mai 1893, 3i8 Botton, 26 août 1893, 358. Bowron et Hibbert, 9 août 1884, 2i5. Bristol, 12 nov. 1889, 3n; 25 juin 1892, 608. Burnctt et Doane, 17-sept. 1892, 553.
- Carrey, 25 juin 18S2, 6o5. Chapman, 25 juin 1892, 6o5. Charnock, 27 fév 1892, 413. Clift, 25 juin 1892, 607. Colby, 26 août 1898, 356. Cood, 6 juil. 1889, i3; Ier avril 1S93, 621. Collier, 16 mai 1891,326. Crigal et Barkley, 7 nov. 1891, 266. Crookes, 9 août 1884, 2i5, 222. Cruto, ier oct. 1887, 14; 18 nov. 1891, 447
- Dedreux, 20 mai 1893, 31G Dick et Kennedy et Mac Lean, 1“' oct. 1889, 18; 7 nov. 1891, 262- Diehl, 29 mai 1S86, 887. Donovan, 3o oct. 1892, 422. Dorman et Smith, 20 oct. 1888, 189; 27 fév. 1892, 4M- Dornfield, 27 déc. 1884, 84,404. Doubrava, 10 mai 1890, 268. Doyle, mai 1S91, 324. Drake, ier avril 1893, 620. Drummond, 10 mai 1890, 267. Dunand, 25 juin 1892, 608.
- Edison, y août 1884, 216; 7 nov. 1S91, 260; 7sei t., 3 déc.
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- 1892, 554; 20 mai 1893, 3ï8 Engledue, 25 juin 1892, G09. Enholm, 26 août 1893, 36o. Evered, 4 fév. 1893, 212 Farquhar et Doulton, 3o août 1890, 423. Ferranti, 29 mai 1886, 390. Fleeming, 12 sept. 1888, 486. Ford, 3 déc. 1892, 469. Forster, 1” avril 1893, 620. Frey, 4 fév , iar avril,
- 26 août 1893, 2i2, 619, 357, 359. Fryer, 28 fév. 1892, 414. Frenot et Nouvelle, 3 déc. 1892, 471.
- Gordnet, 9 août i883, 219; 21 déc. 1884, 491-493. Ga-rinsky, 6 juil. 1889, 11 Grayle, 6 sept 1884, 364. Gimé, 18 sept. 1886, 537. Gimmingham, 29 mai 1886, 537; 7 nov.
- 1891, 266; 17 fév. 1892, 41b; 26 août 1893, 36i. Goldberg et Fyfe, 29 déc. 1884,493. Coldkind, 17 sept. 1892, 553. Green,
- 27 fév., 17 sept. 1892, 415, 553: 26 août 1893. 359. Green-field et Kintner, 27 fév., 25 juin juin 1892, 415, 610. Grivo. las, 6 jui. 1889, 11. Grover, 4 fév. 1893, 2i5. Grundy, 3 déc.
- 1892, 471. Guest, 9 août 1884, 218. Guy, 26 août 1893, 358. Hall, 3 déc. 1892, 571. Harvie, 8 août i885, 266 Heisler,
- 6 juil. 1889, i3. Heintz, 22 oct. 1888, 110. Holby, 16 mai 1891, 322. Holmes, 20 oct. 1888, 108. Holzer, 12 sept. 1888, 417. Hutckinson, 20 mai, i'r avril 1893, 628, 319.
- Jackson et Dunan, 29 mai 1888, 291. Johnson, 20 oct. 1888, 109. Johnson, 29 mai 1886, 3go.
- Kammer, 20 mai 1893, 3i6. Keil, 1" avril 1893, 621. Ivel-way, 3 déc. 1892, 473 Kean, 17 sept 1892, 556. Kennedy, 6 juil. 1889, i3. Khoîinsky, 12 sept i885, 486; 12 déc. 1892, 468. Klein et Bergmann, 3 déc. 1892, 469 Knowles, 9 août 1884, 223 Kruger, 20 mai 1893, 3r7.
- Langhans, 16 mai 1891, 321. Lean, î" avril 1893, 619. Lee, 18 sept. 1886, 536; 17 sept. 1892, 555. Lodiguine, 23 nov. 1889, 379 Lonholdt, 20 oct. 1888, 111 Mac Elroy, 3 déc. 1892, 471. Mac Groch, 25 juin 1892, 606. Mac Caudling, 16 mai 1891, 326. MacLaughlin, 20 mai
- 1893, 317. Mac Ouat, 3 déc. 1892, 469. Macé, 10 mai 1890, 262; 27 fév, 1892, 416. Martin et Hynter, 3 déc. 1892, 473. Maxim, 27 déc. 1884, 495. Maxwell, 20 oct. 18C8, 110. Michel, 6 juil i33g, 12 Mining Lamp C°, 16 mai 1891, 326. Mitto, 1" avril i8q3, 619. Mohrle, 7 nov 1891, 256. Moore, 16 mai 1891,326; 26 août i8q3, 36o, Moses, 27 déc. 1884, 492. Munro, 7 nov. 1891; 25 juin 1892, 260, 609. Mussbaum, 29 mai 1886, 388
- Nichols, 16 mai 1S91, 325. Nickerson et Barnberg, i5 août 1891, 3o5; 26 août 1893, 358 New, 3 déc. 1892, 472. * Oltvoydt, 20 oct. 1888, iii. Oudin et Brussac, i5 août
- 1891, 304.
- Parfnt, 17 sept 1892, 555. Pieper, 29 mai 1886, 368 -Pif-fard, 25 juin 1892, 606. Pinter, 3 déc. 1892, 469. Prentiss, 20 mai 1893, 317.
- Rawson, 3o août 1889, 423. Rees, 16 mai 1891, 322. Rockwell, 17 sept. 1892, 552. Roussy, 2c mai 1886, 388.
- Schanschieff, 20 oct. i83S, u3; 7 nov. 1891, 261. Savage, 27 fév. 1892,415. Scharf et Latzko, 7 nov. 1891, 261 Schir-ner, 16 mai 1891, 333. Seeî, 20 oct. 1888, 110. Settle 20 oct. 1888, 112. Sellon, août, 12 sept. tS85, 265, 480. Ser-railles et Armstrong, 3o août 1890, 426. Shoeffer, 29 mai, 18 sept. i8S5, 359, 535. Siemens, 27 déc. 1884, 495; 25 juin,
- 1892, 004. Slutles, 3o août 1890» 426. Sloan, 10 mai 1890, 267. Smith, 9 août 1&C4; 4 fév. 1893, 212. Sornoff, 27 fév. 1892, 416 Soulû, 7 nov. 1891, 265. Siepney, iflr avril 1893, 613. Sderirger, 1" oct. 1S87, 18. Sdrn, 26 août 1893, 359. Swan,9 août 1C84. 216, 221; 8 août i885, 265; 29 mai 18S6, 386; 1“ oct. 1887, 19; 20 oct. 1888, 113; 18 mai 1890, 363 ; 15 août 1891, 3o3. Swinburne, rr oct. 1887, i5*
- Tesla, i5 août 1891, 3oi. Tibbits, 23 nov. 1889, 379. Thomson (E), Ier oct. 1887, 17; 3 déc. 1892, 470 Thomson (S.-W.), 8 août i885, 2640 Tompson, 10 mai 1890, 364. Trippe, 23 juin 1802, 604 Turnbull, 20 oct 1888, 379.
- Van Ghoate, 12 nov. 1889, 3o8; 3o août 1889 420. Voight et Standt, 7 nov. 1891, 265.
- Walter, 7 nov. 1891, 261. Waring, 26 août 1893. 357. Watson, 7 nov. 1891, 263. Weaven, 17 sept. 1892, 554. Weber, 6 juil. 1889, i5. Westinghouse, 10 mai 1890, 267. Weston, 29 mai 1886, 368; 3 déc. 1892, 470. White, 27 déc. 1884, 497; 10 mai 1890, 265; 10 mai 1892, 323-324 Wood-house, 27 déc. 1884, 497 Wyckoff, i5 août 1891, 304 Zeller, 3o août 1890, 3go
- Gustave Richard.
- DE L’EMPLOI DES MOTEURS A GAZ DANS LES INSTALLATIONS PRIVÉES
- ET LES STATIONS CENTRALES
- D’ÉCLAIRAGE ÉLECTRIQUE (*)
- DEUXIÈME PARTIE
- Stations centrales.
- Nous nous proposons actuellement de donner à la question que nous venons d’étudier une extension plus grande, en recherchant si le problème de l’éclairage électrique des villes ne trouverait pas sa solution économique dans l’emploi des moteurs à gaz, considérés comme transformateurs d’énergie et disséminés judicieusement sur toute la superficie du réseau à desservir.
- Si nous avions à faire le projet de l’éclairage électrique d’une ville vierge de toute distribution de lumière, nous n’hésiterions pas à créer une station excentrique, pourvue de machines à vapeur puissantes, actionnant des alternateurs; puis au moyen de « feeders », nous alimenterions. * sous un potentiel de plusieurs milliers de volts, le circuit primaire d’une série* de transformateurs qui livreraient l’énergie électrique aux consommateurs sous un régime de 100 à 110 volts.
- Mais cette solution du problème, qui sera sans doute la solution de l’avenir, nous semble actuellement d’une application difficile dans les
- (') La Lumière Électrique du 20 :anvier 1894, P* ai-
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- cas ordinaires de la pratique. C’est qu’en effet les Compagnies d’électricité, si bien outillées qu’elles soient, si capable que soit leur personnel d’ingénieurs et d’ouvriers, si perfectionnés que soient leurs procédés de fabrication et d’installation, viennent se heurter contre une puissance constituée, les Compagnies de Gaz.
- Il est un fait brutal, mais vrai dans sa bruta-uté : dans toutes les villes de quelque importance, il existe des usines à gaz chargées de l’éclairage public et alimentant la généralité des théâtres, cafés, magasins et maisons particulières. Ces usines sont investies au point de vue de l’éclairage d’une vraie suprématie, qu’elles doivent d’abord à leur ancienneté et au grand nombre de leurs clients, ensuite à l’influence dont jouissent non seulement leurs principaux actionnaires, maisaussi la multitudedes petits capitalistes qui leur ont confié le soin de faire fructifier leurs épargnes: aussi la masse du public, tout en admirant les qualités supérieures de la lumière électrique, se dit que l’éclairage au gaz est déjà très satisfaisant, et qu’il n’est peut-être pas de son intérêt de favoriser une industrie rivale de celle où ses économies se trouvent engagées et qui n’a plus à faire ses preuves. D’où une certaine méfiance, voire même une certaine hostilité coutre la nouvelle venue. Le gaz, à ses débuts, a d’ailleurs connu également les préventions injustes des masses.
- Les électriciens, de leur côté, se trouvent dans une situation difficile. Ils ont à construire une station centrale; quelle devra en être l’importance? Ils ont à établir une canalisation ; sur quelles données se baseront-ils poür la calculer? Ils n’ont à cet égard aucun renseignement.
- Il leur est impossible de prévoir le succès initial de leur entreprise; rien ne leur indique l’avenir qui lui est réservé.
- Faut-il risquer de faire grandement les choses, de créer dès le début une station importante, de calculer largement les canalisations, d’adopter un prix de vente avantageux pour le public ? C’est peut-être un moyen de réussir et de faire rapidement une forte brèche dans la clientèle du gaz, mais ce procédé est hasardeux et l'on trouverait peu de capitalistes désireux d’en courir les chances aventureuses. C’est qu’il serait difficile, en pareil cas, d’amortir le capital et d’en payer l’intérêt.
- Faut-il, au contraire, procéder modestement
- à l’origine et ne s’accroître qu’avec une grande prudence? C’est peut-être plus sage; maison risque ainsi de posséder au bout de peu de temps une installation surmenée, et de dissiper dans sa canalisation des quantités considérables d’énergie, car on hésite toujours avant de remanier complètement un réseau, tant il est vrai que rien n’est plus durable que le provisoire.
- Dans l’une et l’autre hypothèse, l’exploitation est infructueuse. Il faudrait pouvoir tenir un juste milieu, et c’est là que réside l’insurmontable difficulté, puisque rien n'indique quel est ce juste milieu. On se trouve donc condamné à tourner dans un cercle vicieux. Pour se créer une clientèle nombreuse, il faut adopter un prix de vente modéré; pour qu’un tel prix de vente soit rémunérateur, il faut avoir beaucoup de clients.
- Avant de pouvoir sortir de ce cercle il y a à franchir une période pleine de périls et de dangers. Le tout c’est de la traverser sans encombre, malgré cet adversaire qui se nomme le gaz et qui possède cet immense avantage de n’avoir qu’à se tenir sur la défensive, puisqu’il est le maître de la place ; il ne suffit donc pas que la lumière électrique soit la plus belle des lumières, il ne suffit pas qu’elle coûte le même prix que le gaz, il faut qu’elle permette de réaliser une économie sérieuse sans léser les intérêts de ceux, et ils sont nombreux, pour lesquels l’industrie du gaz constitue une source rémunératrice d’éclairage.
- Nous avons signalé comme un obstacle à la réussite des entreprises d’éclairage électrique l’impossibilité où l’on se trôuve, lorsqu’on a une installation à créer de toutes pièces, de calculer judicieusement le réseau de distribution. Les méthodes de calcul sont nombreuses, mais elles supposent toutes que l’on connaisse la répartition des lampes; or, c’est là une donnée que l’on ne possède pas, même approximativement. Toutes les hypothèses que l’on peut formuler à cet égard sont purement gratuites.
- Un autre obstacle provient du coût des canalisations, dont la construction comporte généralement l’emploi de deux matières d’un prix élevé, le cuivre et le caoutchouc.
- Rejetons a priori tout système comportant d’importantes canalisations aériennes traversant la voirie; rien n’est plus disgracieux que l’aspect qu’elles présentent, et c’est un véritable
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- non-sens que de violer à ce point les lois de l’esthétique dans une ville que l’on veut embellir en la dotant d'un éclairage plus luxueux. Les canalisations souterraines sont beaucoup plus coûteuses, leur prix diminue beaucoup plus lentement que la section de cuivre employé; elles sont exposées à de multiples causes de détérioration, et, de plus, elles sont peu accessibles ; néanmoins elles s’imposent du moment que l’on a le souci de conserver un certain caractère aux rues, aux boulevards et aux places publiques. D’ailleurs, les canalisations de gaz présentent à peu près les mêmes inconvénients, si ce n’est que leur prix est notablement inférieur.
- Ce point arrêté, on peut créer une station purement électrique, ou bien recourir à un système mixte tel que l’emploi de l’air comprimé, de l’eau sous pression ou du gaz.
- Si l’électricité ne se trouvait pas généralement vis-à-vis du gaz dans la situation que nous, avons signalée précédemment, nous n hésiterions pas à donner une préférence marquée à l’emploi exclusif de l’électricité, qui, sans l’ombre d’un doute, est transportable, techniquement et financièrement parlant, quoique l’on ait pu dire ou écrire à ce sujet.
- Mais cette situation existe et donne à réfléchir. N’y a-t-il pas moyen de concilier les intérêts des deux industries en leur permettant de progresser parallèlement, de s’entr’aider plutôt que de se faire concurrence. C’est ce que nous nous proposons de rechercher. Mais avant cela nous voulons dire quelques mots au sujet des deux systèmes indirects qui utilisent pour le transport de l’énergie l’air comprimé et l’eau sous pression.
- Nous avons eu l’occasion d’examiner de près ce dernier procédé, que compte exploiter à Anvers la Compagnie hydro-électrique fondée par feu Van Rysselberghe. Il nous paraît intéressant d’en dire quelques mots. L’éminent électricien estimait qu’il faut autant que possible consommer l’électricité sur place, de manière à pouvoir utiliser économiquement le système en dérivation à basse tension, à iio volts par exemple. Il voulait donc établir une station centrale excentrique construite de préférence aux abords d’un fleuve et d’un chemin de fer, de façon à disposer sans grands frais de l’eau et du combustible nécessaires ; l’énergie produite dans cette station, sous une forme reconnue économi-
- que, serait alors transportée en différents points de la ville où elle serait transformée en énergie électrique.
- Chacun de ces points deviendrait un centre de production et alimenterait ses alentours. Tous ces réseaux seraient reliés entre eux de telle manière qu’au moment de la faible consommation quelques-unes seulement des machines puissent satisfaire à la totalité de la demande, de manière également qu’un poste quelconque puisse remplacer un autre poste immobilisé par suite d’avaries survenues aux machines.
- Seulement, le point délicat, c’est le choix de la forme sous laquelle il faut transporter la puissance motrice depuis la station génératrice jusqu’aux stations distributrices.
- M. Van Rysselberghe a cru que l’eau sous pression constituait la vraie solution du problème. Il se basait sur la loi qui régit l'écoulement des liquides dans les tuyaux, d’après laquelle la perte de charge pour un débit donné est inversement proportionnelle à la cinquième puissance du diamètre, tandis que, en vertu de la loi de Joule, la perte dans un câble ne varie pour un courant donné qu'en raison inverse du carré du diamètre. Il en concluait qu’il est beaucoup plus onéreux de réduire la perte de charge dans une canalisation électrique que dans une canalisation hydraulique.
- Mais le rendement de la ligne n'est pas le seul point à considérer. Il faut, pour apprécier un système, tenir compte :
- i° Du coût des frais de première installation ;
- 2° Du rendement total du système ,
- 3° Du coût de l’énergie sous sa forme première.
- Le meilleur des systèmes ne sera peut-être pas supérieur aux autres sous les trois points de vue que nous venons de citer; l’utilisation d’une chute d’eau par exemple, peut donner un très mauvais rendement; qu’impor.te si cette eau ne coûte presque rien et si l’appropriation de la chute entraîne peu de frais.
- Mais nous nous proposons de faire voir pourquoi, selon nous, l’emploi de l’eau sous pression ne se justifie sous aucun rapport.
- Nous la comparerons même à un système purement électrique consistant en une distribution en dérivation à basse tension s’étendant à toute une ville et alimentée par des feedersdans
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- lesquels on tolérerait jusqu’à 25 ou 3o o/o de perte. Si inacceptable que soit ce procédé, il vaut encore mieux que le système hydro-électrique, qui n’en diffère que par la substitution de « feeders hydrauliques » aux « feeders électriques ». C’est ce que nous nous proposons de faire ressortir.
- En premier lieu, dans l’un ou l’autre cas, on procède de la machine à vapeur; sous ce rapport les deux systèmes sont donc équivalents à première vue, la forme première de l’énergie étant la même et pouvant s’obtenir au même prix unitaire. Nous verrons plus loin que cette hypothèse ne se réalise même pas.
- Examinons en second lieu la question du rendement.
- Dans le cas delà distribution directe de l’électricité, il y a une perte :
- i° dans la dynamo;
- 2° dans les feeders;
- 3° dans la canalisation.
- Dans le cas du système hydro-électrique il y a une perte :
- i° dans la pompe ;
- 2° dans la canalisation hydraulique;
- 3° dans les moteurs;
- 4° dans les dynamos;
- 5° dans la canalisation électrique.
- Les feeders seront donc remplacés par des tuyaux hydrauliques pouvant avoir par eux-mêmes un bon rendement, mais qui exigent l’emploi de deux intermédiaires nouveaux qui absorbent des quantités notables d’énergie, les pompes et les moteurs.
- Un bon compresseur, bien construit, peut posséder au début un rendement élevé lorsque ses espaces nuisibles sont constamment remplis d’eau. Mais ce rendement ne tarde pas à diminuer par suite de l’usure que provoquent dans ces machines les coups de bélier que donne la masse d’eau incompressible en mouvement.
- Nous pouvons certainement, d’accord avec M. Van Rysselberghe, attribuer un bon rendement à la canalisation hydraulique à la condition d’en calculer largement le diamètre.
- Quant au moteur hydraulique, nous devons faire à son égard les réserves les plus formelles. Les moteurs hydrauliques n’ont pas en général un rendement élevé ; à pleine charge ils ne dépassent guère 70 0/0, mais quand la charge diminue, le rendement baisse singulièrement, parce
- que l’eau sous pression ne possède pas, comme la vapeur et le gaz, l’élasticité nécessaire pour que la consommation se proportionne d’elle-même ou par l’emploi d’un régulateur efficace à la quantité de lumière demandée. Or, ce qui est intéressant pour un moteur de station d’éclairage, ce n’est pas tant ce rendement à pleine charge, que les variations de ce rendement avec les fluctuations de la charge. En d’autres termes, c’est ce rendement moyen de ce moteur mesuré sur un espace de temps plue ou moins considérable qu’il faut avoir principalement en vue. Jusqu’ici tous les moteurs hydrauliques ont été très défectueux sous ce rapport. Dans une brochure publiée pour exposer son système, M. Van Rysselberghe reconnaissait qu’on n’avait pas trouvé jusqu’à présent d’hydromoteur qui fût économique, mais il ajoutait qu’il avait comblé cette lacune en inventant un moteur tout nouveau.
- L’idée première de M. Van Rysselberghe était celle-ci : utiliser le tourniquet hydraulique des laboratoires de physique, le rendre industriel en multipliant les ajutages d’évacuation et en alimentant le moteur par de l’eau à 5o atmosphères. Les essais de rendement déçurent complètement M. Van Rysselberghe, qui modifia peu à peu son moteur, et, après lui avoir fait revêtir successivement plusieurs formes, s’arrêta à celle-ci : un disque en bronze tourne autour d’un axe horizontal dans une caisse en fonte; ce disque est muni à sa périphérie d’au-gettes incurvées que traverse un jet d’eau s’échappant d’un ajutage latéral sous une pression de 5o atmosphères. Ce n’est donc qu’une simple roue de côté à échappement libre marchant à très haute pression. Le principe du tourniquet hydraulique a complètement disparu et ce moteur ne diffère pas essentiellement de plusieurs moteurs connus.
- M. Van Rysselberghe reconnaît qu’avant son innovation le problème hydro-électrique n’était pas résolu; cette innovation n’en était pas une, on peut affirmer que la question n’a pas avancé.
- En somme, M. Van Rysselberghe a peut-être diminué la perte dans la canalisation, mais il a créé deux sources de pertes nouvelles, plus considérables, la pompe et le moteur. Déplacer le mal en l’aggravant ce n’est pas le guérir.
- Un défaut essentiel de ce moteur, c’est l’absence complète de réglage automatique. Il est
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- vrai que le disque calé en porte-à-faux sur l’arbre de la dynamo sert de volant; mais comment régler l’admission de l’eau? Après d’infructueux essais, le régulateur à force centrifuge agissant sur le robinet à été rejeté. M. Van Rysselberghe songea alors à imiter le régulateur bien connu de Thury. Seulement au lieu d’agir sur un rhéostat, il agissait sur le robinet d’admission ; mais le réglage d’un appareil aussi délicat devant commander à d’aussi énormes pressions est presque impossible, et, lorsqu’il n’est pas admirablement réglé lui-même ce régulateur est plutôt nuisible qu’efficace.
- Il nous reste à voir si le système hydro-électrique peut s’installer à moins de frais que tout autre.
- D’abord le rendement total du système étant très faible, il faut calculer plus largement que' dans tout autre cas la puissance des machines et chaudières; il faut en outre installer des pompes munies de leurs accumulateurs; il faut établir une double canalisation (hydraulique et électrique), il faut toute une série de petits moteurs actionnant chacun une dynamo dans un local particulier avec un homme spécial. Les tuyaux en acier laminé, qu’à Anvers on a dû enfouir à i,35 m. sous le sol pour éviter la congélation de l’eau pendant les grands froids d’hiver, coûtent-ils beaucoup moins cher que les « feeders » isolés, étant données les qualités que l’on exige d’un métal qui doit résister à 5o atmosphères et la profondeur des tranchées à creuser? C’est assez difficile à admettre.
- Un grand avantage du système serait l’économie résultant de la réduction du poids de cuivre enfoui sous terre. Tout en reconnaissant jusqu’à un certain point la vérité de ce fait, nous tenons à faire observer que le prix du cuivre n’est qu’un facteur du prix de la canalisation.
- L’isolement du câble, les caniveaux, les travaux de tranchées, déblais, remblais et réfection de la voirie comptent pour une part très importante dans l’évaluation du prix de revient d’une canalisation souterraine, et ne variant que peu avec la section du cuivre employée. En réduisant la section de 5o o/o, la réduction sur le coût du mètre courant de canalisation ne sera peut-être que de i5 à 20 0/0. Il ne faudrait pas perdre de vue cette considération lorsque l’on veut faire la comparaison de deux systèmes exigeant l’un beaucoup de cuivre et l’autre peu.
- En résumé, si l’on tient compte de tous les éléments du problème, on constate que l’emploi de l’eau sous pression ne se justifie guère. D’ailleurs, chose digne de remarque, le système hydro-électrique n’a pas rencontré d’approbation dans le monde des électriciens. A part M. Van Rysselberghe, aucune autorité scientifique, aucune revue périodique française, belge, anglaise, américaine ou allemande, n’a soutenu le système. Les réserves les olus expresses ont été formulées.
- Certes, dans un port comme celui d’Anvers où toutes* les machines, grues, transbordeurs, plaques tournantes, élévateurs, portes d’écluses, cabestans,etc., dépendentd’une station centrale, l’eau sous pression a sa raison d’être. Dans une telle installation, en efifet, le service consiste en une série de coups de bélier qui se produisent chaque fois que l’on met en marche ou que l’on arrête l’une ou l’autre des machines du port; le rendement en ce cas, ne peut être que très mauvais et devient une question secondaire; ce qu’il faut avant tout, en pareil cas, c’est un système robuste, susceptible de supporter des chocs même violents sans trop s’ébranler. Pour accomplir ce travail brutal, ce travail de « portefaix », l’eau sous pression convient parfaitement; mais elle perd tousses avantages du moment où l’on veut obtenir la régularité dans le service, en dissipant le moins d’énergie possible.
- En somme malgré la haute réputation dont M. Van Rysselberghe jouissait, à juste titre, dans le monde des électriciens, grâce aux progrès qu’il a fait faire à la téléphonie, la télégraphie et la météorologie, notamment par l’invention du phonomultiplex et du maréographe, il n’a trouvé personne pour approuver son système hydro-électrique, qui n’ajoutera rien sans doute à sa très légitime réputation.
- Il n’est pas nécessaire de formuler à nouveau contre l’air comprimé les objections qui précèdent et qui, pour la plupart, restent applicables. Le grand défaut de ce système consiste avant tout dans la multiplicité des intermédiaires qui entraînent fatalement, de la machine à vapeur jusqu’aux lampes, des pertes considérables d’énergie.
- Il n’est guère possible d’attribuer aux compresseurs un rendement supérieur à 70 0/0. Les aéromoteurs, dont le degré de détente est limité par la formation d’une neige abondante qui
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- engorgerait les conduites d'évacuation., ont un rendement de 65 o/o au maximum. En estimant enfin à io o/o la perte à laquelle on doit consentir dans la conduite par suite des fuites et des frottements inévitables, on trouve que l’on ne peut transformer en énergie électrique que 40 0/0 de l’énergie mécanique disponible sur l’arbre de la machine à vapeur.
- Les divers moyens préconisés pour augmenter ce chiffre n’ont qu’une valeur problématique-Les avantages qu’ils présentent sont largement compensés par leurs inconvénients. Le chauffage de l’air avant son entrée dans l’aéromoteur constitue notamment une complication que ne justifie pas suffisamment l’accroissement de rendement qui en résulte.
- En règle générale, moins il y a d’intermédiaires et mieux cela vaut. A cet égard, l’eau sous pression et l'air comprimé ne sont guère soutenables, d’autant plus qu’on ne peut les obtenir qu’au moyen d’une machine à vapeur dont l’énergie pourrait être déversée plus utilement dans une dynamo pour s’y voir transformer en énergie électrique. Au point de vue moral, ces deux procédés ne sont pas mieux armés pour la lutte contre le gaz que l’électricité pure et simple.
- Bien que quelques-unes des considérations qui précèdent lui soient également applicables, nous croyons que, pour le moment, le procédé le mieux établi pour assurer à la lumière électrique le succès financier auquel ses remarquables qualités lui donnent un droit incontestable consiste à recourir aux moteurs à gaz comme puissance génératrice.
- Nous avons cherché à démontrer que le meilleur moyen d’utiliser à l'éclairage, l’énergie résultant de la combustion, du gaz consiste à le brûler dans un moteur actionnant une dynamo dont le courant alimente un réseau de lampes électriques. Nous avons à cet effet déterminé la consommation et le rendement des appareils utilisés dans l’une et l’autre hypothèse et nous en avons conclu que d’un mètre cube de gaz on pouvait obtenir au maximum 91 bougies-heures dans le cas de la combustion directe, tandis que l’intervention d’un moteur et d’une dynamo assure une production minima de 162 bougies-heures. Nous avons exposé les raisons scientifiques, qui justifient cette anomalie apparente. Les vibrations ondulatoires produites par la
- combinaison chimique du gaz et de l’oxygène de l’air, ayant pour la plupart une fréquence inférieure à 400 x io12 par seconde ne sont pas toutes susceptibles de devenir lumineuses; le rapport qui existe entre le nombre des vibrations lumineuses et le nombre des vibrations purement thermiques étant extrêmement faible (0,00317), d’après Tyndall, la flamme d’un bec de gaz donne énormément de chaleur et fort peu de lumière. C’est l'énergie thermique résultant de cette combustion que l’on transforme en énergie mécanique dans le moteur, puis en énergie électrique dans la dynamo, enfin en énergie lumineuse dans les lampes. Ces différentes transformations se font avec pertes, mais donnent lieu à un rendement final supérieur à celui du bec de gaz.
- L’énergie du gaz étant mieux utilisée dans un moteur à gaz que dans un bec d’éclairage, il suffit pour que les deux systèmes soient financièrement équivalents, que l’intérêt et l’amortissement du matériel mécanique et électrique, les frais de graissage, d’entretien, etc., ainsi que le salaire de l’ouvrier chargé de conduire l’installation, soient compensés par le bénéfice résultant de la diminution que subit la consom mation de gaz.
- Nous avons examiné le cas particulier, très fréquent à Liège, d’un magasin éclairé depuis le coucher du soleil jusqu’à dix heures du soir. En utilisant un matériel sortant exclusivement d’usines liégeoises, nous avons trouvé que du moment que l’installation comporte i5o lampes de 16 bougies, on peut être certain qu’avec une installation bien faite et bien conduite, l’éclairage électrique ne coûtera pas plus que l’éclairage au gaz. Au-delà de ce chiffre, l’emploi d’un moteur et d’une dynamo devient économique. On trouve de même qu’un éclairage comportant 9 lampes à arc de 6 ampères équivaut certainement comme intensité et comme prix à 27 lampes Wenham de 600 litres.
- En tous cas, plus le nombre des lampes sera grand, plus-sera longue la durée quotidienne de l’éclairage, plus aussi l’emploi de la lumière électrique sera justifié, puisque les frais généraux se répartiront sur un nombre de lampes-heures plus considérable.
- Nous nous proposons d’exposer dans les pages qui suivent la façon dont il conviendrait, selon nous, d’utiliser, pour l’éclairage électrique des
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- villes, les usines à gaz et les canalisations de gaz existantes.
- En un certain nombre de points convenablement répartis sur la superficie du secteur à éclairer, nous installons un moteur et une dynamo munis de leurs accessoires. Chacun de ces postes est destiné à fournir l’énergie électrique dans un rayon reconnu économiquement admissible, ce qui est une question à trancher dans chaque cas particulier.
- Si les différents centres de distribution devaient desservir leurs réseaux respectifs indépendamment les uns des autres, leur rendement moyen serait très faible, puisqu’ils ne fonctionneraient à leur charge normale que pendant un nombre d’heures restreint. De plus, il serait nécessaire de prévoir dans chaque poste des moteurs et dynamos de secours ou tout au moins une batterie d’accumulateurs, ce qui entraînerait des complications susceptibles de détruire toute l’économie du système.
- Admettons que ces postes, d’une puissance égale, soient calculés de telle façon que quatre d’entre eux soient suffisants pour fournir l’énergie correspondant à la consommation maxima, le cinquième restant inactif, mais en ordre de marche, de telle façon qu’on puisse le substituer à tout instant à un poste qui se trouverait immobilisé pour une raison quelconque.
- Si le nombre des lampes allumées diminue, on arrête un ou plusieurs groupes afin que les moteurs et dynamos fonctionnent toujours le plus possible à pleine charge. On opérera un roulement entre les diverses stations pour que chacune d’elles jouisse, un jour sur cinq, d’un repos absolu et subisse les diverses réparations et nettoyages qui pourront être jugés nécessaires.
- La lecture des ampèremètres permettra de déterminer l’instant où il devient utile de mettre en marche ou d’arrêter un moteur, et rien n’est plus simple que de transmettre les ordres d’une station à l’autre, par téléphone.
- Si le nombre des abonnés vient à s’accroître, on procédera à l’installation d’un nouveau groupe de machines dont l’emplacement sera choisi en tenant compte de toutes les considérations techniques et circonstantielles du problème.
- En ce qui concerne ies canalisations, il v aurait avantage, selon nous, à les constituer en grande partie, de câbles nus courant sur le faîte
- des toits, parallèlement aux rues et constituant des boucles fermées. Les différents blocs de maisons seraient reliés entre eux par des canalisations souterraines.
- Les parties aériennes et souterraines étant reliées par des colonnes montantes, chaque bloc de maison devra être relié au reste du secteur par deux ou trois tronçons souterrains, afin de n’être jamais privé de lumière et l’on choisira naturellement les rues les plus étroites pour réduire les frais de câbles et de pose à leur minimum. Dans la même pensée on pourra faire abstraction de toute considération d’esthétiq,ue dans certaines rues qui, par elles-mêmes, ne comportent aucune élégance, et les traverser sans hésiter avec des câbles nus aériens.
- En ce qui concerne la construction même des canalisations dont le calcul est toujours aléatoire, faute de pouvoir l’étayer sur des données certaines, il faut adopter un dispositif qui permette d’accroître aisément la section des conducteurs dans les parties du réseau où elle deviendrait insuffisante. Pour atteindre ce but, il faut former les conducteurs d’un faisceau de fils tendus parallèlement et reposant sur des supports qui permettent d’en augmenter le nombre sans peine. En donnant à ces fils une section suffisamment faible, on se ménagera la possibilité de disposer d’un réseau répondant à chaque instant aux exigences de l’exploitation. Il suffit de soumettre, de temps à autre, les différents points de la canalisation à l’épreuve du voltmètre, et cela aux heures de la consommation maxima. Si l’on constate en un point une chute de potentiel trop considérable, il suffira de tendre un nouveau fil pour remettre les choses en bon ordre de marche.
- En procédant ainsi on évite le double écueil que nous signalions plus haut, puisque tout en ne dépassant jamais dans la canalisation la perte d’énergie tolérée, le capital engagé dans les conducteurs reste toujours sensiblement proportionnel à la consommation maxima.
- Pour la construction des parties souterraines du réseau, nous croyons que les câbles armés, simplement posés en tranchée, sont encore ce qu’il y a de plus pratique. Ils évitent la construction de caniveaux qui offrent toujours le double inconvénient d'être coûteux et de rendre difficile l’accès aux câbles.
- L’éclairage électrique de la voie publique
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- doit se faire, selon nous, de deux façons, suivant l’importance des rues à éclairer. Dans les rues étroites on pourra se contenter de remplacer un bec de gaz par une lampe à incandescence, branchée en dérivation sur la canalisation précédemment décrite.
- Mais dans les rues plus larges, sur les places, dans les squares, etc., la lumière intense des lampes à arc s’impose, tant au point de vue décoratif qu’économique.
- Nous croyons que ce qu’il y a de mieux à faire en pareil cas, c’est d’actionner trois alternateurs au moyen de moteurs à gaz, deux d’entre eux fonctionnant normalement, le troisième servant de réserve. Les deux alternateurs en fonction alimenteront chacun un certain nombre de lampes reliées en série et disposées de façon que deux lampes consécutives n’appartiennent jamais au même circuit. On évitera ainsi tout danger d’extinction totale et en arrêtant l’un des moteurs on pourra, à partir de minuit, établir un éclairage restreint.
- Le système en série permet de réduire la canalisation à son minimum sans qu’il soit nécessaire d’augmenter la section du câble, au cas où le réseau viendrait à s’accroître.
- Vu le faible diamètre du fil employé on pourra, à la rigueur, établir une canalisation aérienne, chaque lampe servant de support aux câbles soigneusement isolés qui alimentent la précédente et la suivante. Afin d’éviter les accidents qui pourraient résulter de la chute d’un bout de câble sur le sol en cas de rupture, les deux câbles seront reliés de place en place par des filaments isolants qui préviendront tout danger. L’ensemble de ce dispositif constitue une canalisation peu coûteuse et d’une construction facile.
- En résumé les raisons qui militent selon nous à l'heure actuelle en faveur de l’emploi des moteurs à gaz dans l’industrie électrique sont les suivantes :
- i° La station centrale génératrice existe déjà ; c’est l’usine à gaz, dont la clientèle-électricité se substituera graduellement à la clientèle-gaz;
- 2° La canalisation de gaz existante est également utilisable. 11 n’y a donc pas lieu comme dans le système hydro-électrique ou dans le cas de l’air comprimé de procéder à la construction de nouvelles usines et d’importantes canalisations ;
- 3° Nous avons démontré dans la première partie de ce travail qu’un mètre cube de gaz donne :
- a) Dans un bec Bengel de 16 bougies, 91 bougies-heures au maximum ;
- b) Dans une lampe à incandescence de 16 bougies, 162 bougies-heures au minimum ;
- c) Dans une lampe Wenham, 200 bougies-heures au maximum ;
- d) Dans une lampe à arc, 654 bougies-heures au minimum.
- Il en résulte que l’on pourra accroître, dans le rapport de 162 à 91 le nombre des lampes de 16 bougies et dans le rapport de 654 à 200, le nombre des lampes intensives, sans qu’il soit nécessaire d’augmenter ni l’importance des usines ni celle des canalisations de gaz.
- 4° Si l’éclairage électrique est exploité par l’usine à gaz, le personnel sera nécessairement moins nombreux que dans le cas d’une administration indépendante. Il suffira dans la plupart des cas de placer à la tête du service électrique un ingénieur et un contremaître, de confier à un mécanicien et à un électricien la conduite de chaque station secondaire et de posséder une brigade de poseurs de câbles pour la construction des canalisations. Quant à la partie administrative, comptabilité, caisse, relevé mensuel des compteurs, réclamations, etc., elle rentrera naturellement dans les attributions du personnel de l’usine à gaz ;
- 5° A côté de ces avantages d’ordre technique et matériel, nous signalerons l’avantage purement moral que nous avons poursuivi dès le début de ce travail, de supprimer entre les industries gazière et électrique toute concurrence nécessairement fatale au succès de cette dernière.
- Intéresser les gaziers au développement de l’électricité, en actionnant les dynamos au moyen de moteurs à gaz, c’est préparer la substitution progressive de la lumière électrique à celle du gaz, sans secousse, sans lutte et surtout sans intérêts lésés.
- Mieux encore : que les usines à gaz marchent résolument dans cette voie, qu’elles usent de leur initiative personnelle et le problème se résoudra plus aisément encore, non seulement parce que les frais généraux seront réduits, comme il a été dit plus haut, mais aussi parce que le coût de l’énergie électrique résultera non
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- pas du prix de vente du gaz, mais de son prix de revient; une seule usine prélevant son bénéfice, le prix unitaire de l’énergie sera moins élevé.
- Aussi croyons-nous fermement qu’il y a un intérêt majeur pour l’industrie gazière à prendre les devants dans cette question si importante de l’éclairage électrique des villes.
- Jules Bourquin.
- CHRONIQUE ET REVUE
- DE LA PRESSE INDUSTRIELLE
- L’électricité appliquée aux travaux publics.
- (Construction du port de Bilbao) (').
- Transbordeur électrique (fig. 5). — Le transbordeur est à peu près semblable comme construction au bardeur, il en diffère cependant par l’attache des roues qui sont fixées rigidement aux longerons au lieu de l’être par l’intermédiaire de balanciers, ce qui est inutile dans ce cas, la voie étant parfaitement solide sur ses poutres; il en diffère encore par la longueur des presses hydrauliques dont les pistons ont ici une course de 7 mètres; cette grande course étant nécessitée par les différences du niveau de l’eau, en raison de la marée.
- La réceptrice et les organes de réduction de vitesse sont exactement les mêmes que ceux du 1 bardeur et du truck, la mise en marche et l’arrêt se font avec les mêmes précautions et de la même manière qu’aux deux machines précitées.
- Cet appareil roule sur des rails espacés de 5,70 m. fixés sur de fortes poutres en fer de 1 mètre à 1,70 m. de hauteur portées par 5 palées en bois; les deux travées du milieu sont entretoisées et croisillonnées dans le sens longitudinal, les deux travées extrêmes restant libres, l’une pour le passage du truck chargé du bloc, et l’autre, celle du côté de la darse, pour le passage des chalands à clapets.
- Les deux palées de cette travée sont composées de pieux de 25 mètres de longueur, dont 12 à i3 mètres de fiche; cette grande pénétration a été nécessitée par la nature du terrain, la place
- (') La Lumière Électrique, du 27 janvier 1894, p. 177.
- où est construit cet échafaudage étant l’ancien lit du Nervion qui s’est envasé et ensablé après la rectification; de grandes précautions étaient à prendre afin d’éviter les tassements, la charge à porter étant de près de 200 tonnes.
- La manœuvre de transbordement se fait de la façon suivante : le bloc étant sur le truck entre les deux dernières palées terre, le transbordeur est amené au-dessous; le conducteur laisse descendre les pistons et crochets; par un petit mouvement en avant ils viennent s’embecqueter dans les étriers. La petite pompe est mise en
- Fig-, 5. — Transbordeur électrique.
- mouvement, le bloc est soulevé pour le dégager de dessous le truck.
- A l’arrivée au-dessus du bateau, le conducteur ouvre le robinet des presses et le bloc descend dans la caisse placée au-dessous de lui. L’opération faite, le transbordeur retourne prendre un autre bloc sur le truck.
- En moins d’un quart d’heure, les trois appareils lèvent, transportent et chargent un bloc de 5o mètres cubes. Dès le premier jour de la mise en marche, en 1890, cette installation a parfaitement fonctionné et elle a continué de le faire depuis sans aucun arrêt ni accident.
- Les dépenses sont moindres avec l’emploi de l’électricité qu’avec la vapeur : sur chaque ap-
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- pareil, il aurait fallu monter une chaudière et une machine à vapeur; la dépense de charbon n’aurait pas été moindre de 10 à i5 kg. par cheval-heure effectif pour d’aussi petites machines, sans détente ni condensation, et étant donné l’obligation de maintenir continuellement la pression dans la chaudière, en attendant même, en cas de temps incertain, que l’état de la mer devint beau; tandis qu’avec l’installation électrique et malgré que le rendement de l’ensemble ne soit que de 55 0/0 environ, en y
- comptant la perte provenant des organes de réduction de vitesse (vis, roues et galets), la dépense de charbon ne dépasse pas 5 à 6 kilos par cheval et par heure. Il suffit, en effet, que le chauffeur des générateurs de l’atelier central soit prévenu quelques instants avant le travail, pour pousser son feu et fournir la vapeur nécessaire à la machine compound actionnant la génératrice.
- Il en est de même pour la main-d’œuvre : il faut un seul ouvrier mécan icien qui, en même
- Fig. 6. — Titan-atelier électrique. Vue de côté.
- temps qu’il conduit la machine à vapeur et la génératrice, a la surveillance des machines électriques. Trois ouvriers manœuvres conduisent le bardeur, le truck et le transbordeur. Si de petites machines à vapeur avaient été employées, il aurait fallu avoir trois chauffeurs mécaniciens au lieu d’un, avec des manœuvres pour apporter et monter le charbon et l'eau aux appareils.
- L’emploi de l’électricité supprime donc plus de la moitié des hommes.
- Quant à l’entretien, il est pour ainsi dire nul avec l’électricité; la plus grande dépense consiste à remplacer les balais tous les trois mois; les collecteurs des réceptrices ont été passés
- deux fois en une année sur le tour. Il est certain qu’avec un peu de pratique et de soins, on arrivera sinon à supprimer ces dépenses, du moins à les amoindrir dans des proportions qui les rendront insignifiantes.
- Avec la vapeur, il y a la chaudière à entretenir, les tubes à remplacer souvent, surtout Bilbao, où les eaux sont très mauvaises; la machine à vapeur, à cause de ses nombreux organes, demande beaucoup de soins et d’entretien ; là encore les dépenses du côté électrique sont beaucoup inférieures.
- Les dangers pour le personnel sont nuis, bien que les fils soient nus ; ils sont souvent
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- touchés par les ouvriers, sans autre inconvénient qu’une petite secousse.
- Aussi, encouragés par ce résultat, MM. Coi-seau, Couvreux et Allard n’ont-ils pas hésité à montrer, l’année suivante, une nouvelle installation électrique à Santurce pour fournir l’énergie électrique aux organes du titan-atelier, employé à la construction de la superstructure du brise-lames, et dont nous allons donner la description.
- Tilan-atelier électrique (fig. 6 et 7). — Pour exécuter ce travail de superstructure, les entrepreneurs ont étudié et fait construire un titan qui ne ressemble en aucune façon à ses devanciers, pas plus à celui employé à la Réunion qu’à ceux employés au port de Colombo, Sun-der.and, et tout récemment au port de Leixoès, près de Porto.
- Cet appareil, qui a été appelé titan-atelier électrique, se compose de deux grandes poutres en acier de 31,70 m. de longueur et de 4,5o m. de hauteur, espacées d’axe en axe de 3,75 m. et reliées à la partie inférieure, au milieu et à la partie supérieure, par des entretoises et fortement contreventées. Sur ces entretoises sont posés des madriers qui forment le plancher des trois étages sur lesquels se font différentes opérations nécessaires à la construction du brise-lames.
- Au premier étage se trouve une bétonnière à tambour pouvant avancer et reculer mécaniquement sur une voie de 20 mètres de longueur; elle est actionnée par une dynamo réceptrice à enroulement compound de 12000 watts à 600 tours par minute et sous 220 volts.
- Cette dynamo tourne toujours dans le même sens, l’avancement et le recul de la bétonnière se font par l’intermédiaire d’embrayages à friction commandant les deux mouvements. Un rhéostat est intercalé dans le circuit, pour régulariser la mise en marche et l’arrêt de la réceptrice.
- Une dynamo semblable, placée à l’arrière de l’appareil, commande un arbre vertical qui transmet le mouvement aux monte-charges des wagonnets à matériaux; il commande aussi le mouvement de translation de la grue placée au troisième étage. Cette réceptrice actionne en outre une pompe centrifuge fournissant l’eau nécessaire à la confection du béton ; cette eau arrive dans les réservoirs situés au deuxième
- étage ; de là, par un tuyau de caoutchouc enroulé sur un tambour par l’axe duquel sort le tuyau, l’eau arrive à la bétonnière; un robinet manœuvré à la main en règle la distribution.
- Enfin elle commande, par l’intermédiaire d’une vis, d’une roue hélicoïdale et de chaînes Gall, la translation de l’appareil entier.
- Au deuxième étage arrivent les wagons chargés du mélange pour faire le béton; ils roulent sur deux voies, les wagons pleins d’un côté, les wagons vides de l’autre. Ces wagons sont montés et descendus par des chaînes à taquets les entraînant par l’essieu.
- Au troisième étage roule sur une voie ayant l’écartement des poutres, une grue de 10 tonnes dont les mouvements de levage et d’orientation se font à la main ; cette grue a pour fonction de mettre en place les blocs formant les parements du corps de la superstructure.
- L’ensemble repose par l’intermédiaire de 4 balanciers sur 16 roues, 8 de chaque côté, roulant sur 2 voies espacées entre elles de 3,o5 m. et dont l’écartement est de 0,70 m. 8 roues sont placées tout à fait à l’arrière, et 8 à 11,60 m. du même point, en sorte que l’appareil est en porte-à-faux sur ce dernier appui, de 20,10 m. Un contrepoids en fonte est placé dans le coffre arrière pour faire équilibre à ce porte-à-faux.
- Les deux réceptrices reçoivent leur énergie d’une dynamo génératrice de 24000 watts sous 220 volts; elle est commandée par une machine demi-fixe de 35 chevaux; l’ensemble est placé à terre, dans une construction près de l'enracinement du brise-lames.
- Le circuit est un câble de cuivre nu et supporté par des isolateurs en porcelaine fixés sur des poteaux en bois. Le circuit s’allonge au fur et à mesure de l’avancement de la construction du brise-lames; il atteindra en dernier lieu 1800 mètres; le rendement des appareils sera alors de 65 0/0.
- Toute cette installation, aussi bien que celle d’Axpe, fonctionne très régulièrement et sans arrêt; il y a seulement quelques précautions à prendre pour ne pas laisser les dynamos se mouiller et même devenir humides; car il peut alors s’établir des courts circuits dans les électros et les fils se brûlent. Un bon isolant serait désirable pour des machines électriques placées dans ces conditions.
- Les machines électriques employées dans les
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- divers appareils que nous venons de décrire ont été fournies par MM. Hillairet-Huguet.
- En résumé, des résultats qu’ils ont obtenus, les entrepreneurs concluent que, pour des chantiers d’une certaine importance, où des appareils en aspez grand nombre et groupés dans un espace même relativement grand doivent être employés, les machines électriques sont
- préférables aux petites machines à vapeur. Les frais de premier établissement des premières ne sont pas plus élevés que ceux des secondes; les dépenses de consommation, de main-d’œuvre pour la conduite et d’entretien sont sensiblement. moindres pour l’électricité que pour la vapeur. Enfin, la grande élasticité des dynamos, l’extrême facilité de la distribution, de la divi-
- Fig. 7. — Titan-atelier électrique.
- sion, de l’installation des conducteurs, le faible poids des machines, font de l’électricité un auxiliaire précieux pour les constructeurs.
- Sémaphore Desant (1893).
- Le bras S du sémaphore étant dans la position indiquée par la figure, c’est-à-dire, à voie libre, contrairement aux conventions françaises, quand un train pénètre dans la section du sémaphore, il ferme le circuit w wx d’une pile, qui excite l’électro-aimant M, lequel, attirant son armature a, malgré le ressort S, déclenche en k
- la roue D. et en / le papillon du pignon p2, de sorte que le poids w entraîne les mécanismes dans le sens des flèches. Mais, avant que la deuxième encoche kl de D n’arrive devant e, le circuit wwx est rompu, parce que le train a franchi ses contacts, de sorte que e, lâché par M, s’enclenche /<’, et arrête le mécanisme dans cette position, après que l’un des loquets p3 de la roue G, a, en soulevant le bras Z, fait pivoter le bras s autour de E, de manière qu’il soit vertical — voie fermée ou au danger — et reste dans cette position jusqu’à ce que le train sorte de la section.
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- En ce point, le train referme le circuit de l’électro M, qui, rappelant a un instant déclenche D en k1, puis laisse retomber e sur D, de ma-
- M
- Fig*, i. — Sémaphore Desant.
- nière qu’il renclenche le bras S, par k, dans sa position horizontale, ou de voie libre.
- La nuit, le bras S est remplacé, au danger, par un verre rouge G2, devant une flamme.
- Isolant Elihu Thomson (1891-1893).
- Cet isolant est formé de feuilles de papier mince a, imprégnées d’un mélange de kaolin et de silicate de soude b, superposées pressées et
- Fig. i. — Isolant Elihu Thomson.
- séchées. On obtient ainsi un isolant souple, tenace, remplaçant avantageusement le mica.
- G. R.
- Chauffage électrique Inee (1893).
- Les poêles sont constitués par une enveloppe 3, percée de trous 2, pour l’admission de l’air, et dans laquelle on a superposé un certain nombre d’anneaux réfractaires 5, pourvus chacun de radiateurs 7. Chacun de ces radiateurs est formé d’une barre métallique 9 — pour en
- assurer la stabilité — entourée d’une gaine d’amiante 8, enroulée d’un fil en platine 10, dans lequel passe le courant.
- Jf J-o
- Fig. 1 à 3. — Chauffage électrique Inee.
- On peut, comme l’indique la figure 2, disposer ces radiateurs dans le plancher. G. R.
- REVUE DES TRAVAUX
- RÉCENTS EN ÉLECTRICITÉ
- SOCIÉTÉ INTERNATIONALE DES ÉLECTRICIENS Séance du 24 janvier 1894.
- La Société internationale des électriciens a donné le 24 janvier dernier une séance extraordinaire à laquelle elle avait invité la Société de Physique et la Société d’Encouragement.
- Le programme comportait une conférence de M. Cornu, membre de l’Institut, sur la « synchronisation électromagnétique », sujet déjà traité il y a plusieurs années, devenu classique, et ayant actuellement un regain d’actualité par suite de sa parenté plus ou moins étroite avec la question de la synchronisation des alternateurs.
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- Bien que cette Revue ait analysé à plusieurs reprises Q) les travaux de M. Cornu, il ne .sera pas inutile de résumer ici son intéressante communication, en insistant plus particulièrement sur les points nouveaux.
- Le problème que s’était proposé le savant professeur de l’Ecole Polytechnique consiste, comme on se le rappelle (2), étant donné un
- Fig. i. — Représentation du mouvement pendulaire simple.
- système oscillant avec une période déterminée, à le contraindre à osciller avec une période différente, ou autrement dit rendre les oscillations du système exactement synchrones d’un mouvement périodique également donné.
- L’auteur rappelle d’abord quelques notions préliminaires.
- dire celui que prend un pendule simple idéal. T.a loi du mouvement est alors sinusoïdale :
- 0 = a sin 2 it ,
- 0 étant l’angle d’écart compté à partir d'une position quelconque et cp la phase , qui, quoique parfaitement déterminée, est parfois assez difficile à faire entrer dans la pratique. C’est l’analogue de notre expression imagée du décalage.
- Un pareil mouvement est représenté (fig. i) par celui de la projection sur un diamètre horizontal d’un point mobile M se déplaçant sur un cercle avec une vitesse uniforme et faisant un tour complet pendant le temps T. La phase <p
- est définie par la fraction de période l0 étant
- le temps écoulé depuis l’origine du temps jusqu’à l’époque du passage du point oscillant à sa position moyenne avec vitesse positive. Cette durée t0 est représentée par l’axe M0. C, M0 étant la position du point descripteur à l’origine du temps. En même temps que l’abscisse O P représente le déplacement 0, l’ordonnée M P représente la vitesse.
- L’équation différentielle du mouvement est (a — —r G (force proportionnelle à l’écart), (i)
- Fig. 2. — Représentation du mouvement pendulaire amorti.
- Un système oscillant peut prendre des mouvements assez différents.
- i° Le mouvement pendulaire simple, c’est-à-
- (') La Lumière Electrique, t. XXV, p 82, 1887; t. XXVII, p. i35 et 3gi, 1888
- (*) Voir 'Comptes rendus, vol. CIV, p. 1463. « Sur la condition de stabilité du mouvement d’un système oscillant soumis à une liaison synchronique » ; Journal de Physique, p 445 ; La Lumière Electrique, loc. cit.
- P étant le moment d’inertie du système oscillant et la solution l’expression déjà donnée plus haut
- 20 Le cas précédent se présente rarement; il y a en général des forces perturbatrices, ordinairement des forces de viscosité, frottement de l’air, torsion du fil de suspension et qu’on peut considérer comme proportionnelles à la vitesse. L’équation du mouvement est alors :
- d* * 0 „ d 0
- ^ d? = -r0-9 dP
- et la solution en est :
- 0=»e~aisin27t^-?^, (4)
- avec :
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- LA LUMIERE ÉLECTRIQUE
- La force perturbatrice introduite par le déplacement d’un conducteur dans un champ magnétique est également proportionnelle à la vitesse.
- Ce cas est le type du mouvement amorti.
- L’amplitude, comme le montre la solution générale, n’est plus constante. Dans ce cas encore on peut obtenir une représentation simple du mouvement amorti par la projection d’un point décrivant une certaine courbe d’un mouvement uniforme.
- Cette courbe est une spirale logarithmique (fig. 2) dont le rayon vecteur coupe la courbe sous un angle S défini par
- tang 8 = (7)
- û£ X
- Les axes de coordonnées ne sont plus rectàn-gulaires, le nouvel angle des axes des coordonnées est ce même angle 8. Comme précédemment la vitesse est représentée par l’ordonnée M P ou tout au moins est proportionnelle à cette quantité (1).
- Pratiquement lorsque l’amortissement a n’est pas considérable, les deux modes de représentation sont à peu près identiques, car alors la spi-
- TC
- raie et le cercle diffèrent très peu, l’angle --8
- étant très faible; on a en effet un fort amortissement en prenant «T = ce qui correspond à
- (') On démontre très facilement ces résultats en identifiant les coordonnées d’un point d’une spirale logarithmique
- — (3 m
- p = A e
- dont l’axe polaire est l’axe des y, avec le déplacement d 0
- angulaire 9 et la vitesse multipliée par un facteur indéterminé K ; on trouve ainsi
- A = a sin 8
- 2 u t
- et la relation écrite plus haut (7). Voir à ce sujet Comptes rendus, t. CIV, p. io56 : « Sur la synchronisation d’une oscillation faiblement amortie » ; Journal de Physique, p. 452, 1887 ; Annales de VObservatoire, mémoires, t. XIII, p. 161.
- un angle de ur, comme différence entre l’angle 8 et un angle droit.
- Ceci posé, considérons un système oscillant et donnons-lui une impulsion périodique avec la période qu’on veut imposer à ce système
- Prenons d’abord le cas d’une force périodique quelconque
- F {t) = 2 B„ sin 2 7c .
- L’équation différentielle du mouvement s’obtient en ajoutant à (3) le terme F (/) :
- et la solution est
- a ^ /1 \
- % — ae sin2 7t — cpl + «F,
- S7 étant une solution particulière de l’équation.
- Le mouvement se compose alors du mouvement pendulaire amorti comme si la force synchronisante n’existait pas et d’un second mouvement de même période que celui qu’on cherche à imprimer au système.
- Le premier disparaît d’autant plus rapidement que le coefficient a d’amortissement est plus grand et le second seul subsiste, le système est synchronisé ; si a = o le premier subsiste toujours et la synchronisation est impossible. On conclut de ce calcul que pour qu’un système oscillant puisse être synchronisé il faut et il suffit que le mouvement libre du système soit une oscillation amortie;.le régime stable est d’autant plus rapidement atteint que l’amortissement est plus grand.
- M. Cornu vérifie expérimentalement ces résultats devant la Société.
- L’appareil à synchroniser est un double galvanomètre d’Arsonval. Les deux cadres sont liés ensemble par une tige rigide portant le miroir; le champ magnétique est formé par deux aimants en fer à cheval avec leurs pôles de même nom en regard.
- L’une des extrémités des fils de chacun des deux cadres est reliée à l’aide d’un fil très fin roulé en hélice à une spirale placée dans un plan vertical et qui annule sensiblement la torsion de ce fil d’attache. L’autre extrémité de chaque enroulement est reliée au fil de suspension.
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- L’un des circuits sert d’amortisseur (a) et peut être fermé sur une résistance qu’on peut varier à volonté. L’autre, placé en série sur une boîte de résistance, reçoit la force synchronisante sous forme d’un courant périodique quelconque. Ce courant provient d’une bobine induite de grande résistance : la portion de l’amortissement due à ce second cadre est donc négligeable.
- Le courant induit est produit par l’oscillation d’un petit aimant trembleur dans l’axe d’une bobine : ce mouvement est entretenu électriquement par une pile spéciale.
- La comparaison du mouvement synchronisé et de la force synchronique se fait directement par composition optique.
- Cette composition des deux mouvements est obtenue de la manière suivante :
- Le trembleur est disposé verticalement et porte un petit miroir recevant un rayon lumineux d’une lampe à arc qui produit sur un écran une image se déplaçant verticalement et dont le mouvement représente le mouvement du miroir et représentera la vitesse de déplacement de ce miroir à condition de le considérer en avance qu’un quart de période.
- Un rayon reçu sur le miroir du galvanomètre donnera une image se déplaçant horizontalement et représentant les oscillations propres de l’appareil.
- Eqfin, si le rayon, après s’être réfléchi sur le miroir du trembleur, se réfléchit sur celui du galvanomètre, l’image se .déplacera suivant une courbe résultant de la composition de ces deux mouvements.
- Cette composition se fait donc d’une façon tout à fait analogue à celle obtenue dans les expériences de Lissajous relative à la composition de deux mouvements vibratoires perpendiculaires et de même période ou de périodes très peu différentes. Si donc le circuit amortisseur est ouvert, comme les durées des oscillations
- (') Cette forme particulière mérite l’attention des Électriciens car elle permet de régler d’une façon tout à fait indépendante l’une de l’autre l’amortissement et la sensibilité qu’il est impossible de séparer dans les appareils ordinaires où l’amortissement des oscillations est obtenu à l’aide d’un shunt et ce au détriment de la sensibilité.
- L’emploi de deux aimants n’est pas. comme nous l’a fait remarquer M. Cornu, absolument indispensable, il suffit d’employer un aimant suffisamment long pour pouvoir placer entre ses branches les deux cylindres en fer doùx de l’appareil précédent.
- propres du galvanomètre et du synchroniseur ont été choisies à peu près égales, on obtient en choisissant ces durées convenablement une trace lumineuse représentant une ellipse passant successivement par toutes les formes connues des ellipses de Lissajous. Si les oscillations ne sont pas trop rapides, on aperçoit très facilement le sens de description de ces ellipses, circonstance qui permet de reconnaître celui des deux mouvements qui oscille le plus rapidement.
- Lorsque le mouvement vertical est en avance sur le mouvement horizontal l’ellipse étant décrite dans le sens des aiguilles d’une montre, le grand axe tourne en sens contraire; si au contraire le mouvement vertical retarde sur le mouvement horizontal, le tracé de l’ellipse et le mouvement de son grand axe se font dans le même sens : dans les deux cas les variations de la phase et de l’amplitude sont caractérisées par la variation de forme de la courbe.
- Si l’amortisseur est fermé sur des résistances décroissantes l’ellipse devient de plus en plus rapidement fixe dans l’espace et permet de montrer la rapidité croissante avec laquelle le mouvement se synchronise lorsque l’amortissement augmente.
- M. Cornu examine tout d’abord le cas particulier où la force synchronisante est sinusoïdale. Les calculs se simplifient beaucoup, ün a
- F (t) = B sin 2 tu - <t>) .
- Le système oscillant prend alors un mouvement synchronisé également sinusoïdal de période ©
- 6 =\B0 sin 2 7t — <1^,
- et le décalage «ïv— ]/ est donné par
- 0
- 2 'J. --
- tang 2 7i (!> — •!/) —-
- a2 + 4 7ï2
- Si les périodes T et © sont assez différentes, a3 est négligeable au dénominateur, a n’intervient qu’au numérateur. Pour a très petit, le décalage doit être sensiblement nul. C’est ce que montre l’expérience, car on obtient dans ce cas une ellipse à grand axe vertical qui, en tenant compte de l’avance qu’un quart de période
- (ù-<ù)
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- se réduit à la diagonale du rectangle circonscrit correspond à l’absence de phase. On peut aussi facilement obtenir un cercle en réglant l’intensité du courant synchronisant par l’intercalation d’une boîte de résistance.
- Si au contraire « est très grand, l’inverse se produit.
- L’auteur passe ensuite au cas du régime variable dans l’hypothè'se d’un amortissement très faible et d’une très petite différence entre les durées des périodes (qui est celui du cas appliqué à l’horlogerie).
- Dans ces conditions la loi de la variation de la force synchronisante avec le temps est indifférente et équivaut à la loi sinusoïdale; l’étude précédente se trouve ainsi générale.
- M. Cornu le prouve expérimentalement en montrant que la synchronisation s’effectue éga-
- Fig. 3. — Indicatrice de synchronisation.
- lement bien dans les quatre conditions suivantes :
- i° Avec le courant sinusoïdal précédent;
- 2° Avec un courant interrompu dérivé sur le circuit du trembleur;
- 3° Avec les courants instantanés produits par ies précédents dans le circuit secondaire d’une petite bobine d’induction;
- 4° Avec la trépidation du trembleur transmise mécaniquement par une lourde règle. La seule condition à remplir est celle d’un amortissement suffisant donné au galvanomètre.
- Ceci montre que l’étude d’un cas particulier, faite complètement, est toujours fort utile, l’étude classique de M. Joubertsurla machine Siemens en est un exemple.
- Pour le cas du régime variable l’auteur choisi une fonction périodique commode consistant en une force agissant pendant un temps assez court pour qu’on puisse négliger le déplacement du système pendant la durée de l’application de cette force. C’est une sorte de percussion périodique.
- Considérons d’abord le cas d’une oscillation
- amortie. Supposons que cette percussion se produise au point M, la vitesse va augmenter de la quantité MM', et l’on voit qu’il y aura augmentation de l’amplitude (fig. 3) en même temps que diminution de la phase, au tour suivant, au bout du temps 0, le point M' après avoir dépassé sa position précédente et être venu en Mt reçoit une nouvelle impulsion et ainsi de suite.
- Dans le cas où le point M serait à droite de oy, il y aurait un accroissement de phase en même temps que d’amplitude.
- Si l’on cherche le lieu des points M au moment où se produit l’impulsion on trouve que celui-ci décrit une spirale logarithmique parcourue par ce point avec une vitesse angulaire constante, c’est Xindicatrice de synchronisation (1).
- Le point asymptotique de cette spirale est une preuve que le mouvement tend vers un régime stable, c’est-à-dire vers une oscillation pendulaire simple représentée par le rayon vecteur du point asymptotique.
- La discussion de la spirale indicatrice montre qu’il peut se présenter deux cas différents suivant que les volutes de la spirale parcourues par le point représentatif entourent ou non l’ori-
- (*) Le déplacement des points Mf s’effectue suivant un — a.t
- arc de M'M, de spirale p = e et l’amortissement produit une diminution M" M, qui, en développant l’exponentielle et en négligeant les infiniment petits d’ordre supérieur donne
- M" M, = — p a 0.
- Le triangle OMC dont les côtés sont respectivement inclinés d’un angle y sur ceux du triangle MM'M„ l’angle y = M'M, M", est invariable et est donné par
- tang y =
- M' M" M, M"
- © — T
- a©
- En écrivant que les deux triangles cités sont semblables, on arrive à
- OC
- (it=M'M).
- La constance de OC montre que le lieu du point Mest une courbe dont le rayon vecteur MC passe par un point fixe C et coupe la courbe suivant un angle y. C’est donc bien une spirale logarithmique. (Voir Comptes rendus, t. CIV, p. i65G. — « Indicatrice de synchronisation représentant le régime variable », et Journal de Physique, 1887, P- 457-)
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- gine. Le système peut donc au début échapper à l’action synchronisante, mais celle-ci parvient toujours à agir, et la synchronisation finit par s’établir.
- Ces spirales peuvent facilement être obtenues photographiquement par points, en effet, lorsque l’ellipse résultant de la composition des deux mouvements est un cercle, celui-ci représente le mouvement du trembleur; si alors un obturateur se débouche à chaque impulsion, on aura ainsi une succession de points représentant bien une spirale comme le montre la figure 4.
- Dans le cas où il n'y a pas d’amortissement l’indicatrice de synchronisation est un cercle décrit avec une vitesse uniforme, et dont le rayon dépend de l’amplitude et de la phase initiales, et dont le centre est sur l’arc des déplacements du système oscillant.
- Fig-. 4. — Indicatrices de synchronisation obtenues photographiquement.
- L amplitude varie alors périodiquement de sorte que le système exécute de véritables battements. La phase varie aussi périodiquement. Si l’origine est extérieure au cercle, la phase oscille entre deux valeurs déterminées, et il y a en réalité une sorte de synchronisation périodique avec une erreur positive ou négative alternativement.
- M. Cornu dit ensuite quelques mots sur l’application de la théorie précédente à la synchronisation des horloges (J) telle qu’on l’emploie à l’observatoire de Nice.
- Une horloge de construction soignée envoie toutes les deux secondes un courant dans un solcnoïde Bj et attire ainsi un barreau de fer doux placé transversalement à l’extrémité d’un balancier à régler (fig. 5).
- L’autre extrémité du barreau de fer doux
- (.*) Comptes rendus, vol.CV. — «Sur la synchronisation des horloges de précision et la distribution de l’heure », p. 1 ro6. — Journal de Physique, p. 1888. — La Lumière Electrique, t. XXVII, p. i35.
- plonge dans un second solénoïde B2 dont le circuit est fermé sur une résistance convenable R2 et produisant l’amortissement nécessaire à la synchronisation.
- L’une des pendules à synchroniser placée sous les yeux de la Société et construite par M. Borrel ne renferme pas de rouage moteur; le mouvement est obtenu uniquement et réglé par l’action des deux solénoïdes.
- Pour ramener la phase à zéro, on peut employer un téléphone qui permet de constater si l’émission du courant correspond bien avec la position d’équilibre de chaque pendule, s’il n’en est pas ainsi, on ajoute ou on retire des petits
- Fig. 5 — Réglage des horloges.
- poids placés sur le balancier suivant que le balancier est en retard ou en avance.
- La réduction de la phase à zéro correspond au cas ou l’indicatrice de synchronisation dégénère en une droite, dans ce cas la synchronisation s’établit immédiatement, c’est celui du réglage apériodique (x).
- Pour terminer, M. Cornu dit quelques mots sur les applications de la théorie de la synchronisation à l’électricité.
- Il signale tout d’abord l’analogie de la synchronisation d’une oscillation amortie avec le cas d’une différence de potentiel agissant sur un circuit contenant une self-induction et une ca-
- (2) Comptes rendus, vol. CVI, p. 1206. «Sur le réglage de l’amortissement et de la phase d’une oscillation synchronisée réduisant au minimum l’influence des actions perturbatrices. Réglage apériodique ». Journal de Phy-ique, mars 1889.
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- LA LUMIÈRE ELECTRIQUE
- pacité dont l’équation est de la même forme; le coefficient de self-induction est l’analogue du moment d'inertie, la résistance joue le rôle du moment de la force d’amortissement et enfin l’inverse de la capacité celui du couple perturbateur.
- Puis l’auteur considère le cas des alternateurs. La question est beaucoup plus complexe par suite des réactions électromagnétiques et mécaniques du circuit fixe sur le circuit mobile; néanmoins M. Cornu pense qu’il n’est pas impossible que l’on puisse appliquer aux alternateurs la théorie précédente en analysant de plus près les courants superposés qui circulent dans ces appareils.
- F. Guilbert.
- Sur l’électro-aimant, par O. Frœlich (').
- Les considérations que je me propose de développer comportent :
- t° La concordance des deux théories de l’élec-tromagnétisme acceptées actuellement;
- 2° L’établissement de la loi de l’électro-aimant ;
- 3° L’examen de ses applications.
- Pour l’exposition de la première partie, il est nécessaire de rappeler brièvement les deux théories, ce que je ferai en m’aidant de l’excellent ouvrage d’Ewing.
- 1.
- La théorie de l’électro-aimant a été amenée à un degré de perfection assez considérable pour rendre possible de calculer à l’avance l’action de cet appareil. Mais il y règne encore, si je puis m’exprimer ainsi, un certain désordre et un certain manque de forme; car jusqu’à présent la notion moderne du courant magnétique et celle plus ancienne des fluides magnétiques sont antagonistes, et le calcul de l’électro-aimant se base encore sur les courbes déterminées expérimentalement, et non sur des lois nettement formulées, comme l’exigerait une théorie exacte. Les considérations qui suivent ont pour but de chercher à combler ces lacunes et de porter de cette façon plus de précision et plus de clarté dans les applications pratiques de cette théorie.
- La théorie moderne de l’électromagnétisme
- (*) Communication faite à la Société électrotechnique, de Berlin, le 19 décembre i8q3.
- part, comme on sait, des lignes de force de Faraday. Les limailles de fer portées dans le champ d’action de l’aimant se groupent en courbes passant d’un pôle à l’autre, se rapprochant en certains endroits et s’écartant dans d’autres. Si l’on suppose que ces courbes ou lignes de force se prolongent à l’intérieur du noyau de fer, on obtient une image analogue à celle des filets de courant circulant dans un conducteur.
- Par analogie, on a accepté la notion du courant (*) magnétique; on parle de force magnéto-motrice, de conductibilité et de résistance magnétique, de potentiel magnétique ; le flux ou courant magnétique est égal à la somme des lignes de force traversant la section considérée, comme le courant électrique est égal à la somme des filets élémentaires de courant.
- On peut opposer à cette manière d’envisager le magnétisme la théorie plus ancienne, qui est basée sur la notion des fluides magnétiques et celles des pôles, en admettant que chaque molécule d’un corps magnétique forme un aimant; d’où les notions du magnétisme libre et du magnétisme latent. Plus récemment, en s’aidant de la notion des lignes de force, on a établi celles de la force et de l’induction magnétique et de l’intensité d'aimantation.
- La force magnétique est celle exercée par les courants électriques et le magnétisme libre sur un point de l’espace ou plutôt sur un aimant présentant l’unité de magnétisme. Mais l’aimantation produite en ce point par la force magnétique diffère selon la nature de la substance qui s’y trouve ; lorsque cette substance est l’air et et qu’une seule ligne de force passe à travers une section donnée, le nombre de lignes sera, par exemple, de ioo si l’air est remplacé par un corps de grand conductibilité magnétique. De ces xoo lignes, une seule est une ligne de force proprement dite, les 99 autres sont des lignes d’aimantation. Le nombre 99 représente l’inten-tensité d’aimantation, le nombre 100 la grandeur de l’induction magnétique, et la différence 1 représente la grandeur de la force magnétique (intensité de champ) au point considéré.
- En réalité, cette addition des lignes de force et des lignes d’aimantation n’est permise que lorsque les orientationsdes aimants moléculaires coïncident avec celle de la force magnétique;
- (‘) Flux.
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- -3g
- c’est à peu près le cas pour les aimantations très intenses, et pour les aimantations faibles le nombre de lignes de force proprement dites est négligeable par rapport à celui des lignes d’aimantation.
- L’induction magnétique et la force magnétique se distinguent encore de l’intensité d’aiman-mantation, en ce que celle-ci passe par un maximum, tandis que les deux premières grandeurs peuvent croître à l’iniini.
- Cette notion plus ancienne prend pour base les faits et peut être considérée comme parfaitement établie ; au contraire, la nouvelle théorie, qui séduit par sa simplicité et ses analogies avec les phénomènes du courant électrique, n’est en accord avec les faits que dans ses lignes générales; on n’en a pas encore donné une démonstration satisfaisante.
- La théorie moderne peut être mise en harmonie avec la théorie ancienne à l’aide d’une remar-
- --M • M--
- Fig. 1.
- que d’Hopkinson découlant de cette proposition de Maxwell et de sir W. Thomson que l’intégrale de la force magnétique le long d’une courbe fermée est proportionnelle au nombre des ampères-tours qui embrassent cette courbe.
- Prenons un exemple. Un électro-aimant annulaire (fig. i) est excité par une bobine R et coupé par un entrefer étroit L. Au milieu M de la bobine il n’v aura pas de magnétisme libre, mais en s’approchant de l’entrefqr on rencontrera de plus en plus de magnétisme libre. La force magnétique provenant en partie des ampères-tours, en partie du magnétisme libre, sera à son maximum à l’intérieur de la bobine, tandis qu’elle ira en diminuant à mesure qu’on s’éloigne de la bobine; enfin, dans l’entrefer L, cette force sera plus intense que dans les parties de fer qui l’avoisinent.
- Appliquons maintenant le théorème de Maxwell à la courbe que forme l’axe de l’anneau. Portons en ordonnées les valeurs de la force magnétique le long de cette courbe (fig. 2). Le théorème en question signifie alors que la sur-
- face embrassée par cette courbe est égale au produit des ampères-tours par un certain facteur (0,4 7c), ce qui ne s’applique pas seulement à l’axe de l’anneau, mais aussi à toute courbe fermée, même celles qui ne suivent pas les lignes de force.
- A ce théorème, Hopkinson a ajouté une remarque, qui a permis d’introduire l’induction magnétique ou la somme des lignes de force et d’aimantation. On peut observer, en effet, que l’induction magnétique en un point quelconque ne peut dépendre que de l’intensité de la force magnétique (intensité de champ) en ce point et des propriétés magnétiques du corps.
- Un aimant élémentaire peut être comparé à une aiguille aimantée munie d’un ressort qui, lorsqu’aucune force magnétique n’agit sur elle, la maintient dans une certaine position d’équilibre. Lorsqu’une force magnétique faitdévier l’aiguille, cette déviation ne dépend que de cette force et de la tension du ressort; dans l’air, ce
- Fig. 2
- ressort serait très fort, dans le fer il présenterait moins de résistance.
- Nous concevons donc que l’induction magnétique en un point quelconque d’un corps doit être un fonction déterminée de la force magnétique agissant en ce point; s’il s’agissait d’un autre corps, la fonction .serait autre, mais dépendrait toujours de la force magnétique.
- Reprenons encore le cas de notre électroaimant annulaire fendu. Si l’entrefer est étroit et si la bobine excitatrice s’étend sur l’anneau entier, il ne se produira pas ou presque pas de dispersion des lignes de force, dont le nombre sera constant à travers toutes les sections de l’anneau. Il doit en être de même de l’induction, qui est également constante dans l’entrefer, mais y affecte une valeur plus petite.
- Si la force magnétique ne dépendait que de l'action de la.bobine, elle serait plus intense dans le fer qu’à l’extérieur; mais elle est, en outre, affectée par l’action du magnétisme libre, qui est maxima aux plans d’intersection de l’entrefer, et qui renforce le magnétisme de l’air au détriment
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- de celui du fer. Nous voyons ainsi comment ces deux composantes de la force magnétique se complètent, de façon que la somme soit constante, mais ait une valeur différente dans chacun des corps, fer et air.
- Appliquons maintenant le théorème de Maxwell.
- Soient M I le nombre d'ampères-tours, L la longueur de l’anneau de fer, l celle de l’entrefer, K le nombre de lignes d’aimantation dans la
- section Q du fer,
- K
- Q
- la densité de ces lignes qui
- mesure l’induction magnétique B, H la force magnétique le long de l’axe de l’anneau, dx la différentielle de ce chemin. D’après Maxwell, on a alors :
- 0,4 71
- rL
- MI = / II dx,
- et d’après Hopkinson, comme
- sentons (fig. 3) le potentiel magnétique le long de l’anneau. D’après la figure, on a
- 0,471 M I = lp -t- LP, (2
- où p représente la chute de potentiel magnétique par unité de longueur dans l’air, et P la même grandeur pour le fer.
- Dans le cas du courant électrique, Ri étant la résistance de l’unité de longueur du conducteur, la chute du potentiel électrique est
- P' = i(R.),
- ou, si x représente la conductibilité électrique, Q la section du conducteur, et (Ij) la densité de courant,
- (Rl) — Tq « I =
- donc
- 0,4 TT MI
- K
- Or, Qest constant, mais cp prend une autre
- forme dans le fer que dans l’air; dans ce dernier cas, on a simplement
- Par conséquent, si la théorie moderne du magnétisme est exacte, la chute de potentiel
- Fig. 3
- (K \ K
- Hq)=q
- Il en résulte donc :
- o,4. MI=, (|) jf
- ‘-if
- dx,
- OU
- o,4Mi=i„(r-)+,|
- (i)
- C’est le théorème de Hopkinson, qui peut être étendu facilement à un électro-aimant composé d’un nombre quelconque de pièces différentes, et au cas de la dispersion des lignes de force ; on obtient donc une relation entre les ampères-tours et la densité des lignes de force.
- Considérons maintenant le même cas d’après la théorie moderne.
- Supposons que la force magnétomotrice soit concentrée au milieu M' de la bobine, et repré-
- magnétique est égale au quotient de la densité K
- de courant q par la conductibilité magnétique
- du corps, et ne dépend pas de la section.
- Mais les résistances magnétiques ne sont pas constantes; elles dépendent, au contraire, du flux magnétique K; d’autre part, la conductibilité magnétique ne peut dépendre que de la
- densité du flux magnétique
- Si nous posons la conductibilité magnétique de l’air égale à i, celle du fer égale à
- nous obtenons :
- o,47tMI = /|+L^|),
- c’est-à-dire le théorème d’Hopkinson.
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- JO U UN AL UNI VERSEL D’ÉL EC TR IC I TÉ
- ‘ZA I
- Comme ce théorème est établi dans l’ancienne théorie sur les résultats d’expérience, la déduction précédente justifie l’analogie entre le courant électrique et le flux magnétique, si l’on pose la force magnétomotrice = 0,4 tu M1 et la conductibilité magnétique de l’air = 1.
- On peut aussi exprimer cette corrélation en remarquant que la fonction de Ilopkinson <p représente dans l’une des théories la force magnétique, dans l’autre la chute de potentiel magnétique dans la direction des lignes d’aimantation. Nous voyons que les deux représentations ne sont que deux formes différentes de la môme théorie, découlant tout aussi bien de la notion des fluides magnétiques que de celle du courant magnétique.
- HEINRICH HERTZ
- ET SON ŒUVRE
- Il n’y a pas six ans que Heinrich Hertz, dont nous avons annoncé la mort prématurée, a publié ses premières expériences sur la propagation des ondes électrodynamiques, et déjà l'on ne compte plus les physiciens qui, dans tous les pays d’Europe, ont repris, discuté, complété ses expériences, et qui y ont ajouté des résultats nouveaux. On citerait dans l’histoire de la physique peu d’exemples d’une découverte ayant aussi vite suscité d’autres découvertes; d’une branche de la science dont on ait aussi peu de temps après sa création aperçu et démontré la fécondité.
- Avant les expériences qui l’ont rendu célébré, Hertz avait publié des mémoires fort intéressants, en particulier sur les phénomènes d’illumination qui accompagnent la décharge dans des gaz plus ou moins raréfiés, et dans ces derniers temps, il a publié encore, dans les moments de répit que lui laissait la maladie, un mémoire sur le passage des rayons cathodiques à travers de minces couches métalliques.
- Ce sont là des travaux d’un intérêt secondaire si on les compare à la grande œuvre à laquelle le nom de Hertz reste attaché. C’est sur cette œuvre que nous nous proposons de jeter un regard d’ensemble.
- Les mémoires de Hertz sur les ondes électrodynamiques ont, au fur et à mesure qu’ils ont paru, été analysés et traduits dans ce recueil, auquel leurauteur a fait l’honneur de collaborer. Hertz les a l’an dernier réunis en un volume (a) auquel il a joint une préface qui contient sur les idées de Maxwell quelques pages d’une remarquable netteté et d’un haut esprit philosophique. Il ne peut s’agir ici de reprendre une description détaillée des expériences; il s’agit de chercher à voir ce qu’a voulu faire, ce qu’a fait Hertz.
- I
- Hertz a cherché à trouver par expérience « la relation entre les phénomènes de polarisation dans les diélectriques et les forces électrodynamiques (2) » c’est-à-dire à soumettre au contrôle de l’expérience les idées de Maxwell. Il a mis la main sur une méthode expérimentale qui lui a d’abord permis de montrer l’influence électrodynamique qu’exercent les courants de déplacement; c’était son objet primitif. Mais il ne s’en est pas tenu là. L’application de cette méthode même l’a conduit à des conséquences autrement nettes et importantes sur la propagation simultanée des perturbations électriques et magnétiques dans un champ soumis à une perturbation électrique périodique, sur les lois de la propagation des rayons de force qui transportent l’énergie électromagnétique, et sur la valeur de la vitesse de propagation.
- Revenant alors à la théorie, il l’a précisée, il a vu avec une profonde sagacité ce qui était l’essentiel dans l’œuvre de Maxwell ; sans s’attacher à discuter ce qui a pu être la pensée de Maxwell, il a cherché et trouvé ce qu’on doit réellement appeler la théorie de Maxwell. « La théorie de Maxwell, a-t-il dit, c’est le système des équations de Maxwell (3) ». Entendons par là le système des équations avec les hypothèses fondamentales qu’il implique, — mais abstraction faite d’une façon absolue de tout mode particulier de représentation concrète qui prétende figurer la réalité. Au sens qu’il a eu soin de dé- (*)
- (*) Untersuchungcn über die Ansbreitung der eleh-Irischen Kraft. — Leipzig-, 1892.
- (-) Unlersiichungen, p. 1.
- (’) Untersuchungen, p. 23.
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- 242
- LA LUMIERE ELECTRIQUE
- finir ainsi, l’on peut dire que Hertz a démontré expérimentalement l’exactitude sinon de la théorie de Maxwell elle-même, du moins de conséquences importantes qui s’en déduisent immédiatement, et qui contredisent les autres théories électrodynamiques.
- II
- Avant Faraday, les savants qui s’étaient occupés d’électricité concentraient leur attention sur le rôle des conducteurs ; l’énergie électrique était pour eux localisée dans le corps conducteur chargé d’électricité ou transportant l’électricité. Faraday émit le premier l’idée paradoxale que l’énergie électrique résidait dans le milieu isolant, dans le diélectrique où les conducteurs sont plongés. Le conducteur sert de guide, de limite à l’électricité, et voilà tout. Le fait réel qui frappait surtout Faraday et le conduisait à cette manière de voir était le changement qu’éprouve l’énergie d’un système de corps électrisés quand on change le diélectrique.
- Les physiciens, qui ne pouvaient se résoudre à voir de l’énergie ailleurs que sur les conducteurs, expliquaient ce changement en attribuant une constitution complexe aux diélectriques autres que l’air ; pour eux, ces diélectriques contenaient des particules conductrices, et c’est là qu’on essayait de trouver la différence d’énergie entre le diélectrique complexe ainsi constitué et le vide.
- Les théories de ce genre, les théories de Poisson et Mosotti, ont comme moindre défaut de ne pouvoir s’accorder avec les faits (*); aussi seront-elles bientôt laissées dans l’oubli ; on les a traitées d'archéologie scientifique : le mot est de M. H. Poincaré (2).
- Pour Faraday et Maxwell, ce qui réside dans le diélectrique, ce n’est pas le supplément d’énergie dû à la substitution du diélectrique en' question au vide, c’est toute l’énergie électrostatique elle-même. La proposition fondamentale est la suivante : la force électrique en un point d’un diélectrique y crée une modification qu’on peut définir complètement par une grandeur dirigée appelée le déplacement.
- Le déplacement électrique est orienté dans la direction de la force électrique, et sa grandeur est proportionnelle à la grandeur même de la force, et proportionnelle au pouvoir inducteur spécifique du milieu. Si l’état électrique varie, le déplacement électrique varie en chaque point.
- La variation du déplacement électrique avec le temps doit produire des effets analogues à ceux d’un courant d’électricité circulant dans un conducteur ; elle doit avoir les mêmes effets électromagnétiques, et elle doit naître de même sous l’influence de forces électromotrices d’induction.
- En écrivant que le courant de déplacement exerce les mêmes actions électromagnétiques qu’un courant ordinaire ou de conduction, on a l’un des deux systèmes d’équations de Maxwell (je l’écris sous la forme que lui a donnée Hertz) :
- dX _ d M d N
- dt dz dy ’
- d Y dN d L
- : dt ~~ dx d% ’
- dZ d L d M
- dt ~~ dy dx *
- X, Y, Z désignent les composantes de la force électrique au point x, y, z de l’espace et au temps /;
- L, M, N les composantes de la force magnétique ;
- s la constante diélectrique du milieu;
- A l’inverse du rapport v ;
- En écrivant d’autre part que s’il y a dans un diélectrique variation du champ magnétique, la force électromotrice d’induction ainsi créée donne lieu à un courant de déplacement, on obtient le second système d’équations :
- dL___dZ d Y
- ^ dt dy dz ’
- . d M___rfX d Z
- ^ dt ~ dz dx*
- dN _ d Y d X
- dt dx dy ’
- (»)
- [x est la perméabilité magnétique du milieu. Si on compare ces deux systèmes d’équations on y constate une symétrie absolue — au signe près — entre les rôles des deux vecteurs électrique et magnétique.
- (*) Vasciiy. — Électricité et magnétisme, t. I, p. 56. (2) H. Poincaré. — Electricité et optique, t. II.
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- JOURNAL UNIVERSEL D'ÉLECTRICITÉ
- 243
- Cette symétrie est l’idée capitale de Maxwell.
- M. Blondlot a énoncé cette réciprocité sous une forme très claire (J). Une charge électrique qui se déplace crée un champ magnétique, donne lieu à un déplacement magnétique, ainsi que le prouve l’expérience de Rowland. De môme, un pôle magnétique qui se déplace doit créer un champ électrostatique; et si les deux pôles, l’un électrique, l’autre magnétique, subissent le même déplacement, ils donnent lieu à des champs égaux, mais— et ceci est très important — de signes contraires.
- C’est cette égalité des champs électrostatique et magnétique, cette réciprocité, que ne donnait point l’ancienne électrodynamique.
- Par ancienne électrodynamique, il ne faudrait pas comprendre, cela va sans dire, une électrodynamique établie sur des lois différentes pour les attractions électromagnétiques et pour l’induction. Il faut comprendre la façon dont on étendait ces lois aux mouvements d’électricité dans les diélectriques, et la façon dont on étendait ces lois était différente de celle de Maxwell tout simplement parce qu’on partait d’une conception différente de celle de Maxwell pour le diélectrique; à vrai dire, il y avait une électrostatique ancienne, plutôt qu’une électrodynamique ancienne. M. Poincaré s’est attaché à montrer qu’on ne peut pas faire rentrer l’élec-trodynamique de Maxwell dans celle de Helm-holtz en donnant une valeur particulière à la constante qui différencie les diverses formules d’action électrodynamique élémentaire (2).
- La grande différence entre les deux électro-dynamiques ou les deux électrostatiques, c’est que là où Maxwell introduit le déplacement, on introduisait la polarisation. Si l’on transportait en magnétisme la même substitution, cela reviendrait à remplacer Y induction magnétique par Y aimantation, à considérer pour calculer les forces électromotrices induites, non plus la variation du flux d’induction, mais la variation du flux de l’aimantation.
- Quelle qu’ait pu être l’évolution de la pensée de Maxwell, quelles que soient les obscurités ou même les contradictions qu’on rencontre dans son œuvre, et qui tiennent à ce qu’il n’a pas complètement dégagé sa conception vraiment
- (') Journal de physique, 1• série, t. IX, p. 177.
- (*) Electricité et Optique, t. Il, p. ni.
- nouvelle des modes de langage correspondant au point de vue ancien, ce qui est clair chez lui et ce qui le distingue de ses prédécesseurs, c’est la réciprocité parfaite qu’il admet entre l’effet électrostatique d’un champ magnétique variable et l’effet magnétique d’un champ électrostatique variable : c’est à ce point essentiel que s’attache Hertz dans l’œuvre de Maxwell; pour lui, la théorie de Maxwell est là toute entière.
- La symétrie des systèmes d’équations, qui exprime la réciprocité dont il est question, a une conséquence importante.
- En éliminant un des vecteurs, électrique ou magnétique, entre les deux systèmes, on arrive pour l’autre vecteur à un système d’équations aux dérivées partielles du second ordre :
- A2 E |J. A2 E (J.
- d2 L ~dl* d2 M dp
- = A L
- = A M
- A" ^ X V V
- ., d* * Y Kt* dE = AY
- . o d2 N
- A ^ TtE =AN
- A2e(J,
- d2 Z dt2
- — A Z
- où l’on reconnaît les équations des petits mouvements, et les coefficients e et ja y entrent symétriquement.
- Ces équations prouvent qu’une perturbation électrique ou magnétique se propagera dans le milieu avec une vitesse déterminée, et que cette vitesse est
- 1
- A \Je |a’
- A étant l’inverse du rapport v des unités. On obtient en particulier pour le vide, où e et y. sont
- égaux à 1, la valeur .— v, c’est-à-dire la vitesse
- même de la lumière. C’est ce qui n’aurait pas lieu dans l’ancienne électrostatique, ou s’introduisait à côté de (*, non plus s, mais s — 1.
- L’égalité de la vitesse de la lumière et de la vitesse de propagation des perturbations électromagnétiques dans le vide est une conséquence de la symétrie que présentent les équations par rapport aux coefficients spécifiques qui définissent le milieu au point de vue électrique et au point de vue magnétique; et cette égalité implique une pareille symétrie.
- Les expériences de Hertz ont permis de démontrer cette égalité.
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-
- 244
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- III
- Il n’est pas aisé d’établir qu’un phénomène se progage avec une vitesse finie, et de mesurer cette vitesse, quand cette vitesse est de 3ooooo kilomètres par seconde.
- L’idée qui se présente naturellement est de donner au phénomène un caractère périodique et de mesurer la longueur d'onde. Les oscillations électriques les plus rapides qu’on eût étudiées jusqu’alors avaient des périodes beaucoup trop longues et ne donnaient pas de longueur d’onde pratiquement mesurable. Le premier mémoire de Hertz dans l’ordre d’idées qui nous occupe contient la description de Yexcila-teur qui lui a permis d’avoir des oscillations de l’ordre du centmillionième de seconde (1). Remonté de temps à autre par l’étincelle secondaire d’une bobine de Ruhmkorff, comme on remonte une montre, l’excitateur ou vibrateur est traversé par un flux continu d’étincelles et devient capable de produire un pareil flux d’étincelles dans un circuit voisin également interrompu en un point. L'effet obtenu est complexe; il ne saurait s’expliquer uniquement par une influence électrostatique; il n’est pas dû non plus exclusivement à l’induction électrodynamique. Hertz fait soigneusement dans un certain nombre de cas particuliers, la part de chacune de ces actions.
- Il est conduit dès ce premier mémoire à la notion expérimentale de résonance : si on modifie d’une manière continue l’une des grandeurs qui détermine le circuit secondaire, on observe l’existence de valeurs pour lesquelles l’étincelle secondaire éclate à plus grande distance que par toute autre valeur voisine plus petite ou plus grande. Il y a résonance. Le résonateur réglé à l’unisson aussi bien que possible sera un précieux appareil pour l’exploration du champ électromagnétique créé par l’excitateur.
- Les calculs de Hertz sur la période propre de l’excitateur, sur celle du résonateur, sont loin d’être à l’abri de toute critique. Avec une simplicité et une bonne foi parfaites, il a reconnu qu’il s’était trompé quand on lui a signalé quelque erreur ; comme avec une scrupuleuse
- (!) U ber sehr schnelle elektrische Schwingungen. — Untersuchungen, p. 32.
- loyauté il a cherché toujours à bien mettre en relief ce qu’il devait à ses devanciers. Son premier mémoire n’en reste pas moins une découverte de premier ordre; il donnait du coup le moyen de produire et le moyen d’étudier tout un nouvel ordre de phénomènes.
- Notons-y en passant la démonstration de l’action inductrice d’un courant rectiligne non fermé sur un autre circuit rectiligne non fermé (B-
- Il étudie ensuite l’influence de la lumière ultraviolette sur l’étincelle, puis, laissant à d’autres ce nouveau champ d’études, il étudie incidemment, les phénomènes actino-électriques et reprend l’étude des oscillations électriques. Il montre que la présence d’un corps isolant de grandes dimensions au voisinage d’un circuit, secondaire modifie les conditions de la résonance, qu’elle apporte une perturbation tout comme la présence d’un corps conducteur : c’est la preuve, qualificative il est vrai, que des courants de déplacement, induits dans le diélectrique par les oscillations électriques, ont réagi à leur tour sur le courant dans le circuit secondaire. L’importance de ce résultat n’échappera à personne si l’on songe qu’on n’avait alors pour prouver la réalité d’une action électromagnétique des courants de déplacements que l’expérience, très intéressante, mais trop peu concluante, de Rontgen (2).
- Au mémoire sur la vitesse de propagation des actions èlectrodynamiques communiqué à l'Académie de Berlin le 2 février 1888, et au suivant sur les ondes èlectrodynamiques dans l’air et leur réflexion commence véritablement l’étude de ce qu’on a justement appelé les ondulations hertziennes. On y trouva l’étude de la propagation le long d’un fil conducteur plongé dans l’air, et la comparaison de la propagation le long d’un fil avec la propagation dans le diélectrique lui-même. La vitesse de propagation le long du fil, corrigée de l’erreur de calcul qu’ont signalée MM. Lodge et Poincaré, se trouve voisine de la vitesse de la lumière; la vitesse de l’air lui-même, beaucoup plus difficile à mesurer, se montrait différente de la vitesse le long du fil : Hertz la trouvait égale à la vitesse de la lumière ; la correction qui rétablissait cet accord inattendu pour la vitesse le long du fil venait dé-
- (') Untersuchungen, p. 45.
- (*) Poincaré. Électricité et Optique 1.1, p. 3o3
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
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- truire du même coup l’accord obtenu pour la vitesse dans l’air. M. Hertz est depuis revenu sur cette question, en insistant sur l’intérêt que présenterait une comparaison directe des vitesses dans l’air et le long d’un fil, comparaison qui serait faite à l’abri des causes perturbatrices qu’il n’avait pu éliminer. Il a pu voir avant de mourir, la question décidément résolue par les dernières expériences de MM. Sarasin et De la Rive; l’égalité entre les vitesses de propagation dans l’air et le long d’un fil paraît bien démontrée, et comme les expériences de M. Blondlot, surtout ses dernières expériences qui ne sont fondées sur aucune théorie, ont prouvé l’égalité de la vitesse le long d'un fil à la vitesse de la lumière, le résultat principal de la théorie de Maxwell se trouve par là bien établi.
- La rapidité avec laquelle se sont succédé les remarquables travaux qui ont achevé de mettre hors de doute les résultats d’abord contestés a fait presque oublier le moment où l’on put craindre que l’édifice élevé par Hertz ne fût qu’un échafaudage peu solide et bien près de crouler. Après la découverte de la résonance multiple, par MM. Sarasin et De la Rive, et avant l’explication de cette anomalie par MM. Poincaré et Bjerknes, avant surtout que le phénomène qui était apparu comme une objection ne devînt entre les mains de M. Blondlot le fondement même des expériences les plus convaincantes, il y eut, chez quelques-uns, un moment d’hésitation sur la portée de l’œuvre de Hertz.
- Si l’on pouvait discuter alors sur la valeur numérique de la vitesse de propagation dans l’air, et sur l’existence même d’une vitesse de propagation, il n’y en avait pas moins dès lors, à la fin de 1888, un certain nombre de faits importants bien acquis. Comme la lumière, l’énergie électromagnétique se propageait suivant des rayons, « les rayons de force électrique » qui satisfaisaient aux lois de l’optique.
- En disposant le vibrateur rectiligne suivant la ligne focale d’un miroir parabolique de zinc, on augmentait dans des proportions énormes la distance à laquelle s'observent des effets sensibles.
- Un résonateur qui ne donnait plus d’étincelles à une distance de 2 mètres du vibrateur en donnait à 16 mètres de distance, pourvu qu’on munît le vibrateur et le résonateur de deux réflecteurs
- paraboliques dirigés l’un vers l’autre suivant le même axe (’). La propagation dé l’un à l’autre est rectiligne, l’interposition d’une porte de bois ne gêne pas, l’interposition de l’observateur éteint complètement le résonateur. Un changement de direction de i5°donnéà l’un des miroirs produit le même résultat. Hertz a observé de même la réflexion sur un miroir sous une incidence oblique, la polarisation par un système de réseaux conducteurs, la réfraction par un prisme d’asphalte.
- J’insiste sur cette dernière expérience de réfraction (3). Avec un prisme de 3o° d’angle environ, on avait une déviation d’environ 22°; en déplaçant le miroir parabolique avec le résonateur, on n’obtenait rien tant qu’on n’avait pas tourné l’axe du miroir de 1 r, on n’obtenait rien non plus au-delà de 34°. Chacun des miroirs paraboliques est à 2,5 m. environ du prisme réfringent (les dimensions d’un miroir sont 2 mètres de haut, 1,2 m. de large, 0,7 m. de proprofondeur).
- De quelque façon que l’on retourne cette expérience, on ne saurait se refuser à y voir la preuve que le milieu diélectrique joue un rôle actif dans la transmission des phénomènes électromagnétiques.
- Une série d’objections bien peu sérieuses, mais enfin qui peuvent se présenter à l’esprit sur la valeur démonstrative, au point de vm purement qualitatif, de la plupart des expériences précédentes, me paraissent absolument tomber devant celle-là.
- En reproduisant avec des oscillations électri-quesà très courte période les phénomènes lumineux, Hertz calquait l’optique : il l’a parfois devancée. Ses expériences sur les ondes électrodynamiques stationnaires ont suggéré les expériences sur les ondes lumineuses stationnaires. En faisant réfléchir un faisceau parallèle de rayons de force électrique sur un mur de zinc placé normalement, il obtenait des systèmes de plans nodaux et ventraux comme on en obtient en acoustique avec les tuyaux sonores : les nœuds de la force électrique coïncident avec les ventres delà force magnétique, et inversement. Contre le miroir conducteur est un nœud de la force électrique.
- (‘) Unlersuchungcn, p. 188. (-) Untarsuchungen. p. 19b.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- La force électrique et la force magnétique ont en chaque point des directions perpendiculaires. Hertz a eu soin d'en donner une démonstration expérimentale fort ingénieuse dans son mémoire « sur l’action mécanique des ondes électriques dans les fils Q) ».
- Entre deux fils de cuivre verticaux et qui sont le siège de la perturbation électromagnétique stationnaire, on peut disposer une cage à l’intérieur de laquelle on suspend un très léger cylindre de papier d’or. Si sa direction n’est pas dans le plan vertical des deux fils, il est dévié vers cette direction ; la déviation est maximum aux points qui sont les ventres de force électrique; elle est nulle aux nœuds, et entre ces points elle varie régulièrement.
- Pour étudier la force magnétique, on suspend dans la même cage un léger cerceau de fil d’aluminium sous l’action d’un champ magnétique oscillant; ce cadre doit prendre une direction parallèle à la torce magnétique (2). Si 011 met la petite cage en un point qui est un nœud de la force électrique, pour éliminer l’action électrostatique sur le cerceau d’aluminium, on observe qu’il est dévié, et son plan tend à se diriger perpendiculairement au plan des deux fils conducteurs verticaux; on a le maximum d’action en , ces points. La force magnétique est ainsi maxi-ma aux points où la force électrique est mini-ma, et ces deux vecteurs sont perpendiculaires l’un à l’autre. Les deux forces exercent d’ailleurs des actions mécaniques du même ordre de grandeur.
- L’analogie avec les deux vecteurs qui représentent la vibration lumineuse, suivant qu’on part des idées de Fresnel ou de Neumann, est donc extrêmement étroite. Elle a été complétée d’une part par les expériences de Klemencic et Trouton sur la polarisation des ondes électromagnétiques par réflexion à la surface des diélectriques comme le verre et !e soufre, et, d’autre part, par les mémorables expériences de M. Otto Wiener. Le produit géométrique des deux vec-
- (*) Untersuchungen, p. 199-
- (!) On arrive aisément à ce résultat en étudiant un cadre placé dans un champ magnétique alternatif : la force électromotrice induite par la variation du champ est en retard
- de - sur le champ lui-môme, et le courant un peu en re-2
- tard sur la force électromolrice, l’action prédominante moyenne est une force qui tend à écarter l’axe du courant delà direction du champ magnétique.
- teurs, électrique et magnétique, est le vecteur radiant de Poynting, dont la direction et la grandeur en un point de l’espace suffisent à faire complètement connaître le flux d’énergie qui se propage à travers un élément quelconque de surface passant par le point donné. Les vecteurs lumineux, les vecteurs électrique et magnétique, dans le cas d’oscillations rapides, sont transversaux.
- L’hypothèse audacieuse qui réduit les phénomènes lumineux à des phénomènes d’ondulations électromagnétiques à période extrêmement courte a désormais une base expérimentale. On ne peut pas dire qu’elle soit démontrée par l’expérience; mais on est en possession d’une méthode qui permet de soumettre les conséquences de cette hypothèse au contrôle de l’expérience, etjusqu’à présent les travaux de Hertz et de ses successeurs ont montré un accord très satisfaisant, du moins dans les grandes lignes. Si cet accord se poursuit, nous aurons là un merveilleux instrument qui nous permettra d’étudier le mécanisme des phénomènes lumineux en reproduisant ces phénomènes avec un énorme grossissement; déjà Righi applique les ondulations hertziennes à l’étude de la réflexion totale.
- D’autres phénomènes optiques, la diffraction, par exemple, seront notablement éclaircis le jour où l’on connaîtra bien les mêmes phénomènes transportés dans le domaine de l’éleetro-magnétisme.
- Quel que soit le sort réservé à la théorie électromagnétique sous la forme que lui a donnée Maxwell, l’œuvre de Hertz gardera une importance capitale. Le premier, il a observé la propagation d’ondes électromagnétiques dans l’air avec une vitesse finie. Cette vitesse est la vitesse delà lumière, comme le prouvent les expériences de Sarasin et De la Rive rapprochées de celles de Blondlot. Hertz a prouvé l'inexactitude de Vélectrodynamique de Maxwell en tant qu'elle s'oppose à l'ancienne ëleclrodynautique. Expérimentateur doué de l’esprit d’invention en même temps que penseur profond, il a su comprendre et mettre en œuvre les idées du grand physicien anglais. M. Poincaré a justement dit de Maxwell qu’il a été un semeur d'idées. Les idées que Maxwell avait semées, Hertz les a fait mûrir et fructifier.
- Bernard Brunhes.
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- FAITS DIVERS
- Notre correspondant des États-Unis nous communique les informations suivantes, qui peuvent intéresser les installateurs de circuits électriques :
- Les Compagnies d’assurances des États-Unis dirigent des attaques de plus en plus vives contre l’éclairage électrique; elles cherchent par ce procédé un moyen d’élever encore leurs primes. Dans un récent article sur ce sujet, un agent d’assurances met à la charge de l’électricité les incendies considérables de ces dernières années dont les causes n’ont pu être connues. Or, les statistiques prouvent que les cigarettes, qui ont remplacé en grande partie les cigares et les pipes, ont déterminé d’innombrables incendies, dont plus d’un a été attribué à l’électricité.
- Comme première conséquence de ces agissements des Compagnies d’assurances, les autorités [prescrivent des règles de plus en plus sévères pour les installateurs. Jusque dans ces derniers temps il était permis de brancher des circuits d’éclairage sur les circuits de trolleys à 5oo volts; on vient de défendre cette disposition à cause de la mise à la terre d’un des fils de ces circuits. Cette prescription n’est peut-être pas mauvaise à suivre; mais les assureurs vont plus loin. Considérant que la fusion des coupe-circuit ne suffit pas à couper les circuits en cas d’augmentation anormale du courant, parce qu’il se produit toujours un arc, ils demandent la mise en usage de coupe-circuit automatiques autres que les plombs fusibles.
- Dans certains cas, le courant varie très biusquement. Ainsi, sur un circuit de distribution de force motrice à 5oo volts, le service est interrompu vers midi pendant 20 à 40 minutes. La reprise du service se fait presque au même instant partout, et il se peut que la moitié du courant normal soit brusquement lancée en circuit. Des accidents peuvent en résulter.
- Dans le service des tramways, on obvie à cet inconvénient d’une façon très ingénieuse. En cas de cessation brusque du courant sur la ligne, tous les conducteurs ont pour consigne de fermer leurs circuits d’éclairage. Chaque conducteur attend que les lampes se rallument, ensuite seulement il intercale son moteur. Si quinze à vingt moteurs se trouvaient simultanément en circuit au moment de la mise en marche, des accidents pourraient se produire. Mais les conducteurs ont pour consigne de ne fermer leurs circuits que dans un certain ordre. Un certain nombre d’entre eux peuvent mettre leur moteur en marche dès que les lampes se rallument; une minute plus tard, une seconde équipe de conducteurs peuvent fermer leurs commutateurs, et ainsi de suite, les différentes équipes ne se mettent en route qu’à une ou deux minutes d’intervalle. De cette façon le courant aug-
- mente graduellement, et la station centrale a le temps de prendre les mesures nécessaires.
- Les experts ont agité la question de savoir quelle longueur il faut donner aux plombs fusibles pour éviter la formation d’un arc en cas de fusion. Dans les essais qui ont été faits, on a observé plusieurs effets curieux. Lorsque deux plombs sont placés parallèlement et horizontalement dans le même coupe-circuit, les deux fondent immédiatement l’un après l’autre, tandis que placés verticalement,un seul d’entre eux fond, l’autre restant intact.
- Notre correspondant a eu l’occasion de lire un rapport sur des expériences de ce genre. On faisait sauter un coupe-circuit pour 10 ampères, par exemple, et si un arc se formait et se maintenait, on augmentait la longueur du fil de plomb. On déterminait ainsi la plus petite longueur à donner au plomb pour éviter l’arc. Le coupe-circuit fermé nécessitait un centimètre de plus comme longueur des fils, tandis qu’en plaçant sous le milieu des fils un pont en matière incombustible de plus de 5 centimètres de hauteur, la longueur pouvait être réduite au tiers.
- Les résultats de ces essais ont été réunis ; dans le ta-
- bleau ci-dessous, et il est très probable qu’ils seront
- adoptés comme types à prescrire par les Compagnies
- d’assurances :
- Longueur Longueur
- Courant minima Longueur
- maxima à employer
- en ampères pour recommandée
- de Tare éviter 1 arc
- cm. cm. cm.
- 10 0,6 L2 2,5
- 20 L2 1,9 5
- 30 5 5 7
- 40 5 5.6 8,5
- 5o 5,6 6,2 8,5
- 60 7,5 8 9,5
- 70 7,5 8 10
- 80 8 8,7 10
- 90 8,7 9,4 11
- 100 9,4 ' 10 li,5
- La Compagnie Electric-Phœbus fabrique une nouvelle
- pile hydro-électrique composée de deux réservoirs d’égale capacité, contenant l’un la solution dépolarisante, l’autre la solution excitatrice. Un bouton sert à vider le liquide épuisé et à le remplacer par un volume égal de liquide neuf. Cette manoeuvre est des plus simples : il suffit de tourner ce bouton d’un quart de tour, de gauche à droite, et de le retourner de droite à gauche; ce mouvement embraye les leviers des soupapes d’emplissage et de vidange, et le liquide vieux s’écoule dans les réservoirs; pendant ce temps, les mesureurs se remplissent et, dès qu’ils sont pleins, libèrent les leviers des soupapes d’arrivée et de sortie du liquide, le liquide neuf passe à la pile, qui est en marche pour une période nouvelle. Les zincs sont suffisants pour durer le même temps que la provision de liquide : leur remplacement est, du reste,
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- des plus simples, il suffit de les relier à l’élément suivant avec la pince spéciale à cet usage.
- Le liquide excitateur est de l’eau acidulée au dixième par de l’acide sulfurique; le dépolarisant est formé d’une partie de bichromate de soude, d’une partie d’acide sulfurique et d’environ quatre parties d’eau.
- Un incendie ayant éclaté dans une rue de Boston (Massachusetts), ville où les fils aériens sont en abondance et forment une véritable résille métallique, des pompiers pendant la manoeuvre des échelles d’incendie, éprouvèrent des chocs cruels. Cet événement a poussé les assurances et le service d’incendie à demander, pour la vingtième fois, que tous les fils fussent enfouis dans le sol.
- Un de nos correspondants nous demande si le jaillissement de l’arc électrique dans l’air n’engendre pas différents produits de nature à altérer la pureté de ce fluide.
- De nombreuses observations ont été faites sur celte question ; on a constaté la formation de vapeurs de peroxyde d’azote et autres composés nitrés aux dépens de l’oxygène et de l’azote de l’air; J. Dewar (R. Soc. Procee-ding, t. XXIX) a de même observé la formation d’acide cyanhydrique par l’arc électrique, dans les conditions suivantes : Les crayons de charbon, purifiés par traitement au chlore, puis à l’hydrogène à haute température, étaient creusés dans leur longueur pour permettre d’y faire passer du gaz.
- Quand l’arc jaillit, l’injection de l’air dans le charbon négatif avec une vitesse de 1 litre à la minute, donne lieu à la formation d’une quantité appréciable d’acide cyanhydrique : la quantité augmente notablement si l’air passe dans le charbon positif.
- D’ailleurs Hempel avait déjà constaté qu’en chauffant dans un petit creuset électrique un mélange de charbon et d’alcalis au contact de l’air, U se forme des cyanures.
- Quoi qu’il en soit, en admettant la formation possible des composés nitreux et de l’acide cyanhydrique, les quantités engendrées sont toujours assez faibles; néanmoins, il serait intéressant de préciser la nature et la proportion des gaz formés dans l’arc ; en mettant à côté les résultats obtenus pour l’éclairage au gaz, il n’est pas douteux qu’on constaterait que ce dernier éclairage altère infiniment plus la composition d’un air confiné que ne le fait l’éclairage électrique.
- On annonce l’installation prochaine en France d’une fabrique de carborundum, ce siliciure de carbone si dur préparé comme nous avons dit dans l’arc électrique : plusieurs de nos amis en ont rapporté de l’Exposition de Chicago, c’est une très belle substance dure qui certainement va entrer dans l’industrie du polissage. On
- annonce également encore la construction d’une nouvelle fabrique de chlorate de potasse électrolytique en Savoie.
- Éclairage électrique.
- D’après le Journal de VElectricité la question de l’éclairage électrique de Besançon va entrer dans une nouvelle phase, par suite de la concession à la Société Magnin, Ritter et C% des forces motrices de la Loire, entre la source et Mouthier. Cette société offre à la ville de Besançon d’assurer l’éclairage public et privé, sur toute l’étendue de la commune, avec les mêmes charges que la compagnie du gaz, et des prix inférieurs à ceux de cette compagnie. Le mètre cube de gaz, pour l’éclairage privé, coûte à l’heure actuelle 32 centimes. La quantité de lumière électrique égale à celle que fournit un mètre cube de gaz ne coûterait que 25 centimes. De plus, au bout de dix années, les abonnés seraient intéressés au bénéfice de l’entreprise. Le transport des forces motrices et leur division à domicile seront faits sur des fils différents de ceux qui serviraient à l’éclairage.
- Le transport de l’énergie électrique sur une distance de 3o kilomètres à vol d’oiseau est un problème parfaitement résolu, et le service de 1800 chevaüx nécessaires à l’éclairage de la ville serait complètement et régulièrement assuré.
- La Société anonyme des forces de la Loire, une fois constituée et ses propositions admises, le conseil municipal a le droit, d’après le cahier des charges, de mettre en demeure la Compagnie du gaz de donner l’éclairage électrique aux mêmes conditions que celles qu’offrira la Société. Si la Compagnie refuse, elle sera déchue de plein droit. MM. Magnin, Ritter et C* demandent donc au Conseil municipal d’accepter dès maintenant, en principe, leurs propositions : l’acceptation ne sera valable et signification n’en sera faite à la Compagnie du gaz que lorsque la Société sera définitivement constituée.
- M. Chatiliez a décrit à la Société d’encouragement l’installation électrique dont la ville de Montmédy est dotée depuis trois années et dont l’aménagement. présente quelques innovations.
- Cette station assure l’éclairage municipal qui se compose de 80 lampes de 8, 10 et 16 bougies, placées pour la plupart 2 par 2 dans le même globe, et de 10 lampes à arc de 400 bougies, montées par séries de 5. Cet éclairage fonctionne toute l’année, mais l'été, les lampes à arc sont remplacées par des lampes à incandescence de 16 bougies.
- L’éclairage particulier se compose actuellement de 270 lampes de 16 bougies; l’usine fournira en outre la force motrice, et les moteurs installés comprennent actuellement environ l’équivalent de dix chevaux-vapeur.
- Les moteurs employés sont à vitesse constante et à
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- double collecteur et ne nécessitent pas de rhéostat de démarrage.
- L’énergie électrique est produite de deux façons : d’abord au moyen d’un moteur à vapeur Weyher et Riche-mond de 25 chevaux actionnant une machine Schuckert de 90 ampères sous 220 volts; le courant est donc distribué sous 220 volts, les lampes à incandescence sont montées par séries de deux.
- Dans un bâtiment annexe de l’usine est installée une batterie d’accumulateurs de 112 éléments de 60 kilogrammes de plaques chacun.
- Cette batterie est logée dans des récipients en grès, garnis d’une doublure extérieure en bois, dans laquelle ils sont scellés au moyen d’une pâte isolante très plastique. Le fond de ces doublures en bois ne coïncide pas avec l’extrémité des parois verticales; il est surélevé de deux centimètres pour éviter que les gouttes de liquide qui pourraient ruisseler ne le suivent; le tout repose sur des isolateurs double-cloche porcelaine garnie d’huile.
- Les plaques de ces accumulateurs ont été combinées et construites par M. J. Chatiliez; elles se composent d’une ossature horizontale en métal inoxydable à dépouille mixte; la partie inférieure sur laquelle repose la matière active est à dépouille intérieure, et la partie supérieure dont la saillie maintient également la matière active est à dépouille extérieure. On conçoit qu’avec ce dispositif la môme barrette horizontale qui sert de support à dépouille intérieure pour une pastille sert également de support à dépouille extérieure pour la pastille inférieure qui la précède.
- L’espace compris entre les barrettes est bourré de plomb poreux obtenu par voie électrolytique : cette masse de plomb spongieux prend donc la forme de pastilles très étroites, mais qui ont comme longueur toute la largeur d’une plaque, soit 22 centimètres. Cette forme est très rationnelle, parce que la pastille est ainsi en .tous ses points à une distance minima du support collecteur métallique.
- Les barrettes horizontales formant l’ossature de ce support collecteur prennent naissance sur un même montant formant un des deux côtés verticaux de la plaque; le côté opposé reste ouvert; il est ainsi ménagé pour permettre l’introduction latérale de la matière active qui, grâce à ce dispositif, se trouve maintenue simplement par trois côtés et peut simplement se dilater et foisonner indépendamment du quadrillage qui sert à l’emprisonner, et sans risquer de le rompre.
- Pour consolider cette ossature, trois fortes nervures verticales symétriques viennent relier et entretoiser toutes les barrettes; ces nervures font une saillie de plusieurs millimètres sur l’épaisseur de la plaque correspondant à l’effleurement de la matière active. Ce dispositif peut paraître paradoxal, car lorsque deux plaques identiques, dont l’une est positive et l’autre négative, sont mises en présence, ces nervures sont plus rapprochées, et c’est à leur surface que doit se concentrer toute l’action électro-
- lytique. Cet inconvénient est très heureusement évité par un système de séparateurs très simple : ce sont de simples barres de celluloïd ou même de bois huilé et paraffiné ayant la forme de doubles T; ils portent donc ainsi deux rainures dans lesquelles viennent se loger les saillies des plaques, qui se trouvent pour ainsi dire noyées dans la paraffine et par conséquent abritées contre l’action électrolytique.
- Chaque plaque est munie à sa partie supérieure de deux oreilles métalliques reposant, suivant les types d’éléments, soit sur des feuilles de verre placées verticalement parallèlement aux parois, soit sur des étriers métalliques par l’intermédiaire de bandes de verre. Ces étriers sont spécialement employés avec les récipients en verre pour éviter que le poids des plaques ne repose sur le fond en verre des récipients.
- Dans ce cas, le récipient en verre est posé sur un petit bec, rempli de sciure B ; chaque angle de ce bec estrdis-posé un montant en bois dont l’extrémité vient affleurer un peu au-dessus de la hauteur du récipient. C’est sur ces quatre montures que se posent les étriers qui supportent les plaques, dont le poids ne charge ainsi le récipient en verre que dans la proportion du liquide déplacé.
- Les assemblages entre éléments consécutifs se font de plaque à plaque au moyen de boulons et écrous en métal inoxydable; à cet effet, chaque plaque porte une queue terminée par un crochet dans lequel le boulon vient s’engager; un chapeau à double corne empêche les crochets de glisser pendant le serrage.
- Pour les éléments à fort débit, M. Chatiliez emploie un système de connexion à cuvettes de mercure très simple et très sûr.
- Cette batterie d’accumulateurs peut être chargée indifféremment ou par la machine Schuckert actionnée par la machine à vapeur, ou par un poste hydraulique situé à deux kilomètres (chute d'Iré-les-Prés) et qui envoie le courant sous une tension de 285 volts.
- Le dispositif adopté pour le poste hydraulique d’Iré-les-Prés constitue un côté original de cette installation. Les accumulateurs doivent constamment rester en décharge sur le réseau de la ville à 220 volts, alors que la ligne d’Iré leur envoie aussi constamment 285 volts. Le courant du réseau delà ville n’est pris que suivant que la batterie est en charge et décharge simultanées, ou simplement en décharge que sur 88 ou 112 éléments. M. Chatiliez envoie constamment le courant à 285 volts dans la totalité de la batterie, et il emploie à l’excitation de la machine d’Iré la différence entre 220 et 280 à 285 volts, soit 60 volts.
- A cet effet, la vitesse et l’excitation de la dynamo ont été combinées de telle sorte que cette excitation absorbe environ la moitié du courant de charge sous 60 volts. En supposant que la machine marche à i5 ampères et 280 à 3oo volts, le circuit d’excitation dépense 60 volts et 7 ampères. Ce dispositif comporte évidemment une canalisa-
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- tion à 3 fils, 2 conducteurs principaux et 1 conducteur à fil fin pour fermer le circuit d’excitation; il réalise donc l’excitation indépendante d’une dynamo chargeant des accumulateurs.
- Ce système est avantageux toutes les fois que la charge et la décharge sont simultanées et que la charge dure beaucoup plus longtemps que la décharge. Il a en outre l’avantage d’équilibrer la charge de tous les éléments aussi bien de ceux qui sont placés hors circuit par rapport au réseau d’utilisation que de ceux qui travaillent constamment sur ce réseau.
- Cette installation est complétée par un conjoncteur-disjoncteur automatique dû également à M. Chatiliez. Ce conjoncteur comporte non plus un simple shunt pris aux bornes de la dynamo de charge, mais aussi un second shunt pris aux bornes de la batterie. Ces deux shunts sont différentiels, ils agissent sur un môme noyau de fer doux, de façon à en détruire l’aimantation lorsque les voltages de la dynamo de charge et de la batterie sont égaux.
- Ce noyau actionne un levier dont les extrémités portent des appendices qui plongent dans des cuvettes à mercure. En marche normale, ces cuvettes sont reliées entre elles par l’intermédiaired’un circuit comprenant un plomb fusible et un interrupteur destiné à éviter que l’étincelle ne se produise entre le mercure et les pièces de contact si l’appareil avait à fonctionner.
- Télégraphie et Téléphonie.
- Le câble qui met la Nouvelle-Calédonie en communication, par l’Australie, avec le réseau général, atterrit, d’après le Journal télégraphique, en Australie, sur les côtes de la colonie du Queensland, près de l’embouchure de la rivière Burnett, au point appelé « Mon Repos ». Ce point est relié par un câble placé en tranchée souterraine d’une longueur de 16 kilomètres environ, à la ville de Bundaberg, où est installée la station télégraphique delà Compagnie.
- Les départements des Postes et des Télégraphes du Japon sont fusionnés depuis le 3o octobre 189^, et il a été créé une direction générale des Postes et des Télégraphes sous le titre de « Isushin-Kysku », dont M. K. Den a été nommé titulaire.
- La commission nommée par le conseil municipal de Belfort pour étudier le projet d’installation d’un réseau téléphonique urbain et interurbain a déposé son rap-port.
- Le réseau téléphonique doit assurer deux services distincts :
- i° La communication de Belfort avec Paris et s’il y a lieu d’autres grandes villes;
- 20 La communication des habitants de la ville et des environs entre eux et avec le poste central pour relations à grandes distances.
- L’établissement d’un fil direct de Belfort à Paris coûterait 220000 francs.
- On pourrait rejoindre le fil Dijon-Paris ou le nouveau fil Besançon-Dijon, mais les communications seraient fort difficiles.
- On peut encore poser un fil direct de Belfort à Troyes et rejoindre ainsi le fil existant de Troyes à Paris; la dépense serait de 140000 francs, ce qui permettrait de correspondre facilement avec Paris.
- Enfin, un certain nombre d’industriels qui se désintéresseraient presque complètement de la ligne de Paris, entreraient dans une combinaison qui leur donnerait la communication avecEpinal, pour les uns, Besançon pour les autres. Par Epinal, on aurait une communication rapide avec Nancy, et de même par Besançon, avec Dijon et Lyon.
- L’exécution des deux lignes Belfort-Besançon et Belfort-Epinal coûterait 75000 francs. Mais en utilisant les lignes déjà votées de Montbéliard'à Besançon et de Remiremont à Epinal, la dépense serait réduite à 33 000 francs sans inconvénient.
- En ce qui concerne le réseau local, on prévoit l’établissement d’une série de petits réseaux répartis de façon à desservir tous les groupes de souscripteurs et ayant leur poste central relié au poste central.de Ëelfort.
- Chaque réseau aura son périmètre déterminé de manière à comprendre les localilés voisines de quelque importance; dans l’étendue de ce périmètre, chaque abonné aura à se relier à ses frais au poste central.
- Dans chaque poste central on installera une cabine téléphonique publique.
- On se demande pourquoi rétablissement d’une série de petits réseaux est considéré comme la seule solution possible; quelles sont les conditions qui peuvent empêcher de réunir toutes les lignes d’abonnés dans un même bureau central, ce qui est toujours avantageux?
- Un nouveau téléphone parlant à haute yoix est signalé; l’invention en est due à MM. Graham et Muirhead. Aucun dispositif d’appel n’est nécessaire, car on entend la voix de la personne qui parle à quelques mètres du récepteur, qui rappelle de très près un GÔwer de grande dimension, pourvu d’une embouchure pour augmenter la sonorité.
- Cet appareil est destiné à fonctionnel- à très faible distance, car il ne comporte pas de bobine’d’induction.
- Imprimeur-Gérant : V. Nory.
- Imprimerie de la Lumière Électrique. — Palis. 3t, boulevard des Italiens.
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- La Lumière Electrique
- JS.
- Journal universel d’Électricité
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- Directeur : D' CORNÉLIUS HERZ
- XVI ANNÉE (TONIE Ll) SAMEDI 10 FÉVRIER 1894 N° 6
- SOMMAIRE. — Notes sur la théorie élémentaire des appareils à champ tournant; André Blondel. — Les lampes à arc; Gustave Richard. — Expérience sur l’arc alternatif; G. Claude. — Chronique et revue de la presse industrielle : Commutateur multiple de très grande capacité. — Les tramways électriques de Gênes par M. Respighi. ______Moteurs Tesla alimentés par des circuits alternatifs à double fil avec une période unique. — Electrodes d’accumulateur Raab et Bastians. — Accumulateur Clubbe et Southey. — Electrolyse du chlorure de sodium Cutfen. — Voltmètre Armen. — Protection des trains sur voie unique, par M. M. Mène. — Revue des travaux récents en électricité : Société française de physique (séance du 19 janvier 1894) — Électrolyse par courants alternatifs, par J. Hopkinson, E. Wilson et F. Lydall. — Calcul des forces électromagnétiques suivant la théorie de Maxwell, par M. Vaschy. — Sur l’électro-aimant, par O. Frœlich. — Faits divers.
- NOTES SUR LA THÉORIE ÉLÉMENTAIRE
- DES
- APPAREILS A CHAMP TOURNANT (3)
- CONSTRUCTION DES MOTEURS ASYNCHRONES
- On a déjà traité souvent la question de la construction des moteurs à flux tournant; mais on n’a guère pris en considération qu’un seul régime, celui de la charge normale, et l’on s’est proposé en général de le réaliser avec un certain rendement et une vitesse aussi voisine que possible du synchronisme. Cette dernière condition, dont l’utilité n’est pas toujours démontrée, est souvent, comme on va le voir, absolument incompatible avec un bon démarrage.
- Je vais essayer d’indiquer très sommairement les principes qui peuvent guider dans le calcul d’un moteur polyphasé, sans avoir la prétention de mener celui-ci jusqu’au bout, car il reste à déterminer dans chaque cas des données empiriques que le calcul seul ne saurait fournir avec une précision suffisante. J’examinerai en même temps les difficultés que peut soulever le démarrage.
- Conditions qu’il est désirable de remplir au régime normal.
- L’étude développée dans mes précédentes notes conduit à plusieurs conclusions qu’il est bon de formuler tout d’abord et qui se rapportent exclusivement au régime de marche normale :
- i° Bonne utilisation du moteur. — L’expression du couple (t. L, p. 609)
- = ( 1 — (A — sin 0 cos 0 (1)
- r, I,2 \ J r, w
- nous a montré que toutes choses égales d’ailleurs, le couple était obtenu d’autant plus économiquement que — est plus grand.
- ri
- Le couple maximum réalisable pour un moteur donné à potentiel constant est, d’après la formule (36) t. L, p. 613, proportionnel à la valeur de la fraction
- __ v/tang® cp -t- 1
- 1 + (tangç -F y/lang2 9+1)
- dont la courbe de la figure 2 représente la variation en fonction de tang cp = ^-, porté en
- U
- abscisses.
- Mais en pratique, le régime normal ne doit jamais coïncider avec ce régime de couple maximum, parce que la marche serait instable,
- 16
- (') La Lumière Electrique, t. L, p. Go5.
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- LA LUMIÈRE ELECTRIQUE
- ainsi qu’on s’en rend compte facilement par les courbes de couple (fig. 6, 7 et 8). En effet, tout ralentissement ayant pour effet de réduire le couple, le moteur ne pourrait rattrapper sa vitesse une fois perdue. Ce qu’on doit chercher à obtenir, c’est le couple maximum réalisable avec un nombre d’ampères-tours primaires donné (Nj h).
- Or, si l’on transforme l’équation (1) sous sa forme équivalente (t. L, p. 609)
- C = n SiA' ^ ^N)2 I,*) sin 9 cos 9,
- on voit immédiatement que le couple croît :
- K k
- i° Avec le produit—c’est-à-dire avec le
- nombre de phases employées et avec la perméance vectorielle du circuit magnétique;
- 20 Avec le produit
- sin 9 cos 0 =
- dont la figure 3 représente la loi de variation.
- Pour tirer de l’inducteur le meilleur parti possible au point de vue du couple au régime choisi (o, il faut faire
- tang 9 = — n>^ =r 1, (2)
- OU
- résultat qu’on obtient en donnant des valeurs
- convenables aux trois facteurs Q, — et ( 1— A]
- r2 \ Q)
- c’est-à-dire en choisissant convenablement la fréquence, la constante d’induit et la variation relative de vitesse. Si, comme cela a lieu dans les moteurs actuels avec des fréquences < 40,
- le produit Q — est plus grand que 10, on pourra r2
- satisfaire à la relation (3) sans que la variation
- relative de vitesse 1— ^ dépasse 10 0/0 entre
- zéro et la pleine charge.
- Pour réaliser la meilleure utilisation non seulement au point de vue du couple, mais encore au point de vue de la puissance, qui est le produit du couple par la vitesse u>, il faudrait du
- reste que
- CD
- fût aussi petit que possible; ce
- qui, en vertu de l’équation (3), exige qu’on donne
- une valeur assez forte à Q — :
- r2
- 20 Bonne utilisation du réseau d'alimentation. — On doit réduire autant que possible la différence entre les watts apparents consommés aux bornes et les watts réels, c’est-à-dire rendre aussi voisin que possible de l’unité le facteur de puissance cos y (y étant, d’après mes notations
- Fig- 1. — Epure polaire d’un moteur asynchrone sur réseau à potentiel constant.
- antérieures, le décalage entre la tension d’alimentation aux bornes U et l’intensité primaire I, représentés sur la figure 1 par les vecteurs O F et O A).
- Ce décalage se mesure donc aisément sur l’épure pour chaque régime ; son expression s’écrit d’ailleurs aisément en remarquant que sur cette figure, en appelant l’angle FO D, on a
- y = 4 — 0,
- et par suite
- tang 4 = tang 9 -J- tang <p,
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ELECTRICITE
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- d’ou
- tang y =
- tang i\> — tang 0 _ tang <p
- i + tang 0 tang i{/ i q-tangù (tango + tang?)
- et par suite
- i + tangO (tangO + tang?.)
- COS Y — ----- - . . . ... . • (4)
- v'tang1? + fi + tangO (tangO + tang?)]*
- Si l’on adopte la valeur indiquée plus haut, tangû = i ou 0 = 45°, et si d’autre part on remarque que Q — est toujours assez grand pour
- ri
- que l’angle 9 soit voisin de 90°, on voit sur l’épure que y diffère peu de 45°, et cos y de 0,70.
- La variation de cos y en fonction de * dans cette hypothèse 0 = 45°, représentée par la fi-
- Fig. 2. — Variation du couple maximum en fonction de tg ?. Abscisses n = tang ?.
- 1 + tang* ©
- Ordonnées y = -----r --------._________-,
- 1 + [tang ? + Vi + tangaq>Js
- Couple C = (1 — cr) X, y.
- gure 4 a été obtenue en construisant les valeurs du rapport
- cos y‘
- 3 + tang ?______
- v/tang! ? + (3 + tang^p
- On voit que pratiquement le facteur de puissance ne dépassera guère 0,80, valeur qu’on trouve du reste expérimentalement avec les moteurs asynchrones. On ne pourra l’augmenter
- qu’en prenant (O — co } — > r2, c’est-à-dire en \ y ? 2
- perdant un peu de la puissance du moteur.
- Pratiquement l’hystérésis, dont on n’a pas tenu compte ici, tend à accroître, il est vrai, un peu ce facteur.
- Un autre procédé pourrait encore être utilisé en introduisant dans le primaire des condensateurs en série*
- Le décalage n’est plus alors en effet tang cp, mais, en appelant G la capacité vectorielle,
- lang?'= lang*-^,
- et on peut le rendre par conséquent aussi petit qu’on veut. Il ne faut pas cependant se proposer de l’annuler complètement, car si l’on avait tang <p' — o, le régime correspondant à tangO = 1, et qu’on a indiqué comme le meilleur, serait le régime de couple maximum absolu et ne pourrait être par conséquent réalisé avec stabilité. On serait donc obligé de faire
- c’est-à-dire encore de perdre sur l’utilisation du moteur.
- 3° Stabilité et élasticité de régime. — La seule partie de la courbe de couple (fig. 9) qui donne
- Fig. 3. — Variation du couple normal que peut fournir à intensité primaire égale un moteur dont le système inducteur est donné suivant la construction d’induit.
- C = (i-<r)XII,*r.
- La courbe représente y porté en ordonnées en fonction de x -- tang 0= (fl —u>)
- un régime stable est la partie tombante M H comprise entre le couple maximum M m et le synchronisme. La stabilité ^ est définie par la
- variation de couple produite par une variation de vitesse; plus exactement
- y1 _ _ dC .
- yLi ~ du’
- ce rapport n’est autre que le coefficient angulaire de la tangente à la courbe de couple. On réalise une stabilité d’autant plus grande que la courbe de couple est plus tombante, c’est-à-dire
- Q ~ plus grand, et que le point de régime M
- est plus bas sur cette courbe, c’est-à-dire le couple normal plus petit par rapport au couple maximum.
- Le rapport de ces deux couplés peut lui-même
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- servir à définir l’élasticité de fonctionnementde la machine. Si l’on admet que le régime normal choisi est encore celui défini par l’équation (2), le rapport des couples considérés
- C„ __ _ 1 _ v/tangs <p + 1
- c„. ' + (1 + tang-“ «U , _j_ (tang <p + Vtan&4tP 0
- ne dépend plus du secondaire, mais uniquement de la constante tanga du primaire. Il varie en fonction de celle-ci suivant la loi représentée en coordonnées rectangulaires par la courbe de la figure 5. En pratique, tang ® étant toujours
- > 5, le couple C„ sera toujours inférieur à ^C,„,
- ce qui assure une excellente stabilité et per-
- Fig. 4. — Variation du facteur de puissance -4 d’un moteur asynchrone dont le régime normal satisfait à la condition tang 0 = i, en fonction de la constante primaire
- y-=L tang 9 = O .
- / I
- mettra même de prendre pour tang G une valeur normale plus grande que 1, quand on voudra augmenter un peu le facteur de puissance. Mais comme il n’est jamais prudent que le couple normal dépasse la moitié du couple maximum, on ne pourra pas aller bien loin dans cette voie. Aussi peut-on poser en principe que le facteur de puissance d’un moteur asynchrone est presque forcément inférieur à 0,90 et pratiquement souvent voisin de 0,70.
- 4° Qualités à attendre d'un moteur asynchrone pour l’ensemble de son fonctionnement. — La première chose à se demander pour construire un moteur polyphasé aussi bien qu’un moteur à courants continus, c’est l’emploi auquel on le destine. Deux cas principaux se présentent en général :
- i° On désire un moteur marchant à vitesse sensiblement constante sans réglage et sous
- charge variable : ce cas est l’analogue du moteur continu enroulé en dérivation;
- 20 On ne se préoccupe pas de la constance de la vitesse, qu’on se réserve de régler par un rhéostat, et l’on désire, avant tout avoir un moteur pouvant marcher sous des charges très variables et donner un couple maximum au démarrage comme un moteur à courant continu enroulé en série.
- Ces deux types de moteurs peuvent être réalisés avec les machines à flux tournant, mais il n’est pas toujours possible de demander à la fois à un même moteur ces deux qualités opposées comme on prétend le faire souvent.
- En effet, les figures 6, 7 et 8, qui représentent en coordonnées rectangulaires les courbes
- Fig. 5. — Courbe I. Rapport du couple normal C„ d’un moteur dont l’induit satisfait à la condition ü -!r= 1, au
- r*
- couple maximum C„ que peut fournir le même moteur. Variation de ce rapport en fonction de x — tan g q> = Q ^ .
- l'i
- Courbe II. Rapport des deux intensités de courant primaire correspondantes en fonction de la même variable x.
- du couple en fonction de la vitesse, calculées pour un certain nombre de valeurs des constantes £2 — et Q —, montrent que ces courbes sont 71 r2
- comprises entre deux formes extrêmes représentées à part sur les figures 9 et 10 : l’une qui donne un couple maximum au démarrage, puis progressivement décroissant comme pour un moteur à courant continu en série ; l’autre dont le couple croît avec la vitesse jusqu’à un maximum, puis décroît ensuite très brusquement (on étudiera plus loin un type intermédiaire sous le nom de type mixte).
- Le second type (fig. 10) convient a priori pour le second cas, et on voit qu’il n’assure pas une bien grande régularité de vitesse.
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- Au contraire, le premier (fig. g) peut assurer une vitesse presque constante à toute charge, et cela avec d’autant plus de précision que la courbe aura son maximum plus près du zéro qui suit. La puissance disponible sera d’autant plus grande, et, par contre, le couple de démarrage sera d’autant plus faible que la vitesse sera plus constante. La seule partie utilisable de la courbe de la figure 9, est la partie M H, où le couple
- -0,01c
- Fig. 0. — Courbes de couple à potentiel constant en fonction de la vitecse pour un moteur ayant pour constante
- d’induit tang « = ü- =10.
- r.
- Abscisses x —
- U’
- Ordonnées y .
- (a-
- <>) £
- X, (I — (r)U*
- 1 + |^tang ? + (Q—ü>)-*
- Courbe I Q — = 5
- de ces types de machine, et les circonstances particulières du démarrage dans le cas d’un moteur alimenté à potentiel constant.
- Moteurs démarrant avec couple maximum.
- Si l’on se rappelle que la valeur w„, de la vitesse o> correspondant au couple maximum est donnée (t. L, p. 613) par l’équation
- (°--Oit=vr, +(“?;)’> (si
- on voit immédiatement que la condition né-
- 0.010
- Fig. 7. — Courbes de couple obtenues dans les mêmes conditions que pour la ligure 6, en changeant seulement la constante d’inducteur, qui est ici tang 9 = 15, '
- -V et y ayant même signification que sur la figure 6.
- cessaire et suffisante pour réaliser un moteur du premier type est, comme on l’a dit déjà :
- Courbe II = 10
- Courbe III = 20
- Courbe IV = 40
- Courbes V = 80
- varie en sens inverse de la vitesse. Pour atteindre la vitesse O m, il faudra donc en général laisser le moteur démarrer à vide.
- Nous allons examiner avec plus de détails les conditions à remplir pour réaliser l’un ou l’autre
- Le couple de démarrage est alors un maximum relatif. C’est môme un maximum absolu si
- Qk=\/l+(ak)i- (7)
- bi l on remarque que U — est toujours grand
- r\
- en face de l’unité, la formule (7) se ramène sen-
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- siblement à O même, à
- >„
- h
- n’
- ou, ce qui revient au
- N,2 > N.2 TT =
- (8)
- relation à laquelle on peut toujurs satisfaire sans difficulté. Par conséquent, si l'on n'avait pas à craindre mie intensité de courant exagérée, et d'importantes fuites magnétiques, rien n empêcherait de réaliser à coup sûr un maximum du couple au moment du démarrage, pour un moteur alimenté à potentiel constant.
- L’on a prétendu souvent que le décalage de courant produit par la self-induction de l’induit ne permettait pas de réaliser le démarrage avec un induit à spires fermées; cette proposition
- Fig. 8. — Courbes de couple obtenues dans les mêmes conditions que pour les figures 5 et 6, en changeant seulement la constante d’inducteur qui est ici tan g ç = 2o,
- x et y ayant toujours même signification.
- n’était exacte que parce qu’on faisait l'hypothèse d’une alimentation à courant constant; elle ne l’est plus dans le cas de l’alimentation à potentiel constant.
- La vraie difficulté qu'on rencontre pour faire démarrer avec couple maximum un moteur à potentiel constant bien construit (c’est-à-dire ayant peu de fuites magnétiques), c’est une intensité de courant exagérée.
- En effet, dans les moteurs existants, la con-
- stante O ^ est toujours élevée; si l’on se reporte
- ?’i
- à l’épure polaire (fig. i), on voit donc que la
- branche d’ellipse MN, qui représente la courbe du courant primaire, a une forme extrêmement allongée. 11 en résulte que l’intensité vectrice primaire, représentée par le segment O A, croît avec une rapidité extrême quand 0 augmente de zéro, valeur correspondant au synchronisme, à la valeur voisine de 9 qui correspond au couple maximum. De plus, cet accroissement d’intensité est d’autant plus considérable que l’inductance primaire est plus grande, comme le montre la courbe II de la figure 5.
- Le problème pratique est donc le suivant : réduire à une valeur assez faible le rapport entre l’intensité correspondante au couple maximum et l’intensité à charge normale. On peut toujours le résoudre :
- i° En donnant une plus forte valeur au rapport j^-de la vitesse normale à la vitesse du synchronisme, mais c’est un peu au dépens de la puissance et de la régularité d’allure;
- 20 En donnant une faible valeur au produit
- constant ü —, de façon à abaisser la droite de r%
- démarrage. Il y a avantage à ce point de vue à adopter une faible fréquence et à faire ~h2 petit,
- mais il faut encore faire ^ d’autant plus grand
- pour maintenir tangO voisin de l’unité;
- 3° En combattant l’inductance /q du primaire par des condensateurs de façon à réduire l’angle 9 comme on l’a vu plus haut. Mais cette solution n’est pas à recommander, parce que le moteur ne démarrerait plus avec couple maximum, à
- moins qu’on ne fît aussi Q — = 1 parintroduc-
- r2
- tion de résistance dans le secondaire, comme on va le voir.
- En définitive si l’on ne veut modifier aucun des circuits au moment du démarrage, on ne peut réaliser avec sécurité des moteurs ayant des propriétés analogues à celles des moteurs à courants continus en série au démarrage, qu’en employant des fréquences peu élevées, des circuits induits réduits à la moindre self-induction en réduisant les fuites magnétiques et en renonçant à la constance de la vitesse.
- Au lieu d'accepter ces sujétions, on préfère souvent recourir à un des artifices de démarrage qui seront étudiés plus loin, dans le but de réduire l’intensité au départ.
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- •257
- Moteurs à vitesse constante.
- Artifices de démarrage.
- Les moteurs à vitesse constante sont les plus faciles à réaliser si on ne se préoccupe pas du démarrage. Il suffit, en effet, d’après ce qu’on a
- >
- vu plus haut, de donner à la constante Q -f- une
- r2
- valeur aussi élevée que possible. Un semblable moteur peut avoir une vitesse presque rigoureusement constante et fournir une puissance maxi-ma pour les ampères-tours inducteurs donnés.
- Mais son couple au démarrage est d’autant plus faible que la constance de vitesse est plus grande. Pour mettre en marche un semblable moteur, il faut le décharger complètement et lui donner une impulsion initiale; il prend alors une vitesse croissante jusqu'aux environs du synchronisme. Une fois la vitesse maxima atteinte, on met la charge.
- Les propriétés mécaniques d’un semblable moteur diffèrent peu de celles d’un moteur synchrone ordinaire. Il peut donc être employé dans les mêmes circonstances, et sans aucun avantage d’ailleurs. Ce serait dès lors une erreur de ne pas employer de préférence un moteur synchrone.
- L’intensité au départ est aussi exagérée que dans le cas précédent. Les artifices de démarrage peuvent être employés ici, comme on le verra, dans un double but :
- i° Réduire l’intensité du courant;
- 2° Augmenter la valeur du couple autant qu’il est nécessaire pour démarrer sans charge.
- Moteurs mixtes.
- Dans un grand nombre d’applications il n’est nécessaire ni de réaliser un maximum de couple au démarrage, ni d’avoir une vitesse absolument constante. 11 suffit que le couple de démarrage soit voisin du couple de charge normale et que la vitesse ne varie pas de plus de io à 20 0/0. Dans ce cas on réalisera des courbes telles que les courbes V des figures fi, 7, 8, et on appliquera à la fois au sujet du démarrage ce qui a été dit séparément dans les deux cas précédents.
- C’est à ces types mixtes qu’appartiennent en réalité la plupart des moteurs polyphasés actuellement construits par l’industrie en vue du démarrage sous charge.
- Comme on vient de le dire, on peut se proposer comme but, sans l’emploi des artifices de démarrage, soit de réduire le courant à une valeur acceptable, soit d’augmenter le couple, soit enfin les deux à la fois. Voyons quel résultat on peut espérer obtenir dans cette voie à l’aide des procédés connus.
- i° Introduction de résistance dans le primaire. — L’effet produit équivaut purement et simplement aune réduction de la tension d’alimentation, sans changement de position de la ligne de démarrage O A0 de l’épure ordinaire (fig. 1).
- Fig-. 9 et 10. — Comparaison entre les deux types extrêmes de moteurs asynchrones d’après leurs courbes de couple en fonction de la vitesse. — Fig-, 9. Moteur à vitesse constante ne démarrant pas.— Fig 10. Moteur à vitesse variable démarrant avec couple maximum.
- Le vecteur de courant O A0 devient donc seulement plus court, soit O A'0.
- Le couple étant, comme on le sait, proportionnel au triangle rectangle correspondant O A'0 D'0, et par suite au carré du courant lorsque la direction OA'0 ne change pas, on voit que la réduction de courant n’est obtenue qu’au prix d’une réduction de couple.
- Il est facile de voir quelle intensité est encore nécessaire dans ces conditions pour réaliser un couple de démarrage égal au couple normal. Soit, en effet, ü A le courant normal; les vecteurs représentant les intensités nécessaires pour réaliser un triangle de même surface que OAD seront tous limités évidemment à l’hyperbole équilatère passant par le point A. Par conséquent, il suffit de prendre l’intersection A"„ de cette courbe avec O A0 pour que la ligne O A"0 représente l’intensité minima nécessaire,
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- et la direction limite admissible pour le démarrage d’un moteur mixte.
- 2" Addition au primaire d’une self-induction ou d'une capacité. — L’effet d’une self-induction vectorielle A1 est d’augmenter l’angle 9, qui prend une nouvelle valeur 9' telle que
- tang / — tang y + O Ai,
- T «
- et par suite d’aplatir l’ellipse encore davantage. Le courant et le couple se trouvent réduits en même temps comme dans le cas précédent; la seule différence est qu’il n’y a pas d’énergie absorbée en pure perte.
- L’effet d’une capacité est au contraire de diminuer 9 et d’augmenter le couple, mais malheu-
- Fig 11. — Epure des flux et des forces électromolrices quand le secondaire contient une induction extérieure.
- reusement aussi le courant, ce qui ne permet pas d’employer ce procédé pour le démarrage.
- 3" Addition au secondaire d'une self-induction ou d'une capacité. — Soit ÛA2 l’inductance vectorielle positive ou négative ajoutée au secondaire en dehors de la machine. Le diagramme fondamental de la page 607, t. L, figure 3, va se trouver modifié; le triangle des flux composants <!»,, «K et résultant S\ n’est plus rectangle, mais oblique. En effet le courant synchronique à E2 = r.> L, est décalé par rapport à la force électromotrice e2 induite par le flux primaire d’un angle 8 tel que
- tang î =(—(.)) Ai-i‘_Ai et l’angle O A D = - —3.
- L’angle (3 est donné de même par tangf3 = (Q — m) Ai
- 1*9
- et enfin l’angle 0 = AOD par
- tangO = tang (5 — P) =
- (fi — ü))
- 1*9
- I + (fi - a.)s
- Ai A* 3' >*• 1\ r#
- (9)
- Le couple, proportionnel à la surface du triangle OAD, devient ici, par une analogie immédiate avec la formule (1),
- C := (1 — <t) ) 11,* sin 0 cos 0 (1 — tangfl tang fi). (10) Au moment du démarrage, w = o,
- tang 8 =
- a -i r,
- fi* A, (A, -1- <,)
- 1 +
- et
- C0 = (1 = <7) ) 1 I,*
- »«
- (>>)
- x 1
- ~ -
- f * r,
- 1 + q2 Ai A
- r, r
- + >,
- On voit que pour une même intensité de courant I] admise au départ, le couple peut, suivant la valeur de A2, se trouver augmenté ou diminué.
- L’introduction d’une self-induction est désavantageuse en général. Au contraire, si on emploie des condensateurs, A, étant négatif, le couple est accru tant que A, n’est pas trop grand en valeur absolue.
- En particulier, si l’on règle la capacité de façon que
- A s -)- ), = o,
- on a
- a A*
- C. = (
- (.2)
- =('—)' '•‘‘A
- c'est-à-dire qu’à courant égal le couple de démarrage se trouve multiplié par le facteur
- 1 -f- , grâce au seul emploi du condensa-
- teur.
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- 25g
- Pour achever de traiter la question, il suffi- | rait de déterminer la loi de variation de Ij en fonction de la vitesse, à potentiel constant; mais cela nous entraînerait trop loin.
- Nous remarquerons seulement qu’aussitôt le moteur mis en marche, comme ü — id va en diminuant, et que l’on a à chaque instant
- \ — 1
- (O —ca)*c'
- l’impédance du circuit secondaire croîtra avec la vitesse et le couple diminuera trop vite. On sera donc obligé d'augmenter la capacité progressivement. 11 est facile de réaliser cet effet à l’aide de polariseurs dont on rapproche peu à peu les lames jusqu’au contact. Ce dispositif a été employé par M. Stanley. MM. Mutin et Leblanc avaient indiqué les premiers l’emploi des condensateurs et la nécessité de faire varier la capacité avec la vitesse.
- Au point de vue du résultat obtenu, le procédé d’introduction de la capacité se distingue nettement des autres artifices de démarrage parce que seul il augmente le couple maximum disponible à courant égal. Le suivant, au contraire, ne change pas la valeur de ce maximum et permet seulement de le placer précisément au régime de démarrage.
- 4° Introduction de résistance dans le secondaire. — Cette méthode, due également à MM. Leblanc et Mutin, qui en ont fait ressortir l’importance pratique, n’a pas toujours pour effet, comme on l’a cru, d’augmenter le couple de démarrage.
- Ou s’en rend compte facilement en remarquant que l’addition d’une résistance vectrice R2 réduit l'angle 0 de la droite de régime O A (fig. i) à une valeur 0' donnée par la relation suivante qui remplace la relation (2)
- tang6' = (û-u)s-^T-.
- Au moment du démarrage on a
- tan?6'*=ûRrF7l<û7;'
- On peut donc toujours, par l'effet d’une résistance auxiliaire, abaisser la ligne de démarrage et par suite réduire l’intensité du courant O A autant qu’on le veut; mais les conséquences sont différentes suivant le mode de construction de l’induit :
- i° Lorsque la courbe de couple a la forme de la figure 10, la réduction de courant sera fatalement toujours accompagnée d’une réduction du couple de démarrage;
- 20 Au contraire, avec une courbe de la forme de la figure 9, il y aura augmentation de ce couple, à condition que l’on ne réduise pas trop l'angle O'; il suffira en tout cas, pour réaliser au démarrage un couple supérieur au couple, normal, que l'angle 0 soit compris entre les valeurs 0„ correspondant au régime normal el (>m correspondant au régime de couple maximum.
- Gomme en général on doit, ainsi qu’on l’a vu plus haut, adopter pour 0„ une valeur au moins égale à celle donnée par la condition tangO=i, on peut conclure que la résistance introduite au moment du démarrage dans un moteur bien construit doit être au plus égale à celle qui donnerait
- c’est-à-dire
- R,<a>, -r,.
- Si l’on veut accepter la petite complication qui résulte de l’emploi de bagues collectrices et de balais sur l’arbre de l’armature ou de l’inducteur, l’emploi d’un rhéostat de démarrage est absolument recommandable; il faut prendre seulement la précaution, si l’on démarre sous charge, de ne retirer la résistance que progressivement, car la vitesse que peut atteindre le moteur chargé, lorsqu’il est muni de son rhéostat, est inférieure à la vitesse normale, et, en supprimant brusquement le rhéostat, l’on pourrait être exposé à voir le moteur s’arrêter de nouveau.
- A ce point de vue, l’ingénieux dispositif de M. L. Bell qui place le rhéostat sur le même arbre que l’armature et le fait introduire ou supprimer automatiquement par un régulateur à force centrifuge peut donner lieu peut-être à quelques mécomptes; mais il a d’autre part le grand avantage de dispenser de tout contact frottant, et surtout d’éviter les inconvénients qui peuvent résulter d’un arrêt accidentel.
- Conclusion en ce qui concerne le démarrage.
- En définitive, deux cas sont à distinguer au point de vue du démarrage :
- 1° On désire seulement lancer.le moteur sans
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- charge. Il suffit alors en général d’introduire dans le primaire une résistance ou une self-induction suffisante pour empêcher le moteur de prendre un courant exagéré à ce moment; on peut aussi, comme on le fait maintenant, associer en quantité les spires secondaires d’un transformateur qui alimente le moteur; cette modification équivaut à une réduction de voltage. Si dans ces conditions le moteur ne part pas avec un courant au plus égal au double du courant normal, c’est que son secondaire a trop de self-induction ; il faut alors réduire celle-ci, soit en modifiant la construction, soit en recourant à l’addition temporaire de capacités ou résistances;
- 2° On désire un moteur démarrant sous charge. Alors on devra soit construire un moteur d’après les principes spéciaux indiqués plus haut, soit employer un polariseur ou mieux un rhéostat réglable dont on étudiera la manoeuvre en vue de savoir faire varier convenablement le couple et la vitesse.
- Dans tous les cas, on devra s’attacher à réduire les fuites magnétiques en diminuant le nombre des pôles, l’épaisseur d’entrefer et en choisissant la forme tambour de préférence à l’anneau.
- Bases générales du calcul d'un moteur multipolaire.
- Dans le calcul pratique des éléments d’un moteur, on ne peut plus faire abstraction du nombre des pôles. Il devient donc nécessaire de montrer comment s’adapteront aux moteurs multipolaires les équations qui ont servi à exposer la théorie dans le cas du moteur bipolaire.
- J’appellerai p le nombre de flux; l’induit et l’anneau porteront chacun p enroulements se reproduisant identiquement le long de l’entrefer; de sorte que le moteur est équivalent à p moteurs juxtaposés, dont les enroulements peuvent être montés soit en série soit en dérivation par rapport les uns aux autres.
- Je supposerai que toutes les variables et constantes employées précédemment dans le cas du moteur bipolaire, et dont les notations ont été indiquées à la page 51g du tome L, se rapportent maintenant à l'une des p parties dont il s'agit.
- La puissance totale sera égale à p fois la puissance et le couple total à p fois le couple de
- chaque partie. Enfin, la vitesse a>, qui a figuré jusqu’iei dans les équations, devient égale à p a, a étant la vitesse angulaire du moteur.
- L’un des éléments qui joue le rôle le plus important dans la construction d’un moteur est la réluctance du circuit magnétique réelle ou fictive applicable à chaque flux tournant et que j’ai désignée jusqu’ici par la lettre oit. Il est nécessaire, avant d’aller plus loin, d’indiquer comment cette donnée doit être calculée dans les machines multipolaires sans pôles saillants. Dans ce but, il suffit de reprendre le calcul déjà fait dans le cas d’un flux tournant bipolaire, t. L, p. 36o.
- Appelons : R le rayon extérieur de l’induit, RX,R2 les rayons moyens de l’inducteur et de l’induit, ax, a2,e, l’épaisseur des deux anneaux et de l’entrefer, b leur profondeur dans le sens de l’axe de rotation, B0, Bx, B2, les inductions maxima dans l’entrefer normalement à la surface de l’induit et dans chaque anneau dans la direction tangentielle, 3C la force magnétomo-trice résultante, S le flux résultant, jx la perméabilité du fer qui doit être déterminée d'après les valeurs de Bt et B2.
- L’équation fondamentale qui relie K et B est, comme on l’a vu précédemment (t. L, p. 36o),
- jf “,,=e(B-B)+i '’[(£ +^)£ H1"-
- Si l’on admet que les enroulements sont assez divisés pour qu’on puisse les assimiler à des enroulements idéaux suivant la définition donnée précédemment C1), l’induction en chaque point de l’entrefer B sera une fonction sinusoïdale de la forme
- B = B„ cos p a.
- On pourra poser d’autre part li =. R, a
- h = Roa. (i3)
- D’où
- £ d3C_eBB(i-C0Sp«)[i + + !?)].
- D’où réciproquement
- B„ =
- £
- I 71
- P 2
- d K
- (14)
- e î +
- E (! + !)] (*)
- P2 P- e
- (*) La Lumière Électrique, t. L, p. 362.
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- JOURNAL UNIVERSEL D'ÉLECTRICITÉ
- 261
- On a d’autre part
- et
- I
- TZ
- “ BRdot=:-fc R B0 P
- I 7C
- (15)
- (16)
- I0 étant le courant maximum dans chaque bobine polyphasée et N le nombre (réduit) de spires pour chaque champ.
- D’où finalement, en substituant les valeurs de B0 et 3C0 dans cF :
- 4 7t N I0 _ 4 te N I0
- Tcepr , R /R, RAI— ~~W~1 éR L + a,)J
- (17)
- en posant
- wT1 + -P— (— + —Y]
- ® L p* * y.e \a, at j J
- p e ir R b
- Telle est l’expression de la réluctance fictive applicable à chacune des p fractions d’un moteur à 2 p pôles sans projections polaires (1). En faisant p = 1, on retombe sur l’expression indiquée plus haut dans le cas des moteurs bipolaires (2).
- Si l’entrefer est important relativement à la longueur du circuit fer, on voit que ât sera à peu près proportionnel à p ; sinon il augmentera moins vite que p.
- Si, au lieu d’un moteur cylindrique, on veut étudier un moteur à projections polaires, on devra donner à SU une autre expression, qu’on calculera par les procédés ordinaires. En général, on pourra prendre pour SI le double de la
- (') Si l’induit est denté, on devra tenir compte de la réluctance de cette denture; soit e' la hauteur des dents, m le rapport de leur largeur au pas de la denture, p' la
- perméabilité applicable au fer soumis à l’induction — ,
- m 1
- on ajoutera à l’expression précédente de SI le terme 7tgp e' m p. ti R b
- (*) St est, comme on le sait, le double de ce qu’on a appelé Rjn à la page 36i du tome L. Le facteur -jL doit être
- 20R
- rétabli dans cette expression de Rm, où il a été omis,
- u e
- 20 R
- L v-e \a, a, )}
- (•9)
- réluctance p applicable au circuit d’une seule des q bobines polyphasées, car on a, en appelant / le flux correspondant et n le nombre des fils extérieurs,
- et sensiblement, comme on le sait,
- gr_ <7 . _ 4*qn I. _ 4*NI.
- 2J 2 p St
- Une fois cette expression de oft établie, on a tous les éléments nécessaires pour calculer les autres données d’une des p fractions du moteur*
- On va voir comment ce calcul peut être effectué très aisément de proche en proche, en suivant un ordreabsolument rationnel, c’est-à-dire en déterminant d’abord les éléments de la carcasse, puis les enroulements inducteurs et induits.
- Données a priori de la question. — Les données a priori sont en général les suivantes :
- r La puissance à fournir (en watts) ;
- 20 Le voltage constant aux bornes;
- 3° La vitesse approximative de rotation à réaliser : Q nombre de tours par seconde ;
- 40 La période du courant à utiliser T ;
- On en déduit immédiatement deux autres données (5° et 6°).
- 5° Le nombre de flux tournants p. C’est l’entier le plus rapproché du nombre obtenu en
- divisant la fréquence par le nombre de tours
- par seconde
- p~ t>Tq-
- 6° La vitesse de rotation maxima correspondante, c’est-à-dire la vitesse, angulaire lors du synchronisme,
- _ l 2 te_Q
- *~P T ~p’
- 70 Le genre de moteur à réaliser, c’est-à-dire la forme de la courbe de couple désirable, conformément à la classification établie plus haut ;
- 8° Le rendement à obtenir à charge normale, et, par suite, les pertes admises pour les diverses parties du moteur. Si par exemple on veut un rendement de 0,90, on pourra admettre 3 0/0 dans l’enroulement inducteur, 3 0/0 dans l’enroulement induit, 3 0/0 dans le fer inducteur et 1 0/0 dans le fer induit.
- Une foisp connu, on calcule aisément la puissance P que doit fournir chacune des p fractions du moteur et le voltage constant U qu’on peut
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- 6 2
- lui appliquer comme voltage d’alimentation. Nous allons continuer le calcul pour une seule de ces jv parties indépendantes.
- Données empiriques initiales. — i° Il est nécessaire, pour établir un projet rationnel de moteur, d’avoir une idée de la constante —réalisable
- r i
- pour l’enroulement inducteur. Cette constante doit être déterminée par des essais sur une machine existante du même type. Il est à remarquer qu’elle ne dépend pas du mode d'enroulement, mais seulement de la section totale du cuivre comparée à celle du fer.
- En effet, on a, comme on le sait, en désignant toujours par SR la valeur (18)
- et, en appelant dt et Sj la longueur et la surface moyennes d’une spire et la section totale du
- cuivre, d, N,*
- r,-?s1 4 ’
- D’où >1 4* K, /î| r4 “ S
- La même remarque s’appliquerait aussi à la constante d’induit —.
- r2
- Dès que l’on s’est donné la valeur on peut
- construire a priori la courbe polaire du couple à potentiel constant (t. L, p. 613) ;
- 2° On devra estimer d’après les résultats d’expérience le coefficient de perte magnétique a. Détermination de la vitesse de régime w — p
- de la constante d’induit — et du couple C.
- r2
- Ces trois quantités sont choisies de façon que la courbe du couple en coordonnées rectangulaires se rapproche le plus possible de celle qu’on veut réaliser. Dans ce but on construira une série de ces courbes à une échelle arbitraire
- pour diverses valeurs de ^, d’unefaçon analogue à ce qu'on voit sur la figure 7, et on choisira la
- meilleure. On connaîtra alors — et on pourra
- r2
- par conséquent tracer la ligne de démarrage sur l’épure polaire.
- On choisira la vitesse de régime de façon que le point correspondant N sur la courbe ne soit pas trop élevé, afin d’assurer une suffisante stabilité.
- D’après ce qu’on a vu plus haut, la valeur de 0 qui permet de tirer le meilleur parti possible d’un nombre d'ampères-tours primaires donné est 0 = 45°, ce qui correspond à la condition
- (2)
- ou
- f») _ I
- r,
- La vitesse <0 peut être déterminée par cette condition, sauf dans le cas où.elle serait reconnue inacceptable ; on se guiderait alors sur les autres considérations développées plus haut.
- La vitesse de régime u étant fixée, la vitesse
- angulaire correspondande s’en déduit
- ainsi que le couple G afférant à chaquep'é 1,0 partie du moteur
- c
- P
- a *
- Il faut se rappeler que la condition (2) n’implique pas que le couple soit maximum au régime normal en comparaison des autres régimes, mais seulement qu’on réalise la meilleure utilisation du cuivre inducteur.
- André Blondel.
- (A suivre).
- LES LAMPES A ARC 0
- Nous avons décrit à la page 36g de notre numéro du 25 novembre 1893 les appareils actuel-
- Figr. 1. — Principe de la machine Schuckert.
- lement employés par la maison Schuckert pour la fabrication des miroirs ou réflecteurs parabo-
- (*) La Lumière Electrique, 36 novembre 1893, p. 363.
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- JO URNA L UNI VE RS EL D’ELEC TRICI TE
- *.>63
- liques : nous complétons aujourd’hui cette description par celle des appareils anciennement employés par la maison Schuckert.
- Le principe de cette machine est le suivant. Etant donné (fig. i) une parabole S', d’axe xy et de sommet o, l’on a, pour un quelconque de ses points a'iyt, la relation,
- O X + XY = U X' + Xi y,,
- de sorte que, si l’on assujétit les deux extrémités d’une corde de longueur ox -f- xy, l’une au point o, et l’autre à suivre la droite y y', la pointe du crayon tendant cette corde décrira la parabole S'.
- Cette corde est représentée sur la machine (fig. 2) par une bande d’acier 6V, accrochée en 8 sur la traverse 3, et passant de la came 6, fixée
- Fig-. a à 6. — Machine à tracer les miroirs paraboliques de Schuckert (type de 1885). Elévation, plan, vue par bout et détails de l’outil.
- au milieu de cette traverse, au-dessus du galet 7, pour venir s’amarrer à la came 9, fixée au chariot 4. Comme le galet 7 est pivoté sur une glissière verticale 10 du chariot 4 sans cesse sollicitée de bas en haut par des contrepoids i3 et 14, de manière à toujours tendre la bande 6X, il en résulte que tous les points de la glissière 10 décriront des paraboles quand on fera marcher le chariot 4 sur sa traverse 3.
- Pour tracer les paraboles concaves, il faut placer le galet 7 au bas de la glissière 10, et faire passer la bande 6* au-dessous de la came 9 et du galet 7. Le contrepoids 14, dont la corde passe sur une came hélicoïdale 12, permet de compenser exactement les variations des poids de la corde du poids i3 de manière que le galet 7 exerce sur la bande 6* une pression constante dans toutes ses positions.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- La meule à polir 20 est (fig. 5 et 6) fixée à une calotte sphérique 19, appuyée par un ressort 21 sur une seconde calotte 18, dont l’axe est fixé au plateau 16, boulonné à l’extrémité de la glissière i5.
- Afin de ne pas fatiguer l’appareil, le dégrossissage du miroir s’opère, après avoir enlevé la eame 6 et la bande 6X, en guidant la glissière 5, par le galet 7 ou par un taquet 24, sur des barres 23, courbées au profil parabolique voulu, et fixées à la traverse 3, et en remplaçant la meule articulée 20 par une meule 23, tournant autour d’un axe perpendiculaire à la glissière 5, et du même diamètre que le galet 7.
- La lampe différentielle Dulait représenté par les figures 7 à 9 a ses porte-charbons suspendus aux extrémités d’une corde ou d’une chaîne /
- Fig. 7 à 9. — Lampe Dulait (1892).
- qui passe au-dessus des galets s et s', pivotés aux bouts du balancier B, et au-dessous du tambour denté T.
- Dès que ce tambour est libre de tourner, le poids des charbons les rapproche, et c’est ce qui a lieu aussitôt que l’arc s’allonge, parce que le balancier B s’incline alors sous l’action des so-lénoïdes régulateurs différentiels, de manière à dégager du taquet d’arrêt a ie rochet E, dont l’axe x' engrène avec celui de T.
- Cet axex1 porte comme frein modérateur une roue creuse V à l’intérieur de laquelle roule une bille 8 (fig. 9) que son frottement maintient dans la position pointillée, de manière qu’elle exerce sur V un travail retardateur proportionnel à ce frottement. L’action de ce modérateur, paraît-il, excessivement sensible.
- Le mécanisme de la lampe différentielle, de Hills est (fig. 10) des plus simples. Au départ,
- les charbons étant au contact l’électro en série attire l’armature A, qui, par Lt L2 L3, soulève l’axe F du mécanisme, et sépare les charbons; puis, une fois l’arc amorcé, l’électro en dérivation agit pour le maintenir, d’accord avec le ressort S], qui tend à écarter les charbons. Dès que la longueur de l’arc augmente, l’électro dérivé attire A, ce qui fait basculer F dans le même sens que précédemment, jusqu’à ce que le cliquet d’échappement, abaissé par le taquet que l’on voit à droite de F, lâche le mécanisme, et permette aux charbons de se rapprocher par leur poids. L’amplitude du pivotement de F est
- Fig. 10. — Lampe différentielle Hills (1892).
- limité, dans le sens de l’écartement des charbons, par une butée réglable S2.
- Dans les lampes en dérivation (fig. 11), au contraire, les charbons sont, à l’origine, séparés, et l’électro dérivé M attire alors son armature A malgré le ressort Sl5 de manière à déclencher l’échappement, et à laisser les charbons se rapprocher au contact: après quoi, M, relâchant A, Si écarte de nouveau les charbons, en ramenant F autour de o dans la position figurée.
- Le principe de la régularisation de la lampe Shépard indiqué par le schéma figure 12 est le suivant : Son mécanisme fort simple est commandé de la roue K, par une dynamo, dont les inducteurs à fils fins H H sont en dérivation sur l’arc. Quand le potentiel de l’arc augmente, le pôle N de ces inducteurs attire l’armature B, qui,
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- fermant le contact C D, dérive dans l’armature un courant réglé par la résistance G, et qui la fait tourner de manière à rapprocher les charbons. On peut, en disposant un second contact au-dessous de G, et en reliant le balai Ej au milieu de G, faire que la dynamo tourne tantôt dans un sens tantôt dans l’autre, suivant que G ferme l'un ou l’autre des contacts.
- Le fonctionnement de la lampe Schmid représentée par les figures i3 à i5 est le suivant. En temps ordinaire, au repos, l’extrémité 56 de l’armature L de l’électro en série I est appuyé, par le ressort 57 sur le levier B, pivoté en s, et articulé en r sur l’étrier q, suffisamment pour qu’il occupe la position figurée, dans laquelle le levier 58, relié à L, arrête en 5o le mécanisme
- Fig. 11. — Lampe en dérivation Hills.
- d’horlogerie F, tandis que, d’autre part, le taquet w, réglable par les coins xy, écarte les mâchoires n n, malgré leur ressort v v, de manière que le charbon supérieur tombe au contact de l’autre.
- Quand on lance le courant, il passe (fig. i5) par 66, 64, 62, 67, aux électros I, puis aux charbons, de sorte que l’armature L, attirée autour de son pivot 54, lâche en 561e levier B, qui, sous l’action du ressort 12, soulève avec l’étrier q et la pince nn, resserrée automatiquement par vv, le charbon supérieur, de manière à amorcer l’arc, amène son cliquet i3 en prise avec le rochet G du mécanisme -moteur G de ce charbon, et lâche en 5o le mécanisme d’horlogerie. Actuellement, le mécanisme G est arrêté, parce que son ailette 53 butte sur l’un des taquets 5c de la roue des minutes de F ; mais, au bout d’un certain temps, ce taquet lâche 53, et permet à G de
- tourner d’un temps correspondant à l’intervalle des taquets 52.
- Cette rotation a pour effet de faire tourner d’une dent le rochet G, commandé par G, ce qui fait que la dent de C en prise avec i3 abaisse B et 9 autour de s, de manière que les mâchoires n n du frein lâchent un instant le charbon supérieur de la quantité voulue pour le maintien de l’arc.
- Si, pour une raison quelconque, le circuit de
- AA/VWv
- — +
- Fig. 12. — Lampe Shépard (1892).
- l’arc se rompt, l’intensité du courant dérivé par 64 sur l’électro N lui fait attirer son armature 69, qui, frappant sur 64, sépare ce commutateur du contact 62, de manière que le courant passe directement par 64, 69, 74, en coupant totalement I du circuit, tout en laissant sur N une dérivation suffisante pour le maintenir en activité.
- Le fonctionnement du coupe-circuit de la lampe Bergmànn est aussi (fig. 16 à 18) des plus simples. Quand le porte-charbon 2 arrive au
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- bas de sa course, il repousse le taquet 9, dont la tige 8 abaisse, malgré le ressort 7, la pointe 6, de manière que le levier 12, rappelé par son ressort i5, quitte son contact, et coupe du circuit la dérivation de la lampe. Quand on remonte ensuite le porte-charbon 2, son cliquet 20 raccroche le taquet 9, et remonte la pointe 6, pour le cas où le ressort 7 serait trop faible pour le faire.
- Les charbons de la lampe différentielle Luce, représentée par la figure 19, sont, à l’origine, au contact. Dès que le courant passe, l’électro en série as fait pivoter le balancier au de manière qu’il entraîne par le frein fi, attaché au ressort fi3 et en fi2, la roue fi et la chaîne fij2, et sépare les charbons. Dès que l’arc s’allonge, l’électro dérivé a4 fait pivoter a7 en sens contraire, de manière que le frein fi', se relâchant
- IsSP
- Fig. i3 à i5. — Lampe G. Schmid (1893).
- un peu, laisse les charbons se rapprocher par leur poids.
- Dans la lampe d'Elihu Thomson représentée schématiquement par la figure 20, quand le charbon supérieur arrive au bas de sa course, l’encoche e de la roue D laisse le ressort L du coupe-circuit se relever, de manière qu’il coupe la lampe du circuit en W, en même temps que son cliquet P arrête la roue D, mais sans s’opposer, comme on le voit, au remontage de D. Le même effet se produit dans la variante
- (fig. 22) grâce à l’inclinaison U de l’encoche e, et la roue D est pourvue d’nn ressort T, qui maintient le ruban r toujours tendu, quand on remonte le charbon supérieur à la main. On peut enfin, comme l’indique la figure 21, remplacer l’encoche de la roue D par une entaille correspondante e du charbon supérieur. Toutes ces dispositions sont d’une grande simplicité.
- Lorsqu’on lance le courant dans la lampe de Ward (fig. 25) l’électro dérivé C, attirant son armature A, déclenche le mouvement d’horlo-
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- .TOURNAT, UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
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- gerie B, qui amène les charbons au contact; puis il lâche A, qui, rappelé par son ressort D, sépare les charbons et amorce l’arc, lequel se maintient ensuite par le jeu de l’électro C. Afin de protéger cet électro contre le passage d’un courant trop intense, en cas de rupture de l’arc, on a disposé dans le circuit de cet arc un électro E, qui, lorsque ce circuit se rompt, lâche son armature, et introduit dans le circuit de G une résistance R, équivalente à celle de l’arc.
- Cette introduction de R peut aussi se faire,
- Fig. 16 à 18 — Lampe Bergmann (1898).
- comme l’indique la figure 26, par un ressort G qui, lorsque A est tout à fait remonté par son ressort D, ferme sur G le circuit de R.
- En figure 27, la résistance est disposée en lorme d’un solénoïde ajoutant son action à celle de G, et qui fonctionne comme en figure 25.
- Le solénoïde en série de la lampe Clarkest (fig. 28) disposé de manière à pouvoir fonctionner vivement et sans pertes avec des courants alternatifs de haute fréquence. Il faut alors réduire au minimum tous ies effets d’impédance et de self-induction. On y arrive en
- enroulant le fil de A sur une bobine en ébonite, et en enfermant les fils fins de son armature a dans une gaine a', également d'ébonite, puis en la reliant au levier G du mécanisme par deux de ses fils convenablement recourbés, et non par un axe traversant de part en part la fourche de ce levier.
- Quand on lance le courant, le levier C relève d’abord le mécanisme d’horlogerie E suffisam-
- Fig. 19 — Lampe différentielle Luce (1893).
- ment pour amener d’abord la tige de son pendule g au contact du taquet h et l’arrêter, puis pour séparer les charbons, et amorcer l’arc; après quoi, cet arc se maintient par le jeu habituel de l’électro A, qui, dès que l’arc s’allonge, abaisse E, de manière que son pendule, lâché par h, se remette à vibrer en rapprochant graduellement les charbons. La position du taquet h est réglée par la vis h\ et son bras est articulé en i, de manière à céder si la tige de g vient, par hasard, à frapper sur l’arête de h.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- Fig. 20 à 24. — Lampe Elihu Thomson (1893). Détails des coupe-circuits.
- Ü-a
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- Fig. 25 à 27. — Coupe-circuits Ward (1893).
- Fig. 28 et 29. — Lampe à courants alternatifs Clark (1893).1
- V
- Fig. 3o à 32. — Lampe Conrady (1893).
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
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- M. E. Conrady actionne (fig. 3o) le porte-charbon supérieur de sa lampe par un tube h, avec piston à tige h', formant dashpot, au moyen d’un double levier bc (fig. 3i) : b étant pivoté en b.z sur c et c sur le coulisseau fixe c' de manière que, en soulevant b, l’armature d fait serrer le tube h par b et c puis l’enlève. L’ensemble des deux leviers pivote alors d’une seule pièce autour de c' avec un bras de levier suffisant pour rendre la manœuvre très douce.
- La figure 32 indique comment on peut appli-
- Fig. 33 à 35. — Lampe double de Hunter (Compagnie Thomson-Houston (1893).
- quer ce système à une manœuvre par corde ou par bande p.
- Le fonctionnement de la lampe double de Hunier représentée par les figures 33 à 35 est le suivant.
- Quand on lance le courant, l’arc jaillit entre les charbons 1 et 3 et s’y maintient par la descente du porte-charbon A, régularisée par les électros différentiels E F, agissant par D sur le frein C. Cette descente n'est pas gênée par la roue P, dont la denture passe alors librement dans le vide q des dents du barillet Q, et laisse sa corde P se dévider en suivant B. A la fin de la course de A, quand les charbons 1 et 3 sont usés, le
- taquet e de A, vient frapper le cliquet S, qui lâche alors la denture du barillet R Q, auquel son ressort R fait faire un tour, en entraînant le tambour o, qui relève ainsi, par la corde p, la tige A. Cette révolution de R ramène, d’une part, son vide q dans la position figure 35, où il se main tient par la prise du cliquet T sur le piton /, et, d'autre part, B, venant heurter le levier L, déclenche, par la corde R et le levier G, le porte-
- Fig. 36 et 37. — Suspension Hunter.
- charbon J, que le ressort j repousse vers la gauche dans la coulisse g, de manière à amener le charbon 4 sous le charbon 2, et à faire, comme précédemment, jaillir l’arc entre 2 et 4.
- Les figures 36 et 3y représentent une modification de la suspension Hunier décrite à la page 561 de notre numéro du 24 juin i8g3.
- Le régulateur, logé dans le haut de la colonne A, se compose de deux solénoïdes ü et N, l’un en dérivation, l’autre en série, et agissant en sens contraires sur leurs armatures P et P', séparées
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- par une tige de bronze p, et reliés par L I' I au bouton g (fig. 38). Entre les solénoïdes O et N se trouve une résistance Q, enroulée sur une bobine d’amiante, qui, lorsque l’arc est rompu, et que le solénoide dérivé O remonte complètement P', est mise par 8, 9, r, R, 10 et 7, en série sur le circuit à la place de la lampe. Le bras G est constitué par un faisceau de trois tubes C' qui laissent passer les fils aboutissant par S S aux bornes T2 (fig. 38) de la lampe, reliées
- Fig. 38 à 41. — Lampe double Hunter à suspension.
- l’une directement aux charbons supérieurs EE, et l’autre, Tlt aux charbons inférieurs par un fil aboutissant au socle L.
- Le bouton /t, auquel aboutit le fil régulateur I, (fig. 37) termine une tige g, dont l’étrier G actionne les deux freins F F, qui s’ouvrent, et laissent leurs charbons descendre quand ils viennent toucher les taquets ff. Ces taquets sont disposés de manière que l’un des freins ne puisse s’ouvrir qu’après la combustion complète des charbons de l’autre frein.
- Il suffit, pour remplacer les charbons, de dévisser la tête o', ce qui permet d’enlever l’enve-
- loppe ü, qui reste suspendue à la chaîne c, puis de tourner autour de leurs axes les fermetures n n des tubes N. Quant au globe Q, on l’enlève en desserrant par p2 les mâchoires P P', qui le supportent en pp, et l’accrochent au socle L.
- La figure 39 indique comment la lampe peut être suspendue au fil G’ (fig. 36) par deux tiges à ressorts T T amarrées à la barre S.
- Le projecteur de M. Rohrer (fig. 42 à 44) a son
- Fig. 42 à 44. - Projecteur Rohrer Compagnie Thomson-Houston (1893).
- mouvement autour de son axe vertical R commandé, de la manivelle K, par G0 B2 W2 D, et son mouvement autour de son axe horizontal Q (fig'- 44) par (K( G' B’ W3 R W9 W8 W'), la chaîne G et la poulie W. Les fils aboutissent à la lampe, des contacts circulaires O et O', par les montants et les axes tubulaires Q.
- LAMPES A ARC
- DECRITES DANS MES PRÉCÉDENTS ARTICLES
- Adams, 3o juillet 1892, p 215,217; 24 juin 1893, 555. Alison, 3o mai 1891, 409; 3o janv. 1892, 203. Akester,
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITE
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- 22 août 1891, 354; 28 janv. 1893, 162. Anderson, n oct-, 3o nov. 1890, 75,411. Apps, 27 janv. 1891, 177; 19 nov.
- 1892, 354. Aschcrofft, 3o avril 1887, 214.
- Bardon, 27 janv. 1891, 174; 24 déc. 1862, 6o5. Basiewsky, n août 1888, 268. Beach, 3o mai 1891, 406. Beauvalet, 6 mai 1893, 2i5. Belfield, 3o mai 1891, 408; 6 mai 1893, ai5. Bellens, 28 nov. 1891, 408. Bishop, 18 juin 1892, 555. Blackmore, 11 oct. 1890, 76. Boordman et Fairfax, 18 juin 189c, 552. Boult, n oct. 1890, 75. Braun, 18 janv. 1893, 164. Brookie, 7 janv. 1890, 472; 22 août 1891, 354; 18 mars, 19 août 1893, 5io, 314 Buchanan, 22 août 1892, 355.
- Campbell, 27 janv. 1891, 172. Cance, 3o juill. 1892, 218. Cappilleri, 3o mai 1891, 406. Chapman et Derring, 11 avril 1888, 269. Church, 6 mai 1893, 216. Crompton et Crabs, 11 août 1888. 261; et Pochin, 18 mars, 28 oct. 1893,512, 171. Coerper, 3o juill , 19 nov. 1892, 220, 35g. Cooper, i3 juill, 1889, 66. Cooke et Robinson, 3o avril 1887, 211. Cutler, 24 déc. 1892, 607.
- Dawis, 28 oct. 1893, 172. Davy, 24 juin 1893, 559- Dick et Kennedy, 3o avril 1889, 210. Dobbie, 10 juin, 3o juill. 1892, 555, 230. Doubrava, 11 août 1888, 261. Dulait, i3 juill. 1889, 6r.
- Edison, 22 oct. 1892, 172. Edwards, 28 janv. 1893, 161. Einstein, 19 août 1893, 3i6. A. Essinger, 11 oct. 1890, 74 ï8 juin 1892, 55a.
- Ferranti, 7 juin 1890, 473. Fischinger, 11 oct. 1890, 73. Garland, 28 nov. 1891, 405. Gaston, 19 nov. 1892, 355. Geipel, 16 avril 1887, io5. Gobert, 3o nov. 1889, 412. Good-fellow, 7 juin 1890, 472. Goold, 22 oct. 1892, 170; 6 mai
- 1893, 218. Gwynne, 27 janv. 1891, 175; 24 juin 1893, 556. Gray et Hammond, 3o mai 1891, 405; 3o janv. 1892, 204.
- Hamilton et Schipney, i3 juill. 1889, 66. Hanson, 7 juin 1890, 474; 18 mars 1893, 5o8. Harper, 24 ianv. 1891, r/5. Harrison, 22 oct. 1892, 174. Ilaywood et Driver, 3o juill.
- 1892, 220. Hayes, 10 juin 1892, 456; 24 déc. 1892, 606; Hills, ici., 609 ; 19 août 1893,314. Higgam, 28 janv. 1893 158. Hazeltine, 24 janv. 1891, 178 Hoockham, 7 juin 1890, 475. Howe, i3 juill. 1889, 62. Hunter, 6 mai, 24 juin, 28oct.
- 1893, 219, 56o, 173.
- Ignatiew, 21 mai 1887, 365. Irish, 7 janv. 1889, 475; 32 oct , 19 nov. 1892, 174, 355.
- Jappy, 22 août 1891, 353; 9 juil. 1892, 75. Jeffers, 11 oct. 1890,77; Jergle, 6 mai 1893, 217. Joël, 16. avril 1887, 106. Johnson, 21 mai 1887, 364.
- Rester, 19 nov. 1891, 356. Kruger, 19 août 1893, 315. Lahmeyer, 3o avril 1887, 2i3. Lanizewok, 6 mai 1893, 214. Lever, 28 uov, 1891,406. Logan, 22 oct. 1892, 173. Lucas, 24 déc 1892, 611.
- Mac Laughlin, 24 juin 1893, 56i. Maquaire, 3o nov, 1889, 407. Makensie, 3o avril 1887, 213 ; 11 avril 1888, 265. Marks, 4 oct. 1890, 10. Mathiesen, 28 janv. 1893, 158. Million^ 11 août 1888, 267. Meisoner, 28 janv. i8g3, 160. Money et Nash, 3o janv. 1892, 203 ; 24 juin 1893, 556. Mortimer et Holloway, i3 juil. 1889, 65. Muirhead, u août 1888, 263 Mosher, 18 juin 1892, 557; 28 janv. 1893, i5g.
- Newton, 16 avril 1887, io3. Noble; 11 avril 1888, 263, 268. Norman et Payne, 22 oct. 1892, 170.
- Parker et Reiss, 19 nov. 1892, 355. Parmly, 24 janv. 1891, 176. Parsons, 11 avril 1888, 263; 3o mai 1891, 405. Pasqua-Uni, 3o juil. 1892, 217. Patin, iS juin 1892, 555. Pfanckuche, 16 avril 1887, io5. Pflunger, 18 juin, 3o juil. 1892, 56o, 217, Pieper, 21 mai 1887, 363; 3o nov., 7 juin 1889. 409, 476;'
- 3o mai 1891, 403 ; 19 août 1893, 3ig. Puydt, 28 nov. 1891, 4o5. Pyle, u août 1888, 260; 27 janv. 1891, 170.
- Radkiewitz, rr avril 1888,266. Rathborne, i8mars i8g3, 5o8. Ride, 11 oct. 1890, 74; 27 janv. 1881, 172; 19 nov. 1892, 353. Réper, 3o avril 1887, 211 ; i3 juil. 1889, 60 Rushmore, 18 juin 1892, 557. Russel, 27 janv. 1891, 172.
- Sanders, 19 nov. 1892, 35g; 19 août 1893, 3i8, Saunder-son, 7 janv. 1890, 377; 29 janv. 1891, 177. Sautter-Harlé, 27 janv. 1889, 65; 18 juin 1892, 553. Sawyer, 18 juin 1892, 557; 18 mars i8g3, 5n. Scribner, 3o juil., 19 nov. 1892, 216, 357. Schuckert, 6 mai 1893, 216; Scott, 28 oct. 1893, 173. See, 22 oct. 1892, 170; 28 janv., 6 mai, 24 juin 1893, 161, 219, 559. Seebold, 3o mai 1891, 409, Sellon, 3o avril 1887, 209; Siemens, i3 juill. 1889. 65; 28 nov. 1891,407, 18 mars, 24 juin 1893, 5i2, 558 Shefbauer, 22 oct. 1892, 170. Shepard, 3o nov. 1889, 412; 22 août 1891, 356; 28 nov. 1891, 409; 23 juil. 1892, 2i3. Shoensted, 3o janv. 1892, 203, Shroeder, 24 déc. 1892,610. Silvey, 3o juillet 1892, 211. Société industrielle électrique de Genève, 18 juin 1892; 556. Spolte, 18 juin 1892, 555.. Stevens, 24 juin 1893, 56i. Strode et Gell, 11 oct. 1890, 78. Stuart, 24 oct. 1892, O08. Sugden, 28 janv. 1893, i63.
- Thomson-Houston, 3o janv. 1892, 203; 18 mars, 6 mai 1893, 507, 218. Thompson, 11 août 1888, 246. Thornston et Romauze, 16 avrii 1887, 107. Tipping, 28 janv. i8g3, i63. Turbaye, 28 nov. 1892, 408; 24 juin, 28 oct. 1893, 555, 173.
- Walker, 3o avril 1887, 211. Ward, 22 août 1891, 352 ; 3o juil., 24 déc. 1892, 212, 607; 19 août 1893, 317. Warbur-ton, 22 août 1891, 355; 22 oct 1892, 169. Warner, 24 déc.
- 1892, 610; 28 janv, 1893, 162. Watt, 19 août 1893, 3i4-Watterhouse, 3i juil. 1889, 64: 18 juin 1892, 556; 19 août
- 1893, 317. Weeks, 18 juin 1892, 555. Weber et Schaeffauer, 11 août 1888, 266. Weldon, 16 avril 1887, 104. Wieman, 6 mai i8g3, 217. Wilbrant, 6 mai 1893, 2i5. Wood, 18 mars 1893, 5og, Wright, 19 nov. 1892, 359,
- Gustave Richard.
- EXPÉRIENCE SUR L’ARC ALTERNATIF
- Les phénomènes produits par les décharges disruptives, malgré les nombreuses recherches dont ils ont été l’objet, sont encore loin d’être complètement élucidés.
- Pour ne prendre qu’un exemple parmi les plus connus, on sait à quelles interminables discussions a donné lieu la question de savoir si l’arc à courant continu ou alternatif est le siège d’une force contre-électromotrice, s’il ne se comporte pas simplement comme une résistance ordinaire; et malgré toutes ces discussions, malgré les expériences de toute espèce qui en ont été la conséquence, il serait peut-être téméraire d’af-
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- firmer qu’à l’heure actuelle notre opinion est définitivement fixée.
- Parmi ces phénomènes, il en est cependant qui, bien que présentant une allure en apparence tout-à-fait paradoxale, sont susceptibles d’un interprétation très simple. Tel est le cas pour l'un d’eux que j’ai eu l’occasion d'étudier.
- Sur une force électromotrice alternative de 2400 volts efficaces, correspondant à une fréquence d’environ 80 périodes par seconde, plaçons en série (fig. 1) une certain nombre, 12 je suppose, de lampes à incandescence R de 100 volts 16 bougies, un condensateur de 0,1 microfarad et un interrupteur F, constitué par une clef de court circuit telle que l’écart entre les pointes déterminé par l’ouverture de la clef soit au plus de 1 millimètre et réglable à volonté.
- La clef étant fermée, le circuit est traversé par,
- PÏB- 1
- le courant de charge et de décharge du condensateur, dont il est facile d'évaluer la valeur, puisque la résistance apparente du circuit
- Rupp.=y/r2 + ,
- en négligeant la self-induction de l’alternateur, ce qui est permis, car il s’agit dans l’espèce d’un alternateur Ferranti dont le coefficient de self-induction est de 0,02 henry environ. R est la résistance des lampes, soit, à 3oo ohms par lampe,
- 3oo x 12 — 36oo ohms. 1 1
- >C
- 5oo x o. 1 x io-,i
- 3= 20000.
- D’où R„pp, — 2o3oo ohms. La valeur del’inten-
- site est donc égalé a gQ- — 0,12 ampere, soit
- moins du quart de l’intensité de régime des lampes, qui ont alors 3o volts à leurs bornes et dont cependant les filaments rougissent très nettement. C’est un fait assez intéressant, remar-quons-le en passant, que cette facilité avec laquelle on peut amener au rouge sombre, c’est-à-dire à une température déjà très élevée, le filament d’une lampe à incandescence; ainsi,quand on place en série sur 100 volts, 4 lampes de 100
- volts i5 bougies, on obtient très nettement l’incandescence, et cependant, la différence de potentiel aux bornes de chaque lampe est le 1/4, et l’intensité le 1/6 de la valeur normale, de sorte que la puissance nécessaire pour faire rougir le filament n’est que la vingt-cinquième partie de celle qui est nécessaire pour obtenir l’éclat normal.
- La clef de court circuit étant fermée et les lampes au rouge, ouvrons la clef de manière à avoir entre les pointes un intervalle assez faible ; par suite de la différence de potentiel élevée que nous employons, un arc jaillit d’une manière permanente entre les deux pointes. Cet arc, c’est une résistance supplémentaire que nous intercalons dans le circuit, résistance faible si l’on veut, puisqu’elle éclate entre des pointes métalliques très rapprochées, mais qui ne peut en tout cas qu'augmenter la résistance du circuit. Or, résultat inattendu, nous constatons précisément que bien au contraire, à partir du moment où l’arc jaillit, l’intensité lumineuse des lampes augmente, d’autant plus que l’arc est plus long, et cela dans une proportion si énorme que, pour le maximum de longueur de l’arc compatible avec sa stabilité, soit à peu près 1 millimètre,la différence de potentiel prise aux bornes de chaque lampe individuellement passe de 3o volts, valeur primitive, au triple de cette valeur, soit à 90 volts, presque la valeur de régime, tandis que l'intensité, par suite de la diminution de résistance des filaments, passe de son côté au quadruple de la valeur primitive.
- L’adjonction au circuit de cette petite étincelle permanente qui mérite à peine la qualification d’arc semble donc entraîner cette conséquence étrange de rendre la résistance apparente du circuit quatre fois plus petite.
- Puisque la présence de l’arc détermine cette anomalie, nous pouvons espérer qu’en en étudiant les conditions de fonctionnement, nous en tirerons quelques indications utiles. Si en effet, nous mesurons la différence de potentiel aux bornes de la clef, au lieu de la faible valeur, 3o ou 40 volts, au plus que nous pourrions nous attendre à trouver pour un arc éclatant entre deux points métalliques très rapprochés, nous obtenons la valeur énorme de 1200 volts; et il ne faudrait pas croire que cette différence de potentiel est instable, tant s’en faut : un voltmètre Gardew,, dont je voulais en toute confiance me
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- servir tout d’abord pour avoir une idée approximative de la différence de potentiel fut brûlé instantanément.
- Gomme d’autre part l’intensité dans le circuit correspond à 0,4 ampère au moins, il faudrait, si l’arc fonctionnait comme une résistance ordinaire, que la puissance absorbée dans l’arc fût au moins de 1200 x 0,4 = 480 watts, valeur très considérable si l’on observe que cette puissance serait à peine dépensée dans une grosse lampe à arc de 12 ampères, alors que l’étincelle dont il s’agit présente à peine un volume de 1 millimètre cube, et qu’elle échauffe très peu la clef, même après plusieurs minutes de fonctionnement. Il faut donc que cette puissance ne soit qu’apparente et que le racteur de puissance de l’arc soit presque rigoureusement nul.
- Ainsi, l’arc se comporte à cet égard de même qu'une self-induction presque parfaite, comme pourrait aussi le faire supposer ce fait que, placé en série avec une capacité, il diminue considérablement la résistance apparente du circuit.
- Toutefois, on pourrait se demander à bon droit, si cette hypothèse était vraie, par suite de quel mécanisme mystérieux un conducteur rectiligne aussi court que l’étincelle pourrait présenter une self-induction tellement énorme qu’en tenant compte des effets obtenus, cette self-induction ne devrait pas être moindre de 3o henrys.
- Une autre explication satisfait mieux l’esprit et est d’ailleurs susceptible d’une vérification expérimentale.
- L’arc alternatif est, on le sait, un phénomène discontinu ; il exige pour jaillir une certaine force électromotrice minima, laquelle est du reste fonction de l’écartement des électrodes, et s’éteint dès que la différence de potentiel aux bornes tombe au-dessous d’une certaine valeur. Par conséquent, tant que la force électromotrice n’a pas atteint cette valeur nécessaire, le circuit est coupé et le condensateur ne peut se charger.
- Dès que la valeur limite est atteinte, l’arc jaillit, et le condensateur, au lieu de se charger petit à petit comme lorsque le circuit était mé-talliquement fermé, se charge brusquement sous une différence de potentiel considérable. Il se charge même trop, par suite de l’inertie, c’est-à-dire de la self-induction du circuit et de l’impulsion, serait-on tenté de dire, déterminée par
- cette charge brusque, et il y a production d’oscillations de haute fréquence d'assez grande amplitude, dont il est aisé de constater la présence. Mais en dehors de ces courants de haute fréquence dont nous n’avons pas ici à nous préoccuper, la conséquence de ce rétablissement brusque du circuit est de limiter la charge à une petite fraction de la période, en sorte que le courant de charge durant moins de temps est plus intense. L’absorption d’énergie dans les lampes sous forme d’effet Joule étant proportionnelle au carré de l’intensité est donc plus grande, car la moyenne des carrés de l’intensité est augmentée. Les choses se passant évidemment d’une manière analogue à la décharge, les
- Fig. 2
- E courbe de la différence de potentiel aux bornes de l’arc;
- I courbe de l’intensité.
- lampes dépensent en définitive plus d’énergie à chaque période et éclairent davantage.
- Dès lors, il est facile de s’expliquer la grandeur de la différence de potentiel aux bornes de Tare et la faiblesse du facteur de puissance. Lorsque la différence de potentiel aux bornes est considérable, c’est que le courant ne passe pas. Dès, au contraire, que le courant passe, la différence de potentiel aux bornes tombe, non à zéro, mais tout au moins à une valeur très faible (fig. 2). L’intensité et la différence de potentiel ne peuvent donc présenter simultanément des valeurs considérables, mais la moyenne des carrés de l’une et de l’autre n’en est pas moins très grande, ce qui explique tous les effets indiqués. C’est d’une manière analogue, on se le rappelle, quoique s’appliquant à un autre ordre de phénomènes que M. Blondel a expliqué la faiblesse du facteur de puissance dans les arcs sifflants à courant alternatif (1). C’est encore la même propriété de l’étincelle alternative qui permet d’ex-
- (’) La Lumière Électrique, t. XL1V, p. 137.
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- pliquer le rôle du condensateur placé dans la bobine de Ruhmkorff pour augmenter l’intensité des étincelles.
- Il est facile d’après cela de comprendre que plus on augmente la longueur de l’étincelle et plus on augmente les effets produits, puisqu’on rapproche ainsi de plus en plus de la force élec-tromotrice maxima, la force électromotrice nécessaire pour permettre à l’arc de jaillir, c’est-à-dire qu’on diminue de plus en plus la partie de la période pendant laquelle la charge a lieu et qu’on augmente la différence de potentiel initiale dans laquelle elle se produit.
- La nature des électrodes joue aussi un rôle important en agissant sur la facilité plus ou moins grande avec laquelle l’arc se maintient lorsque la différence de potentiel aux bornes diminue. Ainsi, avec des électrodes en charbon, bien que l’arc puisse atteindre une longueur' bien plus grande, 3 à 4 millimètres, les effets
- sont beaucoup moins marqués qu’avec le fer et le cuivre. On pourrait sans doute tirer des renseignements intéressants de mesures précises faites à ce sujet.
- Enfin les valeurs de la capacité et de la résistance des lampes, influe sur la nettetédes résultats : si la capacité est trop faible, il en est de même de l’intensité, et les effets sont difficiles à constater. Si la capacité, et par suite, l’intensité sont trop grandes, l’arc est plus volumineux, plus difficile à éteindre, la masse d’air plus longue à se refroidir, et les effets moins nets. Les valeurs indiquées sont les plus favorables avec la fréquence employée.
- Si, en dérivation aux bornes de l’étincelle, on place (fig. 3) un autre condensateur G' de capacité identique ou inférieure à celle du premier, G, le caractère de l’étincelle est complètement changé.
- Au lieu d’une étincelle peu bruyante et peu volumineuse, échauffant à peine la clef au bout de plusieurs minutes de fonctionnement, on obtient un véritable arc produisant un crépite-
- ment très sonore, et qui, si on le maintenait, mettrait rapidement la clef hors de service. En même temps, l’éclat des lampes diminue. C’est là encore une nouvelle vérification de la théorie précédente. Tant que l’étincelle n’éclate pas, les deux condensateurs G et C', qui sont montés en tension, se chargent en se partageant la différence de potentiel. Lorsque la différence de potentiel aux bornes de C' a atteint la valeur nécessaire, l’arc jaillit, mais le condensateur G, déjà chargé en partie, a seulement à compléter sa charge, de sorte que l’effet produit sur les lampes est diminué; mais d’autre part, au courant de charge de G s’ajoute, dans l’arc, le courant de décharge de C', qui est mis en court circuit par cet arc, de sorte que l’énergie dépensée dans cet instant très court y est très grande, ce qui explique la modification d’allure que nous avons constatée.
- Il convient enfin de remarquer que la présence d’un condensateur dans le circuit est indispensable pour observer l’augmentation d’intensité quand l’étincelle se produit, car lorsqu’il n’y en a pas, l’extinction de l’étincelle empêche simplement le courant de passer, tandis que l’allumage ne peut presque rien modifier à la valeur de l’intensité qui passerait si le circuit était mé-talliquement fermé. Si on effectue l’expérience sans condensateur, on constate en effet que l’éclat des lampes est plus faible lorsque l’étincelle existe.
- Les différentes circonstances de l’expérience s’expliquent donc aisément; toutefois, il est intéressant de procéder à une vérification de visu que dans l’expérience précédente, la rapidité des alternances ne permettrait pas d’effectuer, à moins d’artifices particuliers. Cette vérification devient au contraire très aisée avec une fréquence de 3 à 4 périodes par seconde obtenue au moyen d’un moteur à courant continu, muni de deux bagues correspondant à deux touches opposées du collecteur, ce moteur servant de transformateur du courant continu à 240 volts en courant alternatif à 170 volts efficaces environ. On peut alors opérer avec un condensateur de 1 microfarad et une lampe de o,3 ampère et 100 volts, avec laquelle il est facile d’observer des périodes d’incandescence bien nettes au moment où l’étincelle jaillit, séparées par des périodes obscures prolongées.
- De plus longs détails seraient superflus sur
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- une expérience que j'ai présentée surtout à titre de curiosité et aussi parce que peut-être on pourra en tirer quelques indications- utiles sur la constitution de l’arc alternatif.
- G. Claude.
- CHRONIQUE ET REVUE
- DE LA PRESSE INDUSTRIELLE
- Commutateur multiple de très grande capacité.
- Sous ce titre, le dernier fascicule paru des Annales télégraphiques présente un séduisant projet de M. Sieur, qui résoudrait d’une façon étonnamment simple la construction et le service d’un bureau téléphonique central de 3oooo lignes, et même de 48000 lignes.
- Si l’on songe que jusqu’à présent le chiffre de 6000 lignes représentait la capacité pratique maxima du multiple américain qui est en service depuis dix ans en Amérique et depuis quelques mois rue Guttenberg, on concevra notre désir de faire immédiatement saisir l’économie de la solution présentée.
- « Il est incontestable, dit M. Sieur, que, de tous les systèmes de commutateurs employés dans les bureaux centraux téléphoniques, celui qui permet d’établir le plus rapidement les communications est le commutateur multiple, puisqu’il est disposé pour que chaque téléphoniste puisse trouver à portée de sa main un jack correspondant à celui des lignes du même bureau.
- « De cette disposition, il paraîtrait que le nombre de lignes que peut desservir un multiple fût limité par le nombre de jacks que peut contenir l’espace dont tous les points sont accessibles à la main d’un seul opérateur. »
- Partant de cette conviction, la solution du problème ainsi posé est obtenue par M. Sieur en donnant à chaque téléphoniste le moyen d’introduire une de ses fiches dans un jack quelconque de sa section alors même que le plus grand nombre des jacks d’une même section sont hors de sa portée ; le procédé employé est certainement ingénieux.
- On sait que dans le commutateur multiple américain les communications s’établissent à l’aide d’une paire de cordons conducteurs qui réunissent le jack de l’abonné appelant avec celui de l’abonné demandé et aussi avec les appareils de l’opérateur du bureau (1). Dans le système de M. Sieur, les cordons, au lieu d’avoir comme à l’ordinaire seulement deux extrémités, l’une destinée à prendre l’abonné appelant et l’autre l’abonné demandé, en ont plusieurs. Celle destinée à communiquer avec l’abonné appelant est conservée ; les communications de l’autre extrémité se ramifient entre plusieurs fiches ; c’est l'opérateur lui-même qui manœuvre l’une d’elles lorsque le jack de l’abonné demandé est à sa portée, c’est un aide qui manœuvre l’une des autres dans tout autre cas. L’opérateur seul effectue la manipulation des clés d’écoute et des appels, et les aides n’interviennent que pour la manœuvre des fiches auxiliaires hors de la portée de l’opérateur ; les aides assistent téléphoniquement à toutes les manœuvres de l’opérateur et connaissent l’utilité de leur intervention par le fait même que le jack de l’abonné demandé fait partie de ceux auxquels ils sont préposés. En d’autres termes, pour les personnes habituées au langage du service, la section des jacks généraux parmi lesquels doit être pris l’abonné demandé est divisée en sections principales et accessoires.
- D’après M. Sieur, et grâce à un système particulier de jack (système d’Adhémar), la section principale des jacks généraux pourrait avoir une capacité de 12000 lignes, et chaque section accessoire des mêmes jacks une capacité de 18000. C’est ainsi qu’avec un aide seulement en sus de chaque opérateur ordinaire le service du multiple de 3o 000 abonnés serait assuré; avec deux aides par opérateur, celui du multiple de 48000 abonnés.
- A-t-on pourtant bien réfléchi, et est-on sûr que le service de pareils multiples soit possible, et leur construction réalisable sous la seule condition d’allonger à propos le bras des opérateurs? C’est bien à cela que se réduit le rôle des aides, et c’est toute la portée de l’artifice proposé.
- Observons, en effet, que, comme d’ordinaire, « la section principale comporte 240 annonciateurs » ; elle est desservie par trois télépho-
- (') La Lumière Électrique, t. XLII, p. 35i.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- nistes »; il s’ensuit que la section principale et les jacks généraux sont répétés dans le bureau autant de fois qu’il y a de fois 240 lignes, soit :
- 25 fois pour 6 000 lignes
- 5o — 12 000 —
- 125 — 3o iDOO —
- 200 — 48 000 —
- Il y a autant d’opérateurs qu’il y a de fois 80 lignes; autant d'auxiliaires en sus par 3oooo lignes; deux fois autant par 48000 lignes, soit:
- 75 opérateurs seuls pour 6000 lignes i5o — — 12000 —
- 375 opérateurs et 375 aides pour 3oooo lignes 600 — 1200 — 48 000 —
- Que devient au surplus le nombre total des jacks généraux, qui demeure égal au produit du nombre des sections par le nombre de lignes du bureau ? Il passe de i5o 000 pour 6000 lignes à 3 750000 pour 3o 000 lignes, et à plus de 9 millions (9600000) pour 48000 lignes.
- Inutile d’ailleurs d’insister sur ces chiffres rassurants; résumons-les seulement dans un modeste tableau, en indiquant dans une dernière colonne le prix d’installation par abonné, en supposant que le prix de revient de chaque jack général d’abonné, avec ses fils de liaison, ne dépasse pas 10 francs, ce qui n’est certes pas exagéré.
- Nombre de lignes Nombre de sections Nombre total des jacks généraux Revient d’installation par abonné, à 10 francs par jack installé
- 6 000 25 15o 000 25o
- 12 OOO 5o 600 000 5oo
- 18 OOO 75 1 35o 000 75o
- 20 5oo 85 1 742 5oo 85o
- 24 25o IOO 2 425 000 IOOO
- 3o 000 125 3 750 000 1250
- 36 000 i5o 5 400 000 i5oo
- 42 OOO 175 7 35o 000 1750
- 48 OOO 200 9 600 000 2000
- L’installation des seuls jacks généraux d’un bureau de 18 000 lignes coûterait déjà dans les 27 millions, et continuerait de s’accroître au-delà comme le carré du nombre des abonnés.
- En admettant avec l’auteur que l’idée de son projet soit parfaitement réalisable, on demeure un peu inquiet en attendant de savoir comment sera résolue la question préalable des frais
- d’installatiort. Le prix de l’abonnement continuera vraisemblablement d'intéresser l’abonné de l’avenir.
- V>
- Les tramways électriques de Gênes, par M. Respighi.
- La maison Siemens et Halske a installé à Gênes dans le courant de l’an dernier un réseau de tramways électriques qui offre un certain intérêt.
- Notre intention est de résumer l’intéressante étude qu’en a faite M. L. Respighi dans YEllet-tricisla, en nous attachant comme lui, presque uniquement, aux dispositions spéciales qui caractérisent cette installation.
- La canalisation des tramways de Gênes est aérienne. Gomme nous le verrons plus loin en l’étudiant en détail, le triple isolement des fils
- Fig. 1. — Coupe transversale de la rue Assarotti.
- en service, leur hauteur au-dessus du sol, l’isolement complet des moteurs et de tous les appareils électriques des voitures garantissent contre tout danger de contact, non seulement, les habitations privées et le public qui circule dans les rues desservies, mais aussi les voyageurs et le personnel qui se trouvent sur le tramway. Du reste, la tension de 5oo volts à courant continu employée ne peut occasionner aucun danger de mort ni même de péril sérieux pour les voyageurs.
- Grâce aux précautions prises, le service téléphonique sur des lignes parallèles à celle des tramways, d’après des expériences officielles, n’a subi aucun trouble.
- Au point de vue décoratif, grâce à la forme et à l’emplacement des isolateurs, la ligne ne dépare nullement les rues comme le font certains systèmes américains.
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 2.77
- Les consoles apposées contre les maisons qui supportent les fils ont une forme svelte et élégante, les fils transversaux, d’une longueur de
- Place
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- Fig. 2. — Profil longitudinal de la rue Assarotli.
- quarante mètres et de cinq millimètres seulement de diamètre et placés à une hauteur de sept mètres au-dessus du sol, sont absolument
- imperceptibles, et le fil unique de service a l’aspect d’un fil téléphonique.
- Les isolateurs spéciaux qui le supportent sont vus sur la figure 1, qui représente une section transversale de la rue Assarotti, parcourue par une voiture électrique. Les consoles latérales et les isolateurs centraux ont ici une dimension double par rapport aux autres parties de la figure 1.
- Réseaux à créer.
- La concession accordée par la municipalité de Gênes à la Société des voies ferrées électriques et funiculaires de Kerns (Suisse) comprend un réseau complet et quelques funiculaires. Parmi les lignes à créer, deux devront être exécutées immédiatement; ce sont :
- i° La ligne de la place Gorvetto à la place Ma-nin, par la rue Assarotti, déjà en fonctionnement,
- Hauteur*
- Nweau de la. mer Pente Vo Pistasbce*
- Tarit «J reettfignea 0 courbes
- et qui doit être prolongée au-delà de la place Manin,pour aboutir près de l’usine génératrice;
- 20 La ligne de la place Corvetto par la rue San Filippo et San Giacomo, la rue Serra et la place Brignole.
- La première de ces lignes présentait des difficultés spéciales. La rue Assarotti, dont la figure 2 représente le profil en long, s’étend en ligne droite avec une pente très rapide variant de fi, 7 et 8 0/0. Chaque voiture doit marcher à une vitesse de 12 kilomètres à l’heure, avec une charge de vingt-cinq personnes, et doit pouvoir s’arrêter en quelques points de sa course, aussi bien à la montée qu’à la descente.
- Au premier essai, on a réussi à transpor-
- ter, dans les conditions voulues, non pas vingt-cinq, mais trente-six personnes.
- Le service est fait par deux voitures, une montante et une descendante qui se croisent à un endroit déterminé.
- Cette ligne ne pouvait être exploitée autrement que par la traction électrique, et les essais de la maison Siemens et Halske, de Budapest, sur une rampe artificielle de 9,6 0/0 afin de déterminer l’effort de traction, les ampères, les volts et le rendement des moteurs nécessaires pour une telle pente, ont trouvé une application pratique à Gênes.
- Le profil de la rue Serra est représenté par la figure 3, et les schémas des deux lignes et des
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- circuits d'alimentation venant delà station sont représentés sur la figure 4, comme nous le verrons plus loin en détail.
- Usine centrale.
- L’installation électrique et mécanique de l’usine est prévue pour l’alimentation du réseau complet et des funiculaires. Elle pourra développer une puissance de 45o chevaux, avec trois chaudières, trois moteurs et trois dynamos, en ayant deux chaudières, un moteur et une dynamo comme réserve.
- Actuellement il y a en état de fonctionner deux chaudières, un moteur et une dynamo, qui suffisent pour l'alimentation de la ligne en exploitation.
- Chaudières et moteurs. — Le moteur actuellement installé sort de la maison Tosi ; c’est un moteur compound à axe. vertical à deux cylin-
- Usine
- centrale
- Place Ccrt/ ciio
- Fig. 4. — Schéma des circuits actuels,
- dres superposés de façon que le même axe porte les deux pistons (cylindres en tandem). La distribution de la vapeur est effectuée dans les deux cylindres au moyen d’une valve cylindrique équilibrée, rendue étanche par des rondelles en caoutchouc.
- L’admission dans le cylindre à haute pression est contrôlée par un régulateur Tosi très sensible, monté directement sur l’arbre comme un volant, et qui, en faisant varier à la fois l’angle de calage et la position de l’excentrique aug-menteou diminue l’admission depuis le commencement jusqu’à la moitié de la course du piston double. L’admission dans le cylindre à basse pression est réglée par un régulateur analogue, mais entre des limites plus restreintes. La transmission est faite par courroie.
- Les coussinets sont revêtus extérieurement de métal anti-friction, sauf ceux de la tête de bielle, qui sont en bronze phosphoreux.
- L’arbre du moteur, l’axe des pistons et celui du tiroir, la bielle et la tête de bielle sont en acier très robuste de façon à pouvoir résister aux efforts anormaux.
- L’arbre moteur est équilibré par un contrepoids en forme d’éventail, placé en face de la manivelle.
- Les dimensions du moteur sont les suivantes : diamètre du cylindre à basse pression 47,5 cm., diamètre du cylindre à haute pression 32,5, course des pistons 35 centimètres, nombre de tours 260. Sa force effective est de i5o chevaux et peut être poussée jusqu’à 200 chevaux.
- Le condenseur est à mélange et est mis en mouvement par un moteur à axe horizontal de faible vitesse, à distribution à tiroir Rider. Le moteur met également en marche une pompe destinée à.iétablir le niveau de l’eau du con-
- Fig\ 5. — Isolation des dynamos.
- denseur lorsque cette eau est trop basse pour ne plus pouvoir être aspirée directement.
- Le condenseur peut servir pour deux moteurs à vapeur.
- Les chaudières sont du type Gornovaglia à deux foyers. Le corps de chaque chaudière est en acier doux; le diamètre externe est de 180 centimètres, celui des foyers de 65, et la longueur totale de la chaudière est de 7,45 m. Chaque chaudière a une surface de chauffe de 56 mètres carrés, et la pression en régime normal est de io,5 atmosphères.
- L’alimentation des chaudières est faite par deux pompes à vapeur Duplex, dont une est de réserve.
- L’installation complète comprendra 4 moteurs et 5 chaudières.
- Dynamos. — Les dynamos Siemens et Halske sont à enroulement compound et à pôles inter-
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- nés. Elles développent 525 volts et 200 ampères à 420 tours par minute.
- Le collecteur a 260 lames; la résistance de l’induit est de o,oo3 ohm,celle des inducteurs de 3,6 ohms ; leur rendement est de 94 0/0.
- Chacune porte un levier à excentrique qui permet de soulever et d’abaisser en même temps les quatre balais.
- Elles sont isolées d’une façon toute spéciale, comme le montre la figure 5. Les boulons qui servent à fixer la plaque de fondation delà dynamo sont scellés dans un mélange de soufre, de verre et de poix grecque, dans des isolateurs en porcelaine remplis d’huile et cimentés eux-mêmes dans le sol.
- Ces boulons sont entourés d’un anneau de bois, de façon à ne pas être en contact avec la carcasse de la dynamo, et les petits cubes qui
- R M
- Fig. 6. — Schéma du tableau de distribution.
- supportent la base sont isolés aussi bien sur leur face supérieure que sur leur face inférieure au moyen de disques de cuir placés entre l’écrou et la plaque.
- Le tableau de distribution de l’usine est représenté schématiquement par la figure 6. Il comprend :
- Trois résistances placées dans l’enroulement en shunt de chaque dynamo;
- Trois ampèremètres de 200 ampères;
- Un voltmètre de 55o volts:
- Trois interrupteurs principaux;
- Six coupe-circuits de 200 ampères;
- Quatre appareils de décharge avec extincteur automatique ;
- Un voltmètre différentiel pour la marche en parallèle des dynamos;
- Trois interrupteurs à électro-aimants automatiques.
- Schéma des circuits.
- Le câble principal est placé nu sur pièces de bois et isolateurs et va jusqu’à la place Manin, où se trouve la tête. de ligne des tramways (fig- 4)-
- Les principales données relatives à cette ligne sont :
- Longueur de la canalisation............... 125o mètres
- Nombre de fils............................... 8
- Diamètre des fils.......................... 7,5 mm.
- Hauteur des 2 fils supérieurs de droite... 6,6o mètres
- — inférieurs — ... 6 »
- — supérieurs de gauche. 6,80 »
- — inférieurs — 6,20 »
- Distance des supports................... 40 »
- Ces huit fils sont accouplés deux à deux et soutenus par un isolateur. A la place Manin quatre de ces fils, les deux supérieurs de droite et de gauche, sont réunis et soudés entre eux aux rails du type Phénix. Les quatre autres servent à l’alimentation des fils de service placés au-dessus de la voie.
- Actuellement un seul fil de 7,5 mm. suffit pour l’exploitation de la ligne construite; deux autres fils traversent la ville et aboutissent à la tête de ligne de la place Brignole pour fournir le courant à la ligne de la rue Serra.
- Les voitures sont aussi alimentées en parallèle, et les quatre fils soudés entre eux à leur extrémité servent de fil de retour.
- Un autre fil d’alimentation longera le mur des fossés pour alimenter le moteur du funiculaire et viendra se réunir à ceux des autres lignes à construire à la place Zecca.
- Ligne aérienne.
- En ce qui concerne la ligne, la maison Siemens et Halske a pris toutes les mesures nécessaires pour assurer un isolement parfait de la ligne et des moteurs.
- Les consoles en fonte sont fixées aux murs par une plaque circulaire et quatre boulons. Chaque console peut résister à un effort de 1600 kilogrammes et a en même temps une forme des plus élégantes.
- Comme le montrent les figures 7 et 8, la tige qui supporte l’isolateur est fixée à la console et en est isolée par deux cônes de bois, imprégnés et
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- enduits de goudron et serrés ensemble par la partie médiane de la console et le boulon b.
- Ce système soutient un isolateur de porcelaine formant cloche à double champignon, qui supporte les fils transversalement.
- En outre la cloche supérieure et la gouttière d empêchent l’eau de former une couche sur l’isolateur, ce qui pourrait être une cause de déperdition de courant.
- Dans les endroits où l’on ne peut placer une
- Fig-. 7 et 8. — Isolateurs.
- console de fonte analogue à celle de la figure 7 on emploie un support de constitution analogue (fig'8)'
- (A suivre).
- Moteurs Testa alimentés par des circuits alternatifs à double fil à simple phase (').
- Quand on a suivi les travaux de M. Tesla sur les moteurs alternatifs, on se rappelle qu’en 1888 il a le premier appelé l’attention sur son système polyphasé pour l’alimentation des moteurs à courant alternatif, dans un mémoire présenté à l’Institut américain des Ingénieursélectriciens, mémoire où il établissait les principes qui ont été depuis appliqués pratiquement de diverses manières. On .se rappelle que dans son système chaque moteur contient deux ou plusieurs circuits actifs distincts parcourus par des courants alternatifs ayant chacun une phase différente de
- (') Electrical Engineer de New-York.
- façon que la résultante de leurs actions combinées produise une progression des pôles ou points d’effet magnétique maximum du moteur et entretienne ainsi la rotation de l’armature.
- Un système polyphasé de cette espèce exige cependant au moins trois fils pour fonctionner avantageusement et transmettre les courants de phase différente, et M. Tesla s’est d’abord préoccupé des moyens d’alimenter des moteurs avec un courant alternatif de phase unique, en créant localement la différence de phase. Les divers procédés au moyen desquels ceci peut se faire sont décrits dans deux brevets qui viennent d’être délivrés à M. Tesla et ont par conséquent un intérêt d’actualité.
- Dans tous les procédés qui vont être exposés,
- l’idée fondamentale est de faire passer un courant alternatif simple dans les deux circuits actifs du moteur et dê retarder la phase du courant de l’un des circuits sur l’autre, la distribution du courant entre les deux circuits se faisant par induction ou par dérivation.
- Le diagramme figure 1 représente un moteur à deux circuits actifs G et D. L’un d’eux, G, est relié directement au circuit de ligne tandis que l'autre, D, est relié au circuit secondaire d’un transformateur T. Le circuit primaire de ce transformateur est relié au circuit de ligne. Les alternances du courant de ligne tendent à établir à leur passage au travers des enroulements G une polarité opposée à celle des enroulements D et si le courant dans les deux sortes d’enroulements coïncidait comme phase, aucun effet tournant ne serait produit. Mais le courant secondaire développé dans l’enroulement P' du transformateur retarde sur le courant primaire
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- et le retard peut être augmenté jusqu’à obtenir pratiquement le même résultat qu’avec deux courants indépendants alimentant le moteur.
- Sous une autre forme (fig. 2), la disposition est semblable à celle de la figure 6, sauf qu’une self-induction S est introduite dans l’un des circuits actifs du moteur. Elle a pour effet d’accroître la self-induction de l’un des circuits et de retarder la phase du courant qui le traverse et d’assurer ainsi la différence de phase nécessaire pour produire la rotation du moteur.
- La figure 3 représente schématiquement un type de moteur où deux résistances inertes, R et R', sont insérées respectivement dans les enroulements du moteur. Aucun effet rotatoire n’est produittant que les résistances sont égales ; mais en changeant la résistance de l’un des circuits, le retard du courant dans ce circuit change
- Fig. 3 et 4.
- et produit un effet correspondant. Par exemple, une diminution de la résistance d’un circuit fait tourner le moteur dans un sens, tandis que la diminution de la résistance de l’autre circuit produirait le mouvement en sens contraire. Au moyen des deux résistances qu’on peut varier ou enlever des circuits, on peut par conséquent assurer le fonctionnement du moteur.
- Sur la figure 4 une self-induction S est comprise dans l’un des circuits et une résistance inerte R dans l’autre. La self-induction ajoutée dans l’un des circuits augmente le retard de phase du courant dans ce circuit par rapport au courant de ligne non retardé dans l’autre circuit. D’un autre côté, l'introduction de’ la résistance inerte dans l’autre circuit y réduit le retard et remet la phase du courant plus près de celle du courant initial, augmentant ainsi la différence correspondante de phase dans les circuits G et D.
- Sur la figure 5 deux self-inductions sont figu-
- rées; l’une plus petite que l’autre, de façon que le retard soit moindre d’un côté que de l’autre.
- Sur la figure 6 les deux circuits du moteur sont branchés en dérivation sur le circuit de ligne et l’un d’eux contient une résistance R. Si les deux circuits ont même valeur de self-induction, le passage du courant ne produira aucun effet rotatif; mais si l’un des circuits, comme C, est modifié par l’introduction d’une résistance inerte R, la self-induction de cette dérivation est réduite et la phase du courant retardée à un moindre degré. Le retard relatif de phase du courant dans les deux circuits du moteur est ainsi produit et assure le mouvement du moteur.
- Enfin on a à mentionner un autre type où l’un des enroulements est en fil plus fin que l’autre et a un plus grand nombre de spires ; ou bien tous
- Fig 5 et 6.
- deux ayant le même nombre de spires, l’un étant par exemple de cuivre, et l’autre de maillechort.
- M. Tesla a imaginé encore d’autres procédés pour arriver au même but, mais ceux décrits donnent une idée suffisante de la remarquable souplesse du système. E. R.
- Electrodes d’accumulateur Raab et Bastians.
- La section de ces électrodes est représentée par la figure 1. Des tiges de plomb rainées c occupent l’axe des tubes b à fentes longitudi-
- Fig. 1
- nales a. Cette disposition a pour but de conserver à l’intérieur de l’électrode les oxydes qui tombent au courant de la formation rapide des
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- éléments. La masse active augmente ainsi jusqu’à une limite déterminée.
- Accumulateur Clubbe et Southey (1893). L’objet de cette invention est d’empècher de détruire les plaques négatives par les charge-
- Fig. 1
- ments et décharges trop rapides de la piles. A cet effet, on supprime le cadre qui renferme
- ordinairement la matière active, laquelle peut s’en détacher et provoquer, par; son attaque de l’électrolyte, des actions locales, et l’on remplace ces cadres par des auges non conductrices horizontales E, dans lesquelles plongent, au milieu de la matière active, peroxyde de plomb A, des bandes métalliques B. L’élément positif G est constitué par une plaque de plomb spongieux, à pôle F, supportée sur A par des tasseaux d’ébonite.
- Électrolyse du chlorure de sodium Cutten (1891-1893).
- Cet appareil est un perfectionnement de celui décrit à la page 125 de notre numéro du 22 avril i8g3. L’électrolyseur, analogue à celui représenté en figure 4 (pi 125), se charge de sel par une trémie autoclave m. La dissolution concentrée se renouvelle par K', et le liquide affaibli à l’anode C passe, du réservoir N, dont le niveau affleure celui de J, à la pompe p qui le refoule
- Fig-, 1. — Electrolyse du chlorure de sodium Cutten.
- au réservoir Q, d’ou il passe au saturateur Q', à travers des masses de sel, pour se rendre enfin au bac à flotteur K'. La circulation est ainsi continue, et réglée à volonté par le flotteur n ; la dissolution concentrée de soude s’évacue par /, et le chlore est aspiré de E par une pompe S. On espère éviter ainsi la combinaison d’une
- partie du chlore avec la soude sous forme d’oxychlorure de soude. G. R.
- Voltmètre Armen (1893).
- La principale caractéristique de ce voltmètre est que sa graduation n’est pas tracée sur un arc
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- de cercle décrit du centre f de son pivot, mais sur une courbe E, telle que ses divisions soient égales d’un bout à l’autre de l'échelle. L’armature K, équilibrée, partiellement en k, passe dans une bobine verticale plate G, qui permet de donner
- Fig-, i et 2. — Voltmètre Armen.
- à l’ensemble de l’appareil une forme qui le rende facile à fixer le long d’un mur.
- G. R.
- Protection des trains sur voie unique, par M. M. Mène.
- M. Mène, contrôleur du télégraphe aux che-: mins de fer de l’Ouest, a présenté à cette Compagnie un projet d’appareil pour assurer la sécurité des trains sur les lignes à voie unique.
- Cet appareil a pour but :
- r D’éviter toute collision entre trains marchant en sens inverse, tout en permettant-comme sur la double voie la circulation la plus facile, pour les trains marchant dans le même sens :
- 2° D’annoncer aux gares et d’indiquer d’une façon permanente l’expédition d’un train et le sens de sa marche;
- d° De permettre la circulation des trains express;
- 4U De ne pas compromettre la sécurité, l’appareil venant à manquer.
- A cet effet les lignes à voie unique sont munies aux deux extrémités de chaque section de voie unique de signaux absolus normalement fermés, enclenchés par l’appareil ; ils ne doivent s’ouvrir que pour le passage des trains et doivent être refermés immédiatement après.
- L’appareil se compose de deux parties distinctes, Vindicateur et la serrure, reliées entre elles par des communications électriques et entre chaque gare par deux fils de ligne et la terre. Mais dans la pratique un fil de ligne et
- ?
- Montant iiii* freupû \ / Dese «nxtaJtt <$t tupù {vit* \ /
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- Fig. 1
- les pièces dépendantes peuvent être supprimés.
- L’indicateur (fig. i) se compose d’une boîte en bois présentant à la partie supérieure un cadran portant deux aiguilles inclinées a1eta.i qui
- Fig. s
- peuvent changer le sens de leur inclinaison pour indiquer les mots libre et occupée ; ces aiguilles indiquent les trains montants et les trains descendants. A la partie inférieure existent trois boutons, D, O, A (départ, occupation. arrivée).
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- La serrure (fig. 2) se compose d’une boîte de fonte portant sur la face supérieure une manivelle pouvant tourner dans le sens indiqué par la flèche et pouvant entrer dans des crans d’arrêt pratiqués dans la boîte. Un petit guichet vitré permet de lire sur un disque intérieur les numéros qui s’y présentent. Sur deux des côtés parallèles sortent les deux extrémités d’un pêne. L’une est munie d’une poignée permettant de la tirer et l’autre sert à enclencher le levier du signal absolu fermé. Sur un des autres côtés se trouve un bouton T.
- Manœuvre et fonctionnement. — Ex. : Train expédié de la gare I vers la gare II, soit un seul train ou soient plusieurs trains (x), se suivant à des intervalles assez rapprochés ne permettant pas aux trains expédiés sur la section d’être arrivés à la gare II.
- La gare I appuiera simultanément sur les boutons O et D de l’indicateur. En appuyant sur le bouton O, les appareils seront occupés et toutes manœuvres faites à la gare II ne feraient aucun effet. En appuyant sur le bouton D, l’aiguille a2 de l’indicateur de la gare II s’inclinera pour indiquer le mot occupé et une sonnerie fonctionnera pour annoncer à cette gare l’expédition d’un train. Un courant est retourné à la gare I et il fera déclencher le pêne de la serrure, qui sera tiré pour ouvrir le signal absolu.
- Après le passage du train, le signal absolu étant refermé, le pêne ressortira pour l’enclencher de nouveau et le sera lui-même; l’aiguille a, de la gare I s’inclinera à son tour, indiquant le mot occupé.
- Les appareils resteront en cet état jusqu’à l’arrivée du tr.ain à la gare II.
- Mais si à la gare I on a un autre train à expédier avant que le premier ne soit arrivé à la gare II, on placera la manivelle de la serrure dans un cran en avant; le numéro 2 se présentera devant le guichet, le pêne de la serrure sera déclenché mécaniquement et permettra l’ouverture du signal absolu. La manivelle ne pourra être remise dans sa position première, étant enclenchée dans sa nouvelle position.
- Pour les autres trains, la manœuvre sera la même;à chaque train la manivelle sera avancée
- (') Quatre trains ont été pris pour base, comme nombre de trains appelés à pouvoir circuler dans la même section.
- d’un cran et un numéro d’une unité de plus se présentera au guichet.
- Lorsque le premier train sera arrivé à la gare II, à cette gare, après avoir fermé lç signal avancé pour protéger le train en arrière (manœuvre indispensable), on appuiera sur le bouton A de l’indicateur; les aiguilles a2 de la gare II et a1 de la gare I changeront de sens et indiqueront le mot libre.
- Si un seul train a été expédié, les appareils seront de nouveau en état de fonctionner soit d’un côté soit de l’autre. Mais si plusieurs trains occupent la section à la gare I, on appuiera sur le bouton T de la sefrure; l’aiguille a2 de la gare II s’inclinera de nouveau pour indiquer le mot occupé et la sonnerie fonctionnera. Le courant qui sera retourné servira à déclencher la manivelle de la serrure de la gare I, laquelle sera reculée d’un cran en arrière; un numéro d’une unité de moins se présentera au guichet, et l’aiguille a j de cette gare s’inclinera pour indiquer le mot occupé. La manivelle ne pourra être reculée que d’un cran à la fois.
- Cette manœuvre sera répétée autant de fois qu’il y aura eu de trains expédiés; à chaque fois la manivelle sera reculée d’un cran et un numéro d’une unité de moins se présentera au guichet.
- La gare II ne pourra se servir des appareils lui permettant d’ouvrir son signal absolu que lorsque les appareils seront revenus à leur état normal, c’est-à-dire que le numéro zéro sera devant le guichet et que les aiguilles indiqueront le mot libre. Toutes manœuvres que cette gare tenterait seraient nulles et le signal absolu ne pourrait être ouvert.
- Cet appareil offre les garanties suivantes :
- i° Impossibilité d’ouvrir un signal absolu sans se servir des appareils;
- 20 Impossibilité d’ouvrir en même temps les signaux absolus des deux extrémités d’une section ;
- 3° Assurance en ouvrant le signal absolu qu’il n’y a et ne pourra y avoir des trains expédiés en sens inverse.
- 3° Impossibilité pour une gare de supprimer une annonce faite par elle;
- 5° Impossibilité de profiter d’un dérangement des appareils pour ouvrir un des signaux absolus.
- Cet appareil est complété par une disposition de signaux et d’enclenchement mécanique des
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- leviers de ces signaux, ce qui permet d’exécuter les manœuvres dans les gares en toute sécurité et sans gêner la circulation des trains.
- REVUE DES TRAVAUX
- RÉCENTS EN ÉLECTRICITÉ
- SOCIÉTÉ FRANÇAISE DE PHYSIQUE Séance du 19 janvier 1894.
- M. Hurmuzescu, présentant quelques appareils d’électricité statique construits avec un nouveau diélectrique, nommé diéleclrine, s’exprime en ces termes :
- « Ces appareils sont intéressants surtout par le diélectrique employé; ceux que nous avons pu réaliser démontrent suffisamment les remarquables propriétés d’isolation électrique, et celles non moins appréciables de pouvoir bien se travailler au tour et à la lime, de manière qu’on peut obtenir toute espèce de pièce pour les différentes applications que nous pensons lui donner.
- « Notre intention était de vous montrer des machines électrostatiques pourvues de cette substance, mais le temps nous a manqué. On verra tout cela à la prochaine exposition de la Société de Physique.
- « La diélectrine isole mieux que le soufre et la paraffine, puisque, tandis que d’un côté la paraffine se ramollit à une très basse température et que dans ce cas les poussières adhèrent à sa surface, d’un autre côté le soufre est un peu hy-groscopique, et puis il est très cassant et se travaille très mal au tour.
- « Avec beaucoup de précaution, on peut le tourner, mais il suffit de réchauffement provenant du toucher pour le faire casser.
- « L’isolant que je vous présente est formé de soufre et de paraffine et il réunit les qualités de ces deux corps sans avoir leurs défauts.
- « Il se travaille très bien et acquiert un beau poli ; témoin ces plateaux d’électrophore.
- «Les deux électrophores que j’ai ici sont du môme modèle. Nous allons en donner la description. Le gâteau dé diélectrine est emprisonné
- dans un cylindre métallique de 20 centimètres de diamètre sur 2,5 de hauteur; le tout étant tourné, la surface du gâteau est bien plane.
- « On a laissé dépasser le gâteau tout autour de o,5 cm. ; la charge du disque porteur se fait par une pointe métallique fixée au milieu et soudée à l’enceinte qui emprisonne la diélectrine, de manière que le gâteau est très solidement encastré et qu’il ne peut pas se déranger par le transport.
- « Le disque porteur est en aluminium, d’un diamètre plus petit que le gâteau, bien plat, afin qu’il s’applique tout à fait sur le gâteau. On le tient à la main par un manche également en diélectrine et de même tourné et bien poli ; mais pour qu’il ne soit pas sali, on le couvre d’une manière permanente avec un tube de
- Fig. 1
- verre, qui, tout en en étant solidaire, ne le touche que sur une petite portion de sa longueur et à son extrémité; tout le reste l’entoure sans le toucher, en laissant un intervalle de un ou deux millimètres (fig. 1).
- « Cet électrophore a l’immense avantage de fonctionner par les temps les plus humides; il suffit de le toucher à peine avec une peau de chat ou avec un morceau de drap pour obtenir des étincelles de plus de deux centimètres, et, une fois chargé, on peut le garder longtemps dans cet état.
- « Il serait d’un usage très avantageux pour les analyses eudiométriques.
- « Pour les manches, il serait absolument impossible d'employer le verre ou l’ébonite; ces derniers fonctionnent comme des simples conducteurs pour des charges sous de tels potentiels. Surtout dans ce cas on voit très bien la fuite, puisqu’on est en présence d'un cas tout différent d’une machine électrostatique qui fournit continuellement.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- « Pour les électroscopes, j’ai été forcé de renoncer à employer le verre pour tenir à l’abri les feuilles d’or ; puisque, comme je l’ai montré dans la précédente communication, lorsque l’on a dans le voisinage de l’électroscope des machines électrostatiques amorcées, le verre peut s’électriser par convection, et qu’alors les indications de l’électroscope n’ont plus aucune valeur.
- Fig. 2
- « J’ai donc pris une boîte métallique qui tient le support en diélectrine, celui-ci contient le conducteur avec les feuilles d’or (fig. 2).
- « Pour voir l’écartement des feuilles, on découpe dans la boîte métallique deux cercles sur les deux faces en regard et perpendiculaires au déplacement des feuilles d’or, et on les remplace par deux verres rouges, afin que, lorsqu’on veut projeter dans les cours de physique les feuilles d’or de l’électroscope, on n’ait pas
- Fig. 3
- à craindre les déperditions dues à l’éclairage, (voir expériences de M. Branly).
- « Ces électroscopes sont très sensibles; il suffit de toucher le bouton métallique avec du drap pour les charger; ils restent chargés très longtemps, plusieurs semaines et même des mois,
- « Les feuilles d’or ont une longueur plus petite que la moitié de la largeur de la boîte, de sorte que, au même maximum d’écartement, elles ne touchent pas les parois delà boîte métallique
- et ne se collent pas sur ces parois, ce qui évite de les déchirer.
- « Maintenant quelques mots encore sur cet isolant et sur d’au très applications que nous pouvons lui donner.
- « Au commencement, nous avons eu à lutter avec une difficulté ; c’était le retrait. Maintenant, grâce aune installation spéciale que M. V. Cha-baud a bien voulu faire, nous pouvons obtenir de bons moulages, et puis nous sommes en état d e donner à l’isolant une forte consistance et des teintes différentes, sans pour cela nuire à ses propriétés électriques.
- « Comme vous le voyez par ces échantillons, on peut le percer, faire des bagues, des tubes, toute espèce de supports (fig. 3) ; on peut même tracer un pas de vis dessus.
- « Nous croyons qu’on pourra l’employer pour la bonne isolation des machines dynamo-électriques, et aussi pour faire des coupe-circuits, surtout pour les endroits humides, comme les caves, où la porcelaine se couvre d’eau; pour les supports d’accumulateurs, etc. »
- M. Abraham signale à nouveau une cause d’erreur dans la mesure des coefficients d’induction par les procédés qui nécessitent l’emploi d’un commutateur tournant.
- Si l’induction propre L du circuit induit est
- un peu grande, sa constante de temps peut
- être comparable à la période du commutateur; alors on ne recueille plus la totalité du courant induit dont la durée serait supérieure à celle des contacts et le coefficient d’induction trouvé est trop faible. On se met à l’abri de cette cause d’erreur en augmentant suffisamment la résistance de l'induit.
- C’est ainsi que deux soiénoïdes de même axe (résistances 109 ohms et 5q ohms), possédant un noyau de fer doux, semblaient avoir deux coefficients d'induction mutuelle nettement différents selon que l'on prenait l'un ou l'autre d'entre eux comme induit :
- 1 liunry _ -, n liemy
- Mlt =0, 543, Mj =0, 568;
- mais en ajoutant 200 ohms à l’induit, on trouve des valeurs identiques :
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- Au surplus, si l'on admet que l'énergie fournie par les piles se retrouve tout entière sous forme d’échauffemenl des conducteurs ou d’énergie électro-cinétique des circuits, le principe de la conservation de l’énergie indique que le coefficient d’induction du premier circuit sur le second ne saurait être différent du coefficient d’induction du second sur le premier.
- L’auteur a vérifié cette réciprocité dans un certain nombre de cas.
- M. Curie pense qu’il y aurait intérêt à introduire dans l’étude des phénomènes physiques les considérations sur la symétrie familières aux cristallographes. Un corps, par exemple, peut être animé d’une certaine vitesse linéaire ou d’une vitesse de rotation ; il peut être comprimé ou tordu, il peut être placé dans un champ électrique ou dans un champ magnétique, il peut être traversé par un rayon de lumière naturelle ou polarisée, rectilignement ou circulaire-ment, etc.; dans chaque cas une certaine dissymétrie caractéristique est nécessaire en chaque point du corps.
- Les physiciens négligent généralement de définir la symétrie dans un phénomène, parce qu’assez souvent les conditions de symétrie sont extrêmement simples et presque évidentes a priori.
- Ün faciliterait cependant l’étude de l’électricité en énonçant, dès le début, la symétrie caractéristique d’un champ électrique et d’un champ magnétique.
- Au point de vue des idées générales la notion de symétrie caractéristique d’un phénomène peut être rapprochée de la notion de dimension caractéristique de la grandeur définissant l’intensité de ce phénomène.
- M. Curie donne le tableau complet de toutes les familles de groupes d’éléments de symétrie autour d’un point.
- On doit considérer parmi ccs éléments les axes de symétrie, les centres de symétrie, les plans de symétrie rotatoire directs ou alternés.
- Un groupe d’éléments de symétrie contient parfois parmi ses transformations symétriques toutes les transformations indiquées par un autre groupe plus simple, le second groupe est alors un intergroupe du premier.
- Il y a intérêt à considérer au point de vue des phénomènes physiques, les groupes contenant
- un axe d’isotropie : ces groupes sont au nombre de cinq.
- / (2) 2 L 00} co L
- Cylindre tordu.
- , . 2Lœ>, co Ls _ ( > p®, 00 p y c 1 (3) (Lco, /co) 00 P Tronc du cône. Champ magnétique.
- Ex : Cylindre, corps
- comprimé dans un sons, (4) (Lco, loc) „ POD ’
- 1 Cylindre tournant.
- \ Clmuip mngnétlque \
- L co , /oo désignent un axe d’isotropie et son inverse d’une autre espèce.
- 2 Lco désigne un axe d’isotropie doublé.
- Poe est un plan de symétrie normal à l’axe d’isotropie.
- P2, Pj des plans de symétrie passant par l’axe d’isotropie.
- Lo des axes binaires normaux à l'axe d’isotropie.
- Les groupes (2), (3), (4) sont des intergroupes de (1). Le groupe (5) est un intergroupe des quatre premiers.
- La symétrie caractéristique d’un phénomène est seulement la symétrie maxima compatible avec l’existence du phénomène.
- Aussi lorsque l’on combine deux phénomènes de symétrie donnée, ce sont les dissymétries qui s’ajoutent. Un phénomène est possible dans un milieu possédant la symétrie d'un des intergroupes de sa symétrie caractéristique.
- M. Curie donne diverses applications de ce qui précède :
- Un champ électrique et un champ magné_ tique qui se superposent avec même direction donnent un milieu possédant la dissymétrie nécessaire au phénomène de la polarisation rotatoire des corps actifs. Dans un pareil milieu on peut aussi observer des effets de torsion (expériences de Wiedemann).
- En tordant un fil dans un champ magnétique on peut l’aimanter, etc.
- On peut encore montrer comment le phénomène de Hall est compatible avec ces notions de symétrie et se rendre compte des conditions nécessaires pour la production des phénomènes pyro-électriques et piézo-électriques.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- Les considérations sur la symétrie permettent de prévoir que la réalisation de certains phénomènes que l’on pourrait imaginer est impossible ; elles conduisent au contraire à rechercher d’autres phénomènes, mais sans donner de notions absolument précises sur leur nature et sans faire prévoir leur ordre de grandeur. A. R.
- Électrolyse par courants alternatifs, par J. Hopkinson, E. Wilson et F. Lydall (').
- Lorsqu’on fait passer un courant alternatif dans un électrolyte et que l’on mesure à certains intervalles de la phase l'intensité de courant et la différence de potentiel, on s’attend, en admettant que l’action électrolytique soit parfaitement réversible, à trouver la valeur maxima delà différence de potentiel au moment où le courant est nul, c’est-à-dire lorsque la quantité totale d’électricité est?également maxi-
- Fig. J.
- ma. L’objet des expériences commencées par les auteurs en juin 1892 était d’examiner s’il en est ainsi, et, dans le cas contraire, de déterminer la quantité d’énergie dissipée dans différentes conditions.
- Le travail absorbé par le voltamètre en un temps court quelconque est le produit de la quantité d’électricité ayant passé pendant cet intervalle par l’électrolyte. Traçons une courbe ayant pour ordonnées les coulombs et pour abcisses les volts à des instants correspondants : l’aire de cette courbe représente le travail absorbé par cycle.
- On sait que lorsqu’un courant passe dans un électrolyte, la différence de potentiel atteint rapidement une certaine valeur maxima qu’elle conserve. Avec un courant alternatif nous devons supposer qu’à mesure que le nombre de (*)
- (*) Proc, of the Royal Society, t. IV, p. 407.
- coulombs croît dans chaque demi-période, la différence de potentiel croît également jusqu’à atteindre la valeur donnée par un courant continu, et qu’à partir de ce moment la courbe du potentiel en fonction du temps présente une partie aplatie. Les auteurs ont pensé que du
- Fig. 2
- nombre de coulombs requis par unité de surface pour porter la différence de potentiel à sa valeur limite, ils pourraient déduire l’ordre de grandeur de l’épaisseur de la couche d’ions qui suffit à donner à la surface de l’électrode le
- Fig. ?
- caractère chimique de l’ion et non celui de la substance de l’électrode.
- Electrodes de platine.
- I. En premier lieu, il a été fait usage de deux voltamètres à électrodes de platine, prêtées par
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- /OURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
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- MM. Johnson et Matthey. Les électrodes présentent chacune une surface de i5o centimètres carrés et sont distantes de o,3 cm.
- Le dos de ces plaques n’est pas en contact avec le liquide; il est protégé par un revêtement de bois verni. La solution employée est formée de 100 volumes d’eau et de 5 volumes d’acide sulfurique.
- La figure 1 donne un diagramme du montage employé : A et B sont les bornes d’un alternateur Siemens W., 12 C, C, représentent les deux voltamètres en série avec une résistance non-inductive D E. A l’aide d’un commutateur bi-po-laire F on peut placer un électromètre Kelvin Q soit aux bornes des voltamètres, soit aux bornes de la résistance DE par l’intermédiaire d’un commutateur tournant (J) K fixé sur l’arbre de l’alternateur. Enfin, entre les bornes de l’élec-tromètre est placé un condensateur d’environ 1 microfarad.
- Les courbes A, dans les figures 2, 3, 4, donnent les différences de potentiel observées à différents moments de la phase aux bornes des voltamètres.
- Les courbes B donnent la différence de poten -TABLEAU I
- 0
- S Voltage Intensité Quantité Aire do la
- 1 maximum des du courant maximum un coulomb» courbe en centimètres i
- [K voltumètrOR ampèros carris (l) c
- «
- Fig. 2 IOO 2,7 43,3 o,o65 f-3,8 23
- Fig. 3 — 2,4 17,4 0,027 9.0 24
- — 2,38 10,0 0,0164 — 34
- — 1,93 3, 7 0,0088 — —
- — 1,61 2,9 0,0048 — 32
- Fig.4 1,3 2,06 o,oo3 o,6 43
- (*) l centimètre carré représente i/2 voit X 10—2 coulomb.
- tiel entre D et E, ou l’intensité de courant en fonction du temps. L’aire de cette courbe B jusqu’en un point donné, plus une constante, est proportionnelle à la quantité d’électricité correspondant à ce point. La courbe G est l’intégrale de la courbe B.
- Les trois courbes 1, 2 et 3 de la figure 5, sont tracées à l’aide des données tirées des figures 2, 3 et 4; elles montrent la variation cyclique du
- (*) Décrit dans Proc. Roy. Society, t. LUI, p. 357.
- voltage en fonction de la quantité d’électricité en coulombs.
- L’aire de chaque courbe (voir le tableau I) est une mesure de l’énergie dissipée par cycle, et puisque dans ce cas il ne peut y avoir d’accumulation d’énergie récupérable à la fin du cycle, il suit que la différence totale entre l’énergie dépensée pendant une partie de la durée et celle récupérée pendant l’autre partie est dissipée. Pour examiner ce que serait le rendement de ces voltamètres employés comme condensateurs, on a déterminé l’aire ABC (courbe 1, fig. 5) qui donne l’énergie totale fournie à l’élément, tandis que l’aire DBC indique la quantité d’énergie récupérée ; le rapport de ces aires donne donc le rendement.
- II. Dans la série d’expériences suivante, on
- Fig. 4
- a fait varier la fréquence, en même temps que le courant; et pour tenir .compte des pertes de potentiel à l’intérieur de l’élément, on a séparé
- TABLEAU II
- Fréquence Quantité muxima (coulombs) Intensité maxitna (ampères) Voltage maximum
- IOO 0,090 58,6 i,83
- 19,7 0,082 11,2 1,57
- 20,5 0,034 7,1 i,3g
- Fig. 6 142,4 0,071 65,4 1,77
- Fig. 7 2,4 0, 120 ',9 1,37
- les deux électrodes par une couche de 0,6 cm. d’épaisseur, afin de pouvoir introduire entre elles une électrode auxiliaire formée d’un fil de
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- platine scellé dans un tube de verre. La solution avait la même composition que précédemment.
- Le montage était analogue à celui de la figure i, mais, au lieu d’observer la différence de potentiel entre les deux lames de platine, on a déterminé les valeurs de la différence de potentiel entre une lame et l’électrode exploratrice.
- Le tableau II indique les conditions et les résultats de ces expériences, et deux séries sont reproduites dans les figures 6 et 7, dont les courbes donnent les différences de potentiel entre une lame et l’explorateur. Cette courbe A! présente cette particularité que les ordonnées en des points correspondants des deux demi-
- Fig. 5
- périodes ne sont pas égales entre elles, comme c’était le cas pour la courbe A donnant la différence de potentiel entre les deux lames.
- La courbe A1 donne, à chaque instant, le potentiel nécessité par le dégagement du gaz à la surface de la lame, plus la chute de potentiel due à la résistance de l’électrolyte lui-même. Pour séparer ces quantités, des expériences ont été faites sur la résistance de l’électrolyte pour des courants d’intensité et de fréquence variables. A cet effet, les lames furent écartées d’environ 5 centimètres, et on introduisit entre les lames deux électrodes d’exploration séparées, de 4,3 cm. Quelques difficultés se présentaient par suite du dégagement plus ou moins rapide, selon les cas, des gaz.
- Les auteurs estiment toutefois que la résistance d’une couche d’électrolyte d’une épaisseur égale à la distance entre une électrode auxiliaire et la lame (0,4 cm.), et d’une section égale à la surface immergée de la lame, dans les figures 6 et 7, était d’environ o,oo56 ohm.
- Dans la figure 6, la courbe A2 est le résultat de la correction apportée à la courbe A, pour tenir compte de la chute de potentiel dans la résistance de l’électrolyte; cette courbe donne donc la différence de potentiel nécessaire à la décomposition du liquide, en fonction du temps. La courbe B donne le courant en ampères en fonction du temps, tandis que G représente l’intégrale de B et donne la quantité en coulombs.
- "1MWI
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- Fig. 3
- Avec cette fréquence et cette intensité de courant, l’énergie dissipée dans la résistance de l’électrolyte forme une notable proportion de l’énergie totale dissipée; 40 0/0 seulement de l'énergie totale sont absorbés dans le dégagement de l’oxygène et de l’hydrogène aux lames, à cette fréquence relativement élevée. Le contraire a lieu pour le cas de la figure 7, où la fréquence est plus basse, comme on le verra plus loin.
- En observant le sens de la déviation de l’élec-tromètre pour une position donnée d’un élément Clark relié à ses bornes, on a pu, pour chaque demi-période des courbes des figures 6 et 7, indiquer la nature du gaz dégagé à la lame.
- Les abscisses des courbes 1 et 2 (fig. 8) ont été empruntées aux courbes At et A2 de la figure 6, les ordonnées étant données pour des
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- époques correspondantes par la courbe intégrale G.
- La courbé 1 (fig. 8; montre la variation cyclique de potentiel entre l’électrode auxiliaire et la lame de platine, en fonction des coulombs. La courbe 2 donne la variation cyclique du potentiel absorbé dans la décomposition. L'oxygène commence à se diriger vers la lame au point A, où la quantité est maxima et où le courant change de sens. Mais l’oxygène se dégage sur une lame à hydrogène, et la force électromotrice est dans le sens du courant; le travail accompli sur la lame est négatif. Cet état de choses se prolonge jusqu’au point B (courbe 2), à partir duquel la nature de la lame est celle, d'une couche d’oxygène, et le travail devient positif; il en est ainsi jusqu’au point C. L’aire
- __BSS5*g*ggBiBSBB*8SSSiB8Sil
- BKBBBBBBBBPaflBBi'
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- SBMEaBUKSaBBBCaBBBEIir/BBE
- Bl'flBBBaKnaBBBBBrjBBrUBBB
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- BBBBBBBBBBBlBBKtttt'r^iT.SrZCBBl
- BBBBBBBflBBBBKâ^r^BBBBBBBl
- bbbbbbbübbbrbbbbbbbbbbbbI
- bbbbbbbbbb’jbbbbbbbbbbbbi
- BBBBBBBBBSSBBBBBBBBBBBBBi
- Fig. 7
- A E B donne le travail renvoyé par la lame pendant que l’oxygène se dégage sur une surface d’hydrogène. L’aire B C D donne le travail fourni à la lame, pendant que l’oxygène est dégagé sur une surface d’hydrogène. L’aire C D F, enfin, représente le travail rendu par la lame pendant le dégagement d’hydrogène sur une surface d’oxygène, et l’aire F A E, le travail absorbé pendant le dégagement d’hydrogène sur une surface d’hydrogène.
- Ces aires sont exprimées en centimètres carrés et indiquées dans le tableau III. L’aire embrassée par la courbe 2 (25,3 cm2) représente l’énergie totale dissipée par l’hystérésis électrolytique, tandis que l’aire de la courbe 1 (63,5 cm2) donne l'énergie totale dépensée dans l’élément. Les abscisses de la courbe 3 sont les différences des différences de potentiel des courbes 1 et 2, et les ordonnées représentent les
- coulombs. Dans la figure 8, 1 cm2 = ^ volt X io-2 coulomb.
- Dans la figure 7, la fréquence est de 2,4 périodes par seconde, cas ou la presque totalité de l'énergie dissipée dans l'élément est employée à la décomposition de l’électrolyte. La correction à apporter à la courbe Aj pour la chute de potentiel dans la résistance est si petite qu’elle peut presque être négligée. La courbe cyclique de la figure g est tracée à l’aide des courbes At et C, et son aire (146,7 cm2) représente l’énergie dissipée par cycle par l’hystérésis électrolyti-
- que. Les aires mesurées sur cette courbe son également données dans le tableau III. Dans la
- figure 9, 1 cm2 = ^ volt X io-2 coulomb.
- TABLEAU III
- Oxygèno Oxygène Hydrogène Hydrogène
- sur surface sur surfuco sur surface sur surface
- d'hydrogène d'oxygène d'oxygène d'hydrogène
- A E U B C lî PCD P A E
- Fig. 8 (courbe 2) 3,65 27,25 13,8 15,5
- Fig-. 9 07 00 111,3 17,2 58,4
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- La courbe des potentiels de la figure 7 ne présente pas une partie aplatie vers les potentiels élevés; il est possible que ce fait soit dû à la résistance des gaz dégagés.
- La conclusion générale des expériences est que environ un dixième de coulomb suffit à polariser complètement i5o centimètres carrés de surface de platine. Cette quantité dégagera 0,000 01 gr. d’hydrogène; 0,00000007 gr. d'hydrogène sert donc à polariser 1 centimètre carré de platine. 0,00000007 cm. est une grandeur
- Fig. 9
- comparable avec la distance entre les molécules d’hydrogène lorsque ce corps est comprimé à une densité comparable à celle des liquides (’)•
- A. H.
- Calcul des forces électromagnétiques suivant la théorie de Maxwell, par M. Vaschy.
- Dans une précédente note (2) à l’Académie, M. Vaschy a donné une expression générale de
- la force qui s’exerce sur l’unité de volume du milieu en un point quelconque de ce milieu.
- L’auteur vient de montrer dans une nouvelle note Q) que l’expression de cette force peut être considérablement simplifiée en se servant des deux relations fondamentales entre l’intensité électrique Fe et l’intensité magnétique F,rt d’un champ variable quelconque, relations qui, comme on le sait, servent à la théorie de la propagation des ébranlements électromagnétiques d’après Maxwell.
- Ces deux relations en introduisant les projections des forces Fc et F,„ sur trois axes rectangulaires de coordonnées se décomposent en six autres qui sont, XeYcZa désignant les projections de la force /., et X,nYm7m celle de la force/,,, :
- 3 Y, 3Z, 3Xm
- dz' dy — — Iv' dt
- 3 V„ 3Z„. ^ X
- 3s & ! = K Yt t h
- et les quatre analogues; K et K' étant les pouvoirs inducteurs électrique et magnétique du milieu et R sa résistance électrique spécifique.
- Les composantes de la force s’exerçant sur l’unité de volume sont de plus
- 1L = ?X -”“11 + K(Y„S- Z.,,)
- et les deux analogues. Les quantités p et p.* * p.v J/- (composantes des masses vectorielles) sont définies parles relations connues (2) :
- 4 Tip:
- 3KX , 3 K Y
- dx
- +
- -- +
- 4Jt p.:
- 3Y _ 3_Z 3s 3-V
- 3ICZ
- 3s
- M. Vaschy se place dans le cas particulier d’un milieu homogène ne contenant ni masses électriques ni masses magnétiques, on a alors 3K
- p = o et — = o de sorte que les composantes
- suivant ox de la force électrique et de la force magnétique sont respectivement, en remplaçant les composantes de g par leur valeur :
- (*) Lord Kelvin dit que dans (* tout liquide ordinaire » la distance moyenne entre les centres de molécules contiguës est, avec une très grande probabilité, moindre que 0,000 000 2 et supérieure à 0,000 000 001 cm.
- (*) La Lumière Electrique, n° 2, 1894, p. 95.
- KY, /3X. _ 3YA _ KZ, /3JZ, _ 3X,\ 4ir \ dy dx) 411; ^3„r 3z)
- (’) Comptes rendus, t. CXVII, 1892, p. io65. (2) La Lumière Electrique, t. XLIX, p. 137.
- 1
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- 293
- K' y„, /a x„ _ s y \ _ k'z. /a z. _ axm\ 4 n \ a a*/ 4 tc \ 3 .* as/
- La force résultante F s’exerçant sur l’unité de volume a donc pour composante suivant l’axe des*,en tenant compte des relations (j) :
- - sr [è (Y-Z-- Y-z-»+S >Y-Z. -Y-7-'}
- Posons maintenant:
- KK' = a*R =
- 4 7t ^
- ~\C'
- 47til\ = Y„ Z, - Y, Z,„, 41s wÿ = Z,„X, —Z, X„, 47iil'3=XmY, — X, Y„,
- étant les composantes d’un certain vecteur w.
- Nous aurons
- F
- +
- a ii’A ~sf)
- et les deux analogues.
- La force F par unité de volume en un point quelconque xyz s’exprime donc dans ce cas uniquement au moyen du vecteur w et il peut être regardé comme la résultante de deux forces :
- L’une proportionnelle à w et ayant même di-
- ,. , , . a? w
- rection que ce vecteur; sa valeur est ——.
- Elle n’existera que dans les conducteurs, 0 étant infiniment grand dans les isolants: c’est l’action du champ magnétique sur le courant.
- L’autre proportionnelle à la dérivée du même vecteur par rapport au temps et ayant encore la même direction que ce vecteur; sa valeur est , ?)v a~ Tl '
- Ce vecteur w qui a dans le cas actuel une si grande importance est, comme le montrent les expressions qui définissent ses composantes, perpendiculaire au plan des intensités électrique et magnétique du champ et égal au facteur 4 tc près à l’aire du parallélogramme construit sur ces deux forces.
- M. Vaschy s’est également préoccupé de vérifier expérimentalement l’expression de la force F. Cette vérification expérimentale qui présenterait naturellement un grand intérêt au point de vue théorique, paraît compliquée dans le cas général, c’est-à-dire celui où les deux termes existent, et qui est le cas des conduc-
- teurs. Dans le cas où 0 est infini, c’est-à-dire celui des diélectriques, si, au lieu de la force instantanée F, il s'agit de mesurer l’impulsion totale de cette force, c’est-à-dire la valeur de l’inté-
- dpendant
- le
- temps très court
- où le temps passe de l’état initial d’équilibre à un état final d’équilibre, on arrive au résultat très simple
- qu’il paraît plus facile de pouvoir vérifier expérimentalement.
- En particulier M. Vaschy considère le cas d’un parallélipipède rectangle de dimensions a p y, formé d’une substance diélectrique et dans lequel on aurait développé un champ électrique uiforme Fc parallèle à l’arête a d’un champ magnétique uniforme F„,d’intensité parallèle à p. Le
- vecteur initial ir0 sera alors égal à — Fe F„, et
- 471
- sera parallèle à l’arête y- Si l’on supprime brusquement l’un au moins des champs, on aura finalement — o, et l’impulsion totale imprimée au bloc pendant la période variable sera parallèle à l’arête y et égale au produit du volume a2
- 7. 6 y par— Ft. Fm.
- ‘ ' r 4 7t
- La formule précédente contient un seul paramètre - ou Î-— dépendant de la nature du a VKK'
- milieu. D’après la théorie ce coefficient est égal à la vitesse de propagation des ébranlements électromagnétiques dans te milieu considéré.
- F. G.
- Sur réloctro-aimant, par O. Frœlich (').
- II.
- Puisqu’il est légitime de comparer tes phénomènes que présente l’électro-aimant avec ceux du circuit électrique, il serait facile de tes traiter théoriquement, n'était la circonstance que la résistance magnétique n’est pas une grandeur constante, comme la résistance électrique, mais varie avec 1e nombre des lignes d’aimantation.
- Comme variable indépendante, on ne trouve
- (‘) La Lumière Électrique du 3 février 1894, p. a38.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- que l’intensité de courant magnétique, le nombre de lignes d’aimantation ou la densité de ces lignes. Car dans le circuit électrique les propriétés électriques d’un corps, de même que la résistance et la polarisation d’un voltamètre, ne dépendent également que de l’intensité de courant, et non de la force électromotrice de la pile ;
- TJcmArc. (Le lignas d-'aimetn^catiorv
- Fi£. 4
- l’intensité de courant est la grandeur qui agit directement à l’intérieur du corps: la force électromotrice ne peut agir qu’indirectement.
- Comme variables dépendantes, on peut considérer la chute de potentiel magnétique et la résistance magnétique.
- La forme la plus simple de la relation cherchée est la fonction linéaire ou, géométrique-
- Nombre cle lignes àL'cu.niuevCaitÀon
- Fig. 5
- ment, la ligne droite; cherchons donc si l’une des grandeurs considérées peut nous fournir une relation représentée par une droite.
- Représentons d’abord la chute de potentiel magnétique et la résistance magnétique en fonction du nombre de lignes d’aimantation. Les figures 4 et 5 donnent ces relations pour le fer forgé et la fonte, d’après Hopkinson.
- On voit que, tandis que la différence de potentiel et la résistance magnétiques croissent à l’infini, le nombre des lignes d’aimantation tend vers un maximum. Il ne peut donc être question ici d’une fonction linéaire.
- Nous cherchons maintenant à substituer comme variable indépendante au nombre de lignes d’aimantation une autre grandeur dépendant de ce nombre, mais donnant une fonction linéaire.
- Nous nous laisserons guider dans cette recherche par la remarque de Kennelly, qu’au-delà d’un certain point la résistance magnétique d’un circuit entièrement composé de fer est une fonction linéaire du nombre d’ampères-tours (fig. 6).
- Or, dans le cas considéré (circuit entièrement fermé) le nombre d’ampères-tours est proportionnel à la chute de potentiel magnétique; la
- Nombre cL'<amp,ères - tours
- Fi5- »
- proposition de Kennelly donne donc une relation entre la résistance magnétique et la chute de potentiel.
- Il s’ensuit également qu’il est avantageux d’introduire au lieu du nombre de lignes d’aimantation une grandeur que nous appellerons le degré de saturation défini par le rapport du nombre de lignes d’aimantation existantes à la différence entre ce nombre et le maximum possible. Ce facteur diffère de la « saturation » ordinaire représentée par le rapport des lignes existantes au maximum.
- Le degré de saturation a de commun avec le nombre d’ampères-tours, la résistance et la chute de potentiel magnétique la propriété de pouvoir croître à l'infini.
- Le degré de saturation est l’unité, lorsque la saturation est 1/2, et infiniment grand lorsque la saturation est égale à 1.
- Si l’on représente la chute de potentiel et la
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- .295
- résistance du fer forgé et de la fonte en fonction du degré de saturation \ (fig. 7 et 8), on trouve pour la chute de potentiel que la courbe ne peut être remplacée par une droite, pour les valeurs les plus fréquentes du degré de saturation.
- Au contraire, la résistance magnétique peut, abstraction faite d’une certaine période de début, être représentée par une droite. Pour le fer forgé, on peut employer ce mode de représenta-
- Z}egré de safttircUiort.
- Fig, 7
- donner des valeurs trop petites aux coefficients V et p'.
- Cette formule doit donc, d’après nous, être substituée à la loi de Kapp relative à la résistance magnétique, car cette loi ne concorde pas bien avec les observations.
- Remarquons encore que le début de la courbe peut également être exprimé par des formules à quatre coefficients.
- La formule (3) ne s’applique pas aux degrés de saturation faible; mais pour un électroaimant coupé par un entrefer dont la résistance aux faibles degrés de saturation est bien supérieure à celle du fer, la formule peut s’appliquer à toutes les saturations employées dans la pratique.
- Lorsque l’électro-aimant ne présente pas de fuites magnétiques et possède partout la même section, sa résistance magnétique U est donnée par :
- MI L , L, „ , L, „ K :0-4*TT = Q + Q V+qP0 k^K’
- tion à partir de X = o,2, ou de la saturation <7=0,17; pour la fonte à partir de X = o,5 et de <7 = o,33.
- Pour les calculs pratiques, nous pouvons donc admettre que la résistance magnétique du
- où L est la longueur de l’entrefer et celle du fer.
- En posant
- po
- et
- Ae saétzrctéùon.
- Fig. 8
- fer est une fonction linéaire du degré de saturation. Nous posons donc
- fol _ ^
- 1000 U = p° + p’ l —p” +p' —£—, (3)
- où u est la résistance magnétique du fer, k le nombre de lignes d’aimantation par centimètre carré, k' le maximum de ce nombre,
- . _ k A ~ k’ — k'
- le degré de saturation, p(\p', des coefficients. Le nombre 1000 est employé pour éviter de
- on a
- u = 0’4-¥ = P° + P'ïOT , M
- Cette expression est la loi pratique de l’électro-aimant.
- Cette loi s’applique tout d’abord à un électroaimant de section uniforme et sans fuites magnétiques; toutefois, l’équation pour des électroaimants de forme quelconque peut se réduire à la forme ci-dessus, comme nous le verrons plus loin sur un certain nombre d’exemples.
- Les coefficients que contient cette loi présentent des significations physiques : P° est la résistance initiale ou résistance morte de l’électro-aimant, P' est ce que nous appelons le degré d’accroissement, K' est le maximum des lignes d’aimantation. P° ne dépend presque que de l’entrefer, les deux autres coefficients ne dépendent que du fer, mais se rapportent à deux propriétés magnétiques différentes du fer.
- Si l’électro-aimant est composé d’un entrefer, d’une armature, d’un noyau, de pièces polaires,
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- d’une culasse (indices : o, 1, 2, 3, 4) et s’il présente des fuites magnétiques, l’expression de sa résistance est la suivante :
- MI * , *
- °>4 * ~îr — Ao + A
- OU
- K , , 4 K ' K, — K 1 + ! K, — K
- + As
- + Al K* - K»
- A — — 4- P,° C> iiî 4- P’° C* h-0 Q 1000 Q, *" 1000 Qi
- A _ Pt c> h.
- ' ~ 1000 Q, ’
- K -K'<
- K| ~ ~c7’
- p3° c3 L, pt° ct _L* 1000 Qs 1000 Q4
- . p3 c3 L,
- A*=-^ q? etc-
- K =
- * C„
- (5)
- K représente le nombre de lignes d’aimantation dans les noyaux, K'l5 K'2, etc., les maxima de ce nombre pour les différentes pièces, c,, c2, etc., les coefficients de dispersion (ou de fuite), PitPz-, etc.. P\iP\i etc., les coefficients magnétiques des différentes sortes de fer, L,L1; L2, etc., les longueurs correspondantes, Q, Qt, Q2, etc., les sections. De plus, les valeurs des coefficients sont celles trouvées par Hopkinson pour le fer
- et la fonte : For forgé Fonte
- p» = 0,250 “ 3,75
- p> = o,25o 11,2
- k' — 17700 14700
- Cette formule (5) peut être ramenée avec une exactitude suffisante pour les besoins de la pratique à la formule (4). Si l’on opère cette réduction en identifiant les deux formules pour les
- valeurs de K : o, ^ Kj, ^ Kx, on obtient pour les
- coefficients de la formule réduite :
- P‘ =
- P° — A0, m n
- 2 n — 3 m’
- K'=K, (1 — - 11 + 3W ),
- \ 22 n — gm/7
- /MI\
- m — 0,4 ’k J K, A,’ 2
- /MI\
- n — 0,4 n 3Ki-A0
- (6)
- et
- /M I\ /M I\
- 0’47t(irjK,’ 0,4 * VirjaK, .
- 2 4
- représentent les valeurs de ces grandeurs tirées de la formule (5) pour K = “ et K = •
- Pour le cas d’un électro-aimant non uniforme et avec fuites magnétiques, c’est-à-dire dont chaque partie possède un autre maximum des lignes d’aimantation, nous appelons K' le maximum apparent du nombre de lignes d’aimantation, tandis que P° et P' restent comme plus haut la résistance initiale ou le coefficient d’accroissement.
- Ces considérations donnent donc le procédé à employer pour calculer pour un électro-aimant quelconque les coefficients de notre formule abrégée (4), étant donnés les dimensions, les coefficients de dispersion et les constantes magnétiques.
- Réciproquement, on peut exprimer par cette formule toute caractéristique ou courbe d’aimantation obtenue expérimentalement.
- On choisit sur la caractéristique (ordonnées K, abscisses M 1) trois points équidistants par leurs abscisses et on en détermine les résistances magnétiques
- /TT MI \
- (u =0,4*-^].
- On calcule tout d’abord le facteur auxiliaire :
- IV-U 1 U2 — U,’
- ensuite les coefficients cherchés :
- K' —
- - K. + q K,
- U, - U(
- U3
- K.
- K,
- K»
- K' — K.
- K' - K, K' — K. K,
- K' - K.
- rw, M I
- p =0’4* K7-P K'-K,
- = etc.
- Les indices 1, 2, 3 se rapportent aux trois observations,
- On peut aussi calculer d’abord K!, représenter la résistance magnétique U en fonction du degré de saturation, tracer une droite moyenne et en tirer les constantes P° et P'.
- A. H.
- (A suivre)
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- FAITS DIVERS
- Nous apprenons que l’installation d’Epinay (transport électrique d’énergie à l’aide de courants alternatifs et transformation en courant continu) fonctionne depuis le 29 janvier et donne les résultats les plus satisfaisants. Nous espérons être prochainement à même de fournir à nos lecteurs les détails les plus circonstanciés sur cette intéressante installation.
- Voici le texte du projet de loi concernant les conditions d’établissement des conducteurs électriques destinés à la transmission de l’éclairage et au transport de la force, déposé sur le bureau de la Chambre des députés le 12 décembre dernier, par le ministre du Commerce et de l’Industrie.
- Exposé des motifs. — Le développement incessant des installations électriques et les dangers qu’elles peuvent présenter au point de vue de la sécurité des personnes ne pouvaient manquer d’attirer l’attention des pouvoirs publics.
- Déjà en 1888, c’est-à-dire dès l’époque où, grâce aux progrès accomplis, la question des applications de l’électricité industrielle est entrée largement dans le domaine de l’emploi pratique, un décret est intervenu à la date du j5 mai, à la suite des études prescrites par le ministre des Postes et des Télégraphes, pour régler les conditions d’établissement et la police de ces installations.
- Mais ce décret, dont les dispositions encore en vigueur n’ont jamais cessé d’être considérées comme provisoires, prescrivait, sur certains points, des règles d’une théorie trop précise pour qu’elles pussent se plier utilement aux solutions aussi variées qu’imprévues qui se sont présen* tées.
- On a pu constater, d’ailleurs, qu’au fur et à mesure que les applications de l’industrie électrique devenaient d'une pratique assez courante, l’expérience acquise suffisait d’une manière générale pour amener les industriels à adopter d’eux-mêmes toutes les mesures de préservation désirables dans l’intérêt de leurs établissements.
- La période, pour ainsi dire d’essai, qui s’est écoulée depuis la promulgation du décret de 1888, nous a paru avoir une durée suffisante et les constatations qu’elle a permis de faire nous ont semblé assez concluantes pour nous permettre de rechercher aujourd’hui quelles modifications, avantageuses à l’exploitation électrique elle-même, pouvaient être apportées à ce décret.
- Le soin de cette révision incombait tout naturellement à l’administration des postes et des télégraphes, qui avait pris l’initiative de la réglementation primitive et dont les intérêts sont d’ailleurs si étroitement liés au développement de l’industrie électrique.
- Une commission spéciale, composée de savants, d’industriels et des représentants de l’administration, a été constituée.
- Cette commission était composée des membres suivants :
- MM. de Selves, directeur général des postes et télégraphes, président ; Alphand, inspecteur général des ponts et chaussées, directeur des travaux de la ville de Paris, vice-président; Baron, directeur du matériel, delà construction et de l’exploitation électrique à la direction générale des postes et des télégraphes; Bertrand, président de la Chambre syndicale; Bezançon, chef de division à la préfecture de police; Cance, constructeur mécanicien électricien; Chabrol, conseiller d’Etat; Fribourg, inspecteur général des postes et des télégraphes; Lemon-nier, de la maison Sautter, Lemonnier et C°; Magne, directeur-ingénieur des postes et des télégraphes de la région de Paris; Potier, ingénieur en chef des mines, professeur à l’Ecole Polytechnique; Raymond, directeur-ingénieur de l’Ecole professionnelle supérieure des postes et des télégraphes; Romieu, maître des requêtes au Conseil d’Etat; Sartiaux, ingénieur en chef des ponts et chaussées, chef de l’exploitation de la Compagnie du chemin de fer du Nord; Thévenin, inspecteur-ingénieur des postes et télégraphes; Weissgerber, ingénieur en chef des ponts et chaussées.
- C’est le résultat succinct de ses travaux que nous avons l’honneur de vous soumettre dans la forme du projet de loi ci-annexé. La rédaction en est inspirée par l’esprit le plus libéral, le plus propre à favoriser le déve loppement rapide de cette branche si importante aujourd’hui de l’industrie nationale.
- Une des principales améliorations consiste dans la liberté entière laissée aux industriels pour les installations électriques à l’intérieur des propriétés privées. Pour les conducteurs placés sur les voies publiques ou dans leur voisinage immédiat, cette liberté est limitée par le droit supérieur de l’Etat d’assurer l’intérêt général par la sauvegarde des personnes et par la sécurité des transmissions télégraphiques ou téléphoniques.
- Un règlement spécial édictera les dispositions particulières qu’il convient de prendre à ce double point de vue des intérêts privés, à insérer dans un texte de loi une réglementation qui doit forcément se transformer en même temps que se modifieront les procédés de l’industrie électrique. Il est donc, à tous égards, préférable de laisser au gouvernement le soin de fixer les mesures d’exécution. Ce droit appartiendrait' au ministre du Commerce, de l’Industrie et des Colonies, qui déterminerait ces mesures sur la proposition du directeur général des postes et des télégraphes.
- L’étude des questions spéciales serait confiée à une commission centrale permanente dans laquelle entreront les représentante de l’industrie électrique.
- Une semblable procédure, indépendamment de l’unité de vues et de méthode qu’elle aura pour heureuse consé-
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- quence de créer, permettra de maintenir toujours les rè -glements en harmonie avec les progrès de la science et les nécessités nouvelles qui en résulteront. Elle répond à un vœu très pressant formulé dès 1888 par les diverses commissions qui ont été appelées à délibérer sur cette question, et notamment par celles qui ont étudié le projet de loi qui nous est soumis.
- Aux termes de l’article 4, les autorisations d’installation seront accordées par les préfets. Mais, avant de se prononcer sur les questions complexes que peut soulever l’emploi de l’électricité dans l’industrie, l’autorité préfec-orale prendra l’avis des services techniques et soumettra les demandes au ministre du Commerce, de l’Industrie et des Colonies, qui, éclairé par la commission centrale, pourra établir des règles uniformes de nature à concilier l’intérêt général et les intérêts locaux ou privés.
- L’article 5 dispense exceptionnellement de l’autorisation préfectorale les compagnies de chemin de fer déjà soumises au contrôle de l’Etat, et qui, par suite, ne peuvent agir que sous la surveillance et en vertu de permissions régulières directement accordées par le gouvernement.
- Mais cette exception faite aux règles de la procédure ordinaire laisse à l’état un droit absolu de contrôle sur les installations électriques des Compagnies. Ce contrôle s’exercera dans une forme concertée entre les départements intéressés des Travaux publics et du Commerce, de l’Industrie et des Colonies.
- Il est d’autant plus nécessaire, dans ce cas spécial, que les Compagnies restent soumises à toutes les obligations imposées aux établissements privés par les articles 6et7> et qui ont pour but d’assurer aux lignes télégraphiques et téléphoniques la protection que l’intérêt général commande.
- La loi s’est attachée, en toute circonstance, à établir le principe de Cette protection, en même temps qu'elle édictait des mesures pour éviter qu’aucune atteinte n’y soit portée
- Les pénalités inscrites à l’article 7 sont d’ailleurs identiques à celles que prévoit la législation télégraphique pour les cas analogues.
- Tel est le résumé du projet qui nous est soumis; conçu dans les vues les plus libérales, nous ne doutons pas qu’il ne soit reçu avec faveur par l’industrie électrique et nous espérons que vous voudrez bien lui donner votre haute approbation.
- Projet de loi. — Art. 1. — En dehors des voies publiques, les conducteurs électriques qui ne sont pas destinés à la transmission des signaux et de la parole et auxquels le décret-loi du 27 décembre 185ï n’est pas dès lors applicable, pourront être établis sans autorisation ni déclaration, sauf le cas prévu à l’article 2 ci-dessous.
- Art. 2. — Les conducteurs aériens ne pourront être établis dans une zone de 10 mètres en projection horizontale de chaque côté d’une ligne télégraphique ou téléphonique sans entente préalable avec l’administration des postes et des télégraphes. Le Ministre du Commerce, de
- l’Industrie et des Colonies, sur la proposition du directeur général, déterminera les mesures à prendre pour la protection des lignes.
- Art. 3. — Le ministre, sur le proposition du directeur général détermine également les modifications à apporter pour garantir les lignes aux conducteurs existant actuellement dans la zone ci-dessus. Le service des postes et télégraphes avisera, dans un délai de six mois au plus à partir de la promulgation de la présente loi, les exploitants dont les conducteurs devraient être modifiés. Ceux qui font usage de ces conducteurs sont tenus de se conformer aux prescriptions ministérielles dans un délai de six mois à partir d’une mise en demeure adressée par l’administration des postes et télégraphes.
- Art. 4. — Aucun conducteur ne peut être établi au-dessus ou au-dessous des voies publiques sans une autorisation donnée par le préfet, sur l’avis des ingénieurs des postes et télégraphes et conformément aux instructions du ministre du Commerce, de l’Industrie et des Colonies.
- Art. 5. — Les dispositions ci-dessus ne concernent pas les installations électriques faites dans l’étendue de leurs réseaux et pour les besoins de l’exploitation par les Compagnies de chemins de fer d’intérêt général ou local, déjà soumises au contrôle de l’état.
- Art. 6 — Toute installation électrique devra être exploitée et entretenue de manière à n’apporter par induction, dérivation ou autrement, aucun trouble dans les transmissions télégraphiques ou téléphoniques par les lignes préexistantes.
- Art. 7. — Quiconque aura contrevenu aux conditions de la présente loi ou des règlemenis d’exécution sera, après une mise en demeure non suivie d’effet, puni des pénalités portées à l’article 2 du décret-loi du 27 décembre i85i.
- Les contraventions seront constatées, poursuivies et réprimées dans les formes déterminées par le titre V du dit décret.
- Art. 8. — Le décret du 18 mai 1888 est abrogé.
- Nous avons, à différentes reprises, parlé de l’application de l’électricité au traitement des jus sucrés à l’effet de les épurer. On n’avait, jusqu’à présent, que des données assez vagues sur la valeur du procédé d’épuration électrique.
- M. A. Hess nous communique à ce propos les résultats d’essais faits par M. F. Dupont, chimiste très compétent dans les questions relatives à l’industrie sucrière. Ces essais ont été faits à la sucrerie de Souppes.
- Pour des jus de diffusion qui avaient un coefficient salin de 23 et un degré de pureté de 83, M. Dupont est arrivé, à l’aide du procédé électrique, à obtenir ioo pour le coefficient salin et jusqu’à g9,5o et plus pour le degré de pureté, et cela avec des frais qui ne sont pas supérieurs à ceux que nécessite le procédé universellement employé de la double carbonatation;
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- Les jus obtenus sont limpides et incolores comme de l’eau de roche; les sirops ne sont nullement colorés et les masses cuites donnent du sucre raffiné en travail direct. La mélasse et les arrière-produits sont supprimés.
- Nous espérons pouvoir donner plus tard les renseignements plus amples que M. Dupont a promis de faire connaître.
- On remplacera prochainement la transmission électrique à courant continu de Chambéry par une installation à courant alternatif à 5ooo volts qu’exécutera le Creusot.
- La station génératrice sera à environ i5 kilomètres de Chambéry, près de Chapareillan, sur le Cernon, où se trouve une chute d’une hauteur exceptionnelle (612 mètres) pouvant fournir 2000 chevaux. La station compren* dra sept alternateurs de 120 kilowatts. La tension de 5ooo volts sera directement réduite à 110 volts par des transformateurs de 10 kilowatts.
- Le 26 janvier ont eu lieu à Marseille, dans les ateliers Prudhon, boulevard National, des essais d’un système de traction électrique à canalisation souterraine pour tramways. De nombreux ingénieurs assistaient à ces expériences, qui étaient dirigées par l’inventeur, M. Cha-beault.
- Le principe du sytème consiste dans l’installation de prises de courant souterraines à soulèvement automatique, et d’une coulisse magnétique sous le véhicule en relation avec la réceptrice.
- D’après le Génie les prises de courant sont placées dans l’axe de la voie, au niveau du sol, en dérivation sur la canalisation, et espacées entre elles de la longueur du véhicule.
- La coulisse conductrice est établie dans l’axedu véhicule et construite de façon à effectuer le soulèvement automatique des prises de courant et à toujours coïncider, malgré les courbes, avec l’axe de la voie.
- Les prises de courant sont ou actives ou neutres. Actives, elles sont soulevées et donnent le courant; neutres, elles sont abaissées dans le sol et cessent d’être en relation avec la canalisation. Cet isolement met en sécurité absolue les piétons et le charroi.
- Enfin, les appareils sont sans complication, robustes et faciles à installer, à réparer et à remplacer Ils peuvent s’appliquer aux voitures à traction électrique et animale en cours d’usage, et permettent de supprimer le fil aérien.
- Les essais ont, paraît-il, réussi. Les appareils constituant le système avaient été disposés sur et sous une circonférence en fer et bois à grand diamètre parallèle au sol, et l’on a imprimé à cette roue un mouvement rapide.
- Un curieux procès vient de s’engager aux États-Unis, et c’est l’admirable entreprise de l’utilisation des chutes du Niagara qui en a fourni le prétexte.
- Nous avons dit que les savants et les ingénieurs des deux mondes avaient été consultés en vue de bien définir les conditions techniques dans lesquelles doit s’accomplir cette œuvre. Or, il paraît que certains conseillers ne se sont pas jugés suffisamment rémunérés. Tel paraît être le cas du professeur II.-A. Rowland, qui a consacré six mois d’études à l’entreprise de la Cataract Construction Company. Le montant de la note présentée par M. Rowland était de 5o 000 francs; la Compagnie ne crut devoir lui allouer que 17500 francs. D’où poursuites intentées par la partie lésée, qui réclame aujourd’hui i5oooo francs. Un premier jugement lui a accordé 40000 francs; mais le plaignant a fait appel, et la cause, qui, on le pense bien, fait beaucoup de bruit dans le monde savant et technique en Amérique, n’cst pas encore définitivement jugée.
- Le défenseur de la Compagnie a cherché à diminuer le mérite réel de M. Rowland comme savant, et a tiré certains arguments d’une lettre privée de l’éminent physicien. Au cours du procès on a appris^ également que les conseils de lord Kelvin et ceux du Dr Hopkinson n’ont été rémunérés que par une somme de 12 5oo francs.
- Il est regrettable qu’une entreprise aussi intéressante au point de vue de l’industrie électrique ne puisse aller sans créer des mécontentements dans le monde des savants auxquels l’industrie électrique est redevable de tant de progrès. Nous nous garderons bien, d’ailleurs, de nous prononcer sur le cas particulier qui fait en ce moment le tour delà presse américaine; mais il nous semble déplorable que des faits et gestes de la vie privée des gens soient présentés comme pierre de touche de leur mérite scientifique.
- Il arrive que pour être acceptée une idée bonne doit recevoir l’estampille officielle. II en est peut-être ains pour l’idée de créer dans toutes les contrées montagneuses des sources de force motrice. On sait que l’utilisation des chutes d’eau occupe à un haut degré l’activité des ingénieurs électriciens. Mais les chutes directement utilisables ne sont pas légion. Or, les cours d’eau les plus irréguliers peuvent être mis à profit par la création de barrages de retenue. Nos lecteurs se rappelleront un exemple pratique indiqué par notre collaborateur M. G. Claude, et les arguments présentés à ce propos par M. F. Chédeville en faveur de ce mode de régularisation du débit des cours d’eau torrentiels.
- S’inspirant du mécanisme hydraulique de certaines fontaines naturelles à réservoirs souterrains, un ingénieur en chef des ponts et chaussées, AL Dyrion, vient de soumettre au ministre de l’Agriculture, une étude sur les applications possibles des barrages de cours d’eau pour | la création de chutes utilisables.
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- Cette étude montre, entre autres, qu’il serait possible d’amener à Marseille, Toulon, La Seyne, etc., 6000 chevaux dans des conditions qui paraissent devoir être particulièrement avantageuses, si Ton considère que le cheval utilisé sans interruption ne paraît pas devoir revenir, rendu à domicile, à plus de 25o francs par an.
- La Société autrichienne des ingénieurs et architectes accorde une subvention de plusieurs milliers de francs à M. Wellner pour la poursuite de ses recherches sur l’aréonautique- Cet ingénieur prétend qu’avec une hélice de 5 mètres de diamètre à laquelle un moteur électrique ou à vapeur imprimerait une vitesse circonférentielle de 45 mètres par seconde on pourrait résoudre le problème de la navigation aérienne par le plus lourd que l’air. La maison Siemens et Halske et la Société générale autrichienne d’électricité offrent de fournir gratuitement l’énergie électrique nécessaire aux expériences.
- Éclairage électrique.
- Le Conseil municipal de Luchon a décidé récemment qu’il y avait lieu d’adopter l’éclairage électrique. Il a, en conséquence, arrêté les termes du traité de concession et approuvé les clauses du cahier des charges.
- La ville de Boëns-sur-Lignon (Loire) a inauguré l’éclairage électrique fourni par une station dont la force motrice est empruntée à une chute superbe de 3,20 m. de hauteur et d’une puissance de 80 chevaux, située au confluent du Lignon et de l’Auzon, à 2 kilomètres de Boëns.
- On a installé une première turbine Hercule de 35 chevaux, qui suffit actuellement au service de l’éclairage prévu pour 3oo lampes.
- La station électrique comporte présentement un alternateur de 20 kilowatts, dont le courant à 100 volts est transformé à 2000 volts pour la transmission. A la réception, d’autres transformateurs ramènent la tension à 100 volts.
- La station de Boëns comporte actuellement environ i5o lampes.
- Télégraphie et Téléphonie.
- Le Bureau international de Berne vient de publier la statistique des services télégraphiques pendant Tannée 1893. Les différentes nations ont expédié 336 millions de télégrammes à. l’aide d’un réseau d’une longueur de 1 600000 kilomètres de lignes, 40 fois le tour du monde.
- La recette totale a été de 547 millions de francs. Le réseau sous-marin a atteint une longueur de 25o ooo kilomètres Le réseau téléphonique n’a pas moins de 972000 kilomètres de fils, un peu moins des dèux tiers du réseau télégraphique. Mais le nombre des conversations est plus du double, probablement le triple de celui des télégrammes. Non compris l’Angleterre, il s’élève à 982 millions.
- Les journaux américains rapportent une curieuse expérience faite par le directeur d’un journal de Saint-Louis (Missouri) pour se rendre compte de la rapidité et de la puissance du service de communication téléphonique. Nous empruntons à la Nature les détails suivants sur cette expérience.
- Le Globe Democrat a eu l’idée de souhaiter téléphoniquement la nouvelle année (a happy and prospérons new year) aux 3755 abonnés au téléphone de Saint-Louis. Les trois appareils téléphoniques dont dispose normalement le journal ont été renforcés de sept autres, et le service s’est fait sous la direction et la surveillance du superintendant de la Compagnie des téléphones, heureux de mettre à profit cette occasion encore unique de soumettre le service à un essai pratique.
- La liste alphabétique des abonnés a été divisée en dix parties, et distribuée à dix opérateurs. Les appels ont été faits suivant les règles normales du service courant, règles imprimées, encadrées et suspendues à côté de chaque instrument chez l’abonné. On accordait 3o secondes à l’abonné pour répondre avant dépasser à l’abonné suivant.
- Les appels ont été commencés le 1" janvier à 8 heures 3o minutes du matin, le dernier s’est terminé à 11 heures 55 minutes du matin.
- Le record de la rapidité des transmissions appartient à un opérateur, M. Donough, un employé des plus exercés, qui a appelé 514 abonnés en 3 heures 27 minutes, obtenu 260 réponses, trouvé 5 lignes occupées, 5 hors de service, et 255 retirées du service ce jour-là.
- Le temps total occupé à ces communications a été de 53 heures 8 minutes; le temps moyen employé par l’opérateur a été de 3 heures 19 minutes, avec une' vitesse moyenne de 113 appels par heure et par opérateur, chiffre légèrement plus élevé que celui constaté à New-York au point de vue de la mise en communication rapide des abonnés avec le bureau central.
- Imprimeur-Gérant : V. Nory.
- Imprimerie de La Lumière Électrique. — Paris, 3i, boulevard des Italiens.
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- Journal universel d’Electricité
- 31, Boulevard des Italiens. Paris Directeur : Dr CORNÉLIUS HERZ
- XVI' ANNÉE (TOME U)
- SAMEDI 17 FÉVRIER 1894
- N" 7
- SOMMAIRE. — Notes sur l’industrie électrique aux Etats-Unis; E.-J. Brunswick. — Remarques sur l’emploi de la méthode de Mance pour déterminer les faibles résistances de piles ou d’accumulateurs; Adolphe Perrin. — Chemins de fer et tramways électriques; Gustave Richard. — Notes sur la théorie élémentaire des appareils à champ tournant; André Blondel — Chronique et revue de la presse industrielle : Coûts relatifs de divers systèmes de distribution d’énergie électrique, par W.-D. Weaver. — Galvanomètre Holden. — Electrodes en carbone Liveing. — Accumulateurs I-Iough et March. — Circuit de signal Daves (Compagnie Hall). — Electrodynamomètre W. Thomson. — Téléphone électromagnétique à longue distance J -A. Brown. — Appareil de démarrage automatique des moteurs à gaz système Niel. — Une nouvelle forme de machine à influence, par M. James Wimshurst. — Revue des travaux récents en électricité : Société internationale des électriciens (séance du 7 février 1894t. — Hystérésis dans l’allongement du nickel et du fer sous l’influence de l’aimantation, par H. Nagaoka. — Cycles d’allongement et de torsion magnétique, par le professeur C.-G. Knott. — Sur l’électroaimant, par O. Frœlich. — Faits divers.
- NOTES SUR L’INDUSTRIE ÉLECTRIQUE
- AUX ÉTATS-UNIS (')
- Recueillies au cours d’une Mission du Ministère du Commerce (septembre 1898)
- 5. Matériel d'exploitation et appareillage (suite).
- Le montage adopté généralement pour les lampes d'atelier, bureaux, etc., est très simple; elles sont suspendues au bout des fils et leur hauteur est réglée au moyen d’une olive en bois à deux trous traversés par les conducteurs; l’olive est déplacée à volonté et permet d’allonger ou de raccourcir la boucle flottante (fig. 6).
- Appareils pour courants alternatifs. — Les appareils originaux pour courants alternatifs que nous avons remarqués sont indiqués ci-après :
- Indicateurs de terres. — Ce sont généralement des indicateurs lumineux : ils sont constitués par deux lampes en tension alimentées chacune par un petit transformateur sur le secondaire duquel est pris la lampe. Lorsque l’un des primaires est en contact avec la terre, l’éclat des lampes diffère.
- Indicateurs de synchronisme. — Dans les distributions d’énergie par courants alternatifs avec moteurs synchrones, le couplage du générateur
- C) La Lumière Electrique du 27 janvier 1894, p, 1S1.
- et du moteur est réalisé d’après les indications d’un appareil appelé synchroniseur dont la disposition rappelle celle des indicateurs de terres. Deux lampes sont en série avec les secondaires de deux petits transformateurs dont les primaires sont respectivement reliés au générateur et au moteur.
- Le moteur étant lancé, si les forces électromotrices ont même direction le courant passe à travers les lampes ; le courant ne traverse pas les lampes si les forces électromotrices sont opposées. .
- Compensateur (fig. 7). — Cet appareil permet, à la station, d’établir leréglage de la différence de potentiel en tenant compte des pertes de charge et des fuites dans le circuit. A proprement parler c’est un correcteur des indications du voltmètre.
- Les pertes ou fuites en circuit sont proportionnelles au courant qui traverse le circuit.
- Pour compenser ces pertes on peut augmenter la force électromotrice des dynamos ou, lorsqu’on emploie des transformateurs, agir sur le circuit même par un régulateur approprié.
- Dans les deux cas la différence de potentiel à la station génératrice, ainsi que les indications du voltmètre, sont plus élevées que la différence de potentiel réelle aux bornes des appareils. Pour guider dans le réglage, on emploie un appareil de correction qui réduit les indications du voltmètre de manière à ce que ce dernier
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- n’indique que la différence de potentiel diminuée des pertes en ligne.
- Si une perte supplémentaire vient à se produire, le voltmètre donne une indication plus faible, et il suffit de relever, en général, la force électromotrice à la station.
- On peut régler une fois pour toutes la correction du voltmètre pour un débit donné.
- Ainsi, si la perte est de io o/o pour 20 ampères en circuit, la pression à la station doit être augmentée de 10 0/0 pour conserver aux lampes une différence de potentiel constante : si la perte augmente, l’action du compensateur aug-
- Fig. 6. — Montage pratique pour lampes d’ateliers.
- mente et l’écart normal du voltmètre n’est obtenu que lorsque la station a relevé la différence de potentiel aux lampes.
- D’après le schéma des dispositions et du montage, on voit que le compensateur consiste èn un petit transformateur dont le primaire comporte un nombre ajustable de tours de fil montés en série sur le circuit; le secondaire, formé également d’un nombre de tours de fil ajustable est relié au voltmètre.
- L’action du secondaire sur le voltmètre est proportionnelle à la charge.
- Le secondaire peut être relié directement en série avec le voltmètre ou avec une bobine auxiliaire enroulée autour du solénoïde du voltmètre. Dans les deux cas le courant du compensateur est opposé à celui circulant dans le solénoïde : si l’action de la bobine auxiliaire augmente par suite d’une augmentation de courant dans le primaire, les indications du voltmètre sont affaiblies, et il faut augmenter à la station la force
- électromotrice pour ramener à l’écart normal l’aiguille du voltmètre; alors le courant passant à travers le solénoïde principal augmente lui-même, et l’effort résultant sur le noyau du voltmètre reprend sa première valeur.
- Dans le cas d’une bobine auxiliaire, l’action est semblable à celle d'un enroulement de dynamo compound dont l’enroulement en série agirait en sens inverse du shunt.
- L’écart de compensation dépend du nombre de tours de la bobine auxiliaire et pour une
- Comjien-sateur Trcuisf!
- T-nn nn.rt
- Fig. 7. — Compensateur. Schéma du montage.
- compensation de 20 0/0 cette bobine a i5 tours.
- Le même appareil est disposé pour en permettre l’emploi pour différentes compensations et pour différentes intensités. A cet effet les différentes sections des enroulements secondaire et primaire correspondent, l’un à des fiches, et l’autre à un commutateur.
- Dans les manipulations de cet appareil quelques précautions sont à prendre. Lorsque le régime du primaire doit être modifié, il faut mettre la fiche correspondante au nouvel état avant d’enlever celle qui était d’abord en place, sans quoi on s’exposerait à couper le circuit.
- Les connexions du primaire sont repérées par des lettres à chacune desquelles correspond un plot pouvant recevoir une fiche R S T U V (fig- 7)-
- Les connexions du secondaire aboutissent à un manipulateur dont les touches, de 1 à 14 par exemple, correspondent à différents degrés de
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- compensation. Il suffit, pour le réglage, de disposer convenablement les connexions, une position du commutateur correspondant à une intensité donnée, et la mise en place d’une fiche correspondant à une compensation donnée.
- Exemple d'emploi. — Soit une canalisation secondaire de 52 volts sur laquelle la perte serait de 3 o/o ou i 1/2 volt.
- Il faudrait au secondaire 52 volts 1,5 = 53,5 volts.
- Si le rapport de transformation est de 20 la force électromotrice dans le primaire sera
- 53.5 x 20 = 1070 volts
- Soit : résistance du primaire == 3,5 ohms;
- Intensité dans le primaire = 28 ampères en pleine charge.
- La perte de charge du primaire sera
- 3.5 x 28 = 98 volts.
- d’où force électromotrice à la station = 1070 -j- 98 = 1168 volts.
- Sans pertes, la force électromotrice à la station serait seulement
- 52 x 20 = 1040 volts.
- La correction à faire est donc de
- 1168 — 1040 = 128 volts,
- soit
- 12,3 0/0 de 1040.
- Il suffit de disposer le primaire du transformateur auxiliaire du compensateur pour 28 ampères et le secondaire pour une correction ou compensation de 12,3 0/0.
- Un tableau que nous ne jugeons pas utile de reproduire indique que le compensateur est réglé pour 28 ampères avec la fiche U.
- Nous adopterions donc la fiche U avec une compensation de 120/0 indiquée par la touche 5 du manipulateur.
- Régulateur SUlwell. (fig. 8). — Cet appareil est employé pour régler la force électromotrice de différents circuits indépendants les uns des autres lorsqu’ils sont alimentés par le même générateur.
- C’est un transformateur alimenté directement par le générateur et dont le secondaire est ajustable en longueur.
- Les connexions des différentes sections du
- secondaire aboutissent à un commutateur qui permet ainsi de relier en série avec le circuit principal tout ou partie du secondaire du régulateur dont la force électromotrice vient s’ajouter à la différence de potentiel du circuit.
- Les régulateurs sont en outre munis d’un système à inversion qui permet de doubler la course du réglage. En inversant les connexions avec le circuit principal, la force électromotrice propre au régulateur peut être retranchée au lieu d’être ajoutée.
- Fig-. 8. — Régulateur Stilwell. — Schéma des connexions.
- D générateur ; i inverseur ; p primaire ; s secondaire.-
- Le régulateur Stilwell correspond exactement aux réducteurs employés dans les stations centrales à courants continus.
- Cet appareil est surtout avantageux dans le cas de commande par turbine, car il permet de compenser absolument les variations dues à la vitesse.
- Il est très usité dans les stations américaines d’avoir plusieurs circuits réglés indépendamment les uns des autres suivant leur débit propre, à des pourcentages de pertes différents :
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- chacun de ces circuits est muni d’un régulateur Stilwell.
- Le rendement du transformateur qui constitue l’appareil est assez élevé (q5 o/o) ; la dépense est donc faible si on la compare à l’énergie fournie au circuit. Par exemple un compensateur de io o/o pour un circuit de ioo ampères et 1000 volts recevra aux bornes de son primaire
- 10 ampères et 1000 volts et rendra, moins les pertes, aux bornes du secondaire ioo ampères et ioo volts ; l’énergie perdue à déduire est d’environ 5oo watts.
- L’énergie totale fournie par le générateur sera i io ampères 1000 volts, soit i ioooo watts ; la perte sera, par suite, 0,00 455, ou moins de 1/2 o/o.
- Cet appareil présente encore un autre avan-. tage : dans le cas d’accroissement du débit ou dans le cas d’extension en longueur des circuits
- 11 économise dans une certaine mesure la dépense de cuivre en permettant d'accroître la perte en ligne en conservant au générateur son régime primitif.
- Depuis 1889, 42 stations ont employé 178 de es appareils.
- Les régulateurs Stilwell sont établis pour compensations de 10, i5 ou 20 0/0 et pour 5oo, 1000, i5oo et 2000 lampes (de 5o watts).
- Tous les autres engins employés dans l’appareillage pour courants continus ou alternatifs sont ceux que nous connaissons en France.
- Les parafoudres n’étant pas usités dans les stations d’éclairage, ou fort peu, nous les reporterons au chapitre de la traction électrique.
- Avant de passer à un autre paragraphe nous noterons encore quelques détails relatifs aux lampes à arc pour courants alternatifs, aux indicateurs de synchronisme pour le couplage des alternateurs, à quelques autres appareils, et enfin quelques remarques intéressantes dans la construction des ampèremètres et voltmètres de stations centrales.
- Remarques relatives aux lampes à arc à courants alternatifs. —> On sait que dans les lampes à courant continu la plus grande partie de la lumière est projetée par le cratère incandescent et que la lumière est principalement due à l’éclat de ce cratère; l’éclairage obtenu est ainsi localisé autour de la lampe.
- Avec les courants alternatifs, le transport de particules incandescentes qui constitue l’arc se
- fait aussi bien de bas en hau,t que réciproquement. Les Américains ont mis cétte remarque à profit en utilisant soit des crayons émoussés, soit des charbons plats à extrémités en forme de tranchant.
- La projection de la lumière est horizontale et sa répartition beaucoup plus uniforme.
- En général, les charbons plats, ont 1/2 pouce d'épaisseur (soit 12 millimètres environ) sur i à 2 pouces de large (soit 25 à 5o Millimètres).
- Ces charbons brûlent de 15 à ip heures pour 35 millimètres de largeur, et de 3o à 36 heures pour 70 millimètres de largeur. si
- Pour une même durée d’éclaifage, on employait 8 charbons ronds.
- La diminution de frais pour là surveillance et l’entretien des arcs que permet cette disposition fait plus que compenser la .différence de prix des charbons.
- Nous donnons ci-contre (fig. 9) un croquis d’ensemble d une lampe type de là Compagnie Westinghouse. ;
- Une traverse en bois reçoit les fils de suspension de l’appareil ainsi que les bornes pour les fils de ligne. ,
- Shunt boxe. — Cet appareil très employé pour l’éclairage à incandescence en série consiste en un shunt connecté en parallèle aVec chaque lampe du circuit, généralement 25 bougies 5o volts (éclairage des villes). |
- Le « shunt boxe » est une résistance à self-induction qui n’entre en action que quand la lampe qui lui correspond est hors Service. Le coulage, c’est-à-dire le courant qui traverse les shunt boxes d’un circuit quand les laitipes fonctionnent, est très faible.
- Le remplacement des lampes usées bu brisées peut se faire, grâce au shunt boxe, sansinterrup-tion du service. En fait, quand dans un circuit de 21 lampes, par exemple, trois de ces lampes sont remplacées par leurs shunt boxes, la différence de potentiel aux bornes des autres lampes est notablement affaiblie, mais au moins cette disposition n’en compromet pas l’existence.
- House regulalor. — Dans la plupart des établissements alimentés par courants alternatifs, les consommateurs ont sous la main la possibilité de régler à volonté l’éclat de leurs lampes à incandescence au moyen de bobines dont la self-induction varie suivant qu’un faisceau de fils de fer pénètre plus ou moins à l’intérieur
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- du solénoïde. Ces appareils sont montés très coquettement et manœuvrables au moyen de manivelles.
- Allume-cigares. — Signalons enfin une quantité d’allume-cigares composés de quelques fils de platine parcourus par le courant quand l’appareil est mis en service. Ces fils de platine sont noyés dans un socle en amiante.
- Voltmètres et ampèremètres industriels. — Tous les appareils employés dans les stations centrales présentent des dispositions similaires :
- y
- Fig-, 9. — Ensemble d’une lampe à arc à courant alternatif, emploi des charbons plats.
- r Ils sont d’abord munis d’un dispositif très commode pour la surveillance de la station.
- L’échelle de l'instrument est gravée sur verre dépoli et une flèche noire marque sur la graduation l’intensité ou la différence de potentiel normale.
- En arrière de l’échelle transparente, une lampe à incandescence est installée.
- L’aiguille est munie à son extrémité d’une petite rondelle noircie très légère, et il suffit au conducteur des machines de s’assurer que l image de la rondelle se superpose avec la flèche indicatrice; l’éclairage par transparence du cadran évite tout dérangement aux employés qui peuvent lire de très loin,
- 2' Tous ces appareils ont des graduations facilement lisibles d’un bout à l’autre de la station.
- 3° Quoique aucun des appareils présentés ne soit d’un type nouveau, ils offrent tous cette particularité de pouvoir rester constamment en circuit, et leurs grandes proportions assurent leur convenance pour un service industriel ;
- 4° Les pièces sont interchangeables.
- On voudra bien noter que ces conditions impliquent une construction parfaite,ainsi que très pratique, car les périodes de marche des stations centrales américaines sont particulièrement longues.
- Certaines stations — notamment pour les tramways — n'arrêtent jamais, et si les dynamos sont relayées, les appareils restent constamment en service.
- Les principaux voltmètres et ampèremètres employés sont ceux de la « Weston Electrical Instrument C" » pour les courants continus ;
- Ceux de la « General Electric C° (Edison) » :
- Et de la « Westinghouse Electric C° ».
- Les appareils de la Weston Electrical Instrument C° » — voltmètres ou ampèremètres — consistent en une petite bobine se déplaçant dans le champ magnétique uniforme d’aimants permanents, sous l’influence du courant qui la parcourt; un ressort tend à équilibrer l’action électromagnétique; c’est une disposition transportable du galvanomètre Deprez-d’Arsonval.
- Les indications de l’instrument sont proportionnelles au courant qui le traverse.
- Les ampèremètres ne diffèrent des voltmètres que par l’adjonction d'un shunt convenable.
- La construction de ces instruments est particulièrement robuste et soignée : les pivots en acier trempé sont montés sur rubis, la lecture est directe, la graduation uniforme depuis le zéro et la correction de température négligeable pour des appareils de station, soit 1/4 0/0 pour les voltmètres, et à peu près 1 0/0 pour les ampèremètres pour une variation de température de 35 à 70° Fahrenheit.
- Les ampèremètres et voltmètres Edison et ceux de la Westinghouse C° sont absolument identiques en principe; la forme seule varie.
- En principe, ces appareils comportent un noyau de fer doux très léger, plus ou moins
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- attiré à l’intérieur d’un solénoïde; l’action d’un poids équilibre l’action électromagnétique.
- Pour les courants alternatifs, la Compagnie Westinghouse emploie un faisceau de fils de fer et pour les courants continus, un chapelet de rondelles.
- Les figures 10 et n expliquent suffisamment la construction, qui possède les qualités énoncées plus haut.
- 6. Statistique et renseignements généraux.
- Nous donnons ci-après le tableau statistique des stations d’éclairage électrique fonctionnant dans les villes que nous avons traversées.
- Nous avons indiqué précédemment les chiffres d’ensemble pour les Etats-Unis à la fin de 1892 : 1700 stations centrales représentent un capital total de i5ooooooo de dollars, c’est-à-dire 750000000 francs et alimentent i83 509 lampes à arc dont 22 730 à courants alternatifs, et 2 436 374 lampes à incandescence, dont 975600 à courants alternatifs (1).
- Les modes de distribution les plus usités sont, rappelons-le, pour l’éclairage public :
- i° Le système en série pour les petits centres;
- 2" Le système à trois fils;
- 3° Le système par courants alternatifs.
- (Le type unique des lampes à incandescence indiqué dans les statistiques est celui de la lampe de 16 bougies, soit 5o watts).
- Quant à l’emploi de l’énergie électrique pour actionner les moteurs, il est encore très limité, quoiqu’il se développe actuellement avec rapidité.
- 11 ne nous a pas été possible de recueillir des chiffres certains à cet égard.
- Enfin, avant d’exposer les résultats statistiques il est bon de prévenir que les Américains ont une grande tendance à donner pour le débit de leurs stations des chiffres forcés et pour la puissance employée des chiffres réduits, d’où les anomalies que parfois on pourra relever.
- Nous citons donc les chiffres qui nous ont été fournis sans en assumer la responsabilité.
- Tout d’abord notons que presque toutes les
- (') U n’est pas possible d’indiquer la part relative aux moteurs, la puissance électrique fournie par les stations étant toujours rapportée à la lampe de 5o watts (16 candie power) dans toutes les statistiques.
- Sociétés s’occupant d’éclairage électrique sont florissantes en Amérique, même dans les petits centres auxquels la General Electric C°, la Westinghouse G° et autres grandes Sociétés n’ont pas encore étendu leurs monopoles.
- Le revenu net moyen accusé est de 6 0/0 du capital engagé.
- La Westinghouse Electric C° cite une compagnie d’éclairage électrique ayant donné 3i 3/ro pour cent (31,3) de revenu net.
- L’étude préalable complète, la construction soignée, l’aménagement dans de larges espaces, les prévisions pour entretien facile, l'emploi d’appareils automatiques pour réglage électrique, l’adoption exclusive des paliers grais-
- Fip;. 10. — Schéma de l'ampèremètre Edison.
- Fig. 11. — Schéma de l'ampèremètre Westinghouse,
- seurs, etc., ont conduit les Américains à ces résultats plus que satisfaisants.
- Aussi la confiance est-elle grande, et bien souvent (ce qui à notre avis n’est pas à recommander) des stations centrales assez importantes ont été aménagées sans matériel de secours.
- Aux objections que l’on peut faire il est répondu, aussi bien dans les usines actionnant les tramways que dans les usines à lumière: On n arrête jamais ! Il 11 y a jamais d'arrêt!
- Du résumé précédent on peut conclure (si l’on veut bien se rappeler que nos renseignements n’ont pas toujours pu être complets) que pour l’ensemble de dix cités américaines — dont cinq des plus importantes, le capital affecté à l’éclairage électrique et à la transmission d’énergie est d’environ 190000000 de francs, utilisant au moins 92000 chevaux-vapeur et alimentant environ 40000 arcs et 65oooo lampes à incandescence de 16 bougies.
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- Statistique de l'éclairage électrique dans quelques villes.
- Abréviations : El., électrio; L, Light; 111., illuminating; G°, compagnie; PM power; A.h., ampùre-heure ;
- c., compteur.
- CA — Raisons sociales Capitaux: Arcs Incandescence Puissance motrice Régime
- > 16 bougies en chevaux Observations
- F rancs
- f Brush El. 111. C° Ln 8 O b 8 qoo 4 Corliss 3oooch.
- Consolidated El.L. C° 12,500,000 ))
- Edison El. 111. C°.... Harlem Lig. C°...... 22,500,000 900 109,946 12,000 II7-120 j 240 V. 4 stat.
- 1 Manhattan El. L. C°. 20,000 3,000 Corliss 1000 V. ait. et transf.
- u o ( Green
- >* J Mound MorrisEl.L.C0 8 O 8 O 700 io,5oo 4,260 < Bail io5o V. 10 A ait.
- £ ( Westinghouse
- «U J North RiverEl.L.P.C0 2,000,000 725 2,000 2,000 Uice Green 5s V.
- £ ' Thomson-Houston El. 5,000,000 1,600 10,000 52 V. 10 A.
- C° 3,200 Corliss
- United States lit. C°. 6,25o,ooo » Westinghouse
- — El. L. P. et C°. 25,ooo,o.x> 4,5oo 40,000 10,000 — 1000 Y. ait. (6 stations)
- \ West.SideEl L.etP.C0 5oo,ooo 5,200 » Bail
- Dans les totaux <|iie nous avons
- Totaux 83,75o,ooo 11,325 194*646 37,3oo étultlis, nous avons été obligés do négliger les chiffres qui n’ont
- pu nous être fournis.
- j, ^ Citizens El. 111. C°... 2,500,000 1,65o 4et8sériesd’inc. j,3oo Buckaye 6 1/2 A.
- o 1 Edison El. III. C0.... 10,000,000 I ,200 42,000 2,5oo Bail 115 V.
- 2 CQ Municipal El. L. C0.. i 2,500,000 I , 200 10,000 1 ooo \ Buckaye 1)900 ) Wright
- Totaux i5,ooo,ooo 4,o5o 52,000 5,700
- 2f «3 & Z | Newark E. L. et P. C°. 5,000,000 1,25o 10,000 3,000 1000 et 110 V.
- Brush El. L. C 5,000,000 1,100 1,200 Green
- I Cheltenham El. L.... 250,000 4,000 i5o » Alt.
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- Diamond El L etP.C0 I,250,000 i5o i,i5o 700 Green 1 000 et 50 V. —
- Edison E. L. C°of Phil. 5,ooo,ooo i5o,ooo 43,000 4.500 Armington Sims 220 et ï 10 V.
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- -G \ Kensington E. C° 1j ooo.ooo 35o 1, 5oo 600 — 5o V. ait. 9,6 A.
- Q- ) Keystone L. et P. C°. 5,000,000 3,5oo 225 Westinghouse 5o V. ait.
- TJ ctl \ Manufacturers’sE.C°. I,250,000 \ 240 ( I,200 450 Corliss
- S 1 Merchant’s E. L. C\. 1,ooo,ooo l 362 f 1,5oo 75o Bail
- North Western I. M.C° 5oo 5o Armington
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- i Powelton E. C° i,5oo,ooo 2,000,000 5oo 6,5oo 1,175 Payne 1,000 Armington ioooà5oet iooV.y 1/2A.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- Villes Raisons sociales Capitaux Arcs Incandescence 16 bougies Puissance motrice Régime
- Chicago Chicago arc L. etP. C°. C.-E. Gregory et C° . Chicago Edison C°... City of Chicago Central El. L. C° Chicago 111. C° Consumers’ El. L. C". EconomicE L.etGasC0 Englewood El. L. C°.. HydeParkE.L.etP C«. — Th.-H. L. C«. MerchantsarcL.etP.C0 National El. C. C0.... Bochelle South Side El. C°.... Th. first Merch.E L.C° StigeretNewhalE.L.C0 Western L. et P. C0.. Totaux...... Francs JO,000,000 3,750,000 2,500,000 2,500,000 5oo,ooo 5oo,ooo 500,000 2,500,000 5oo,ooo 300,000 60,000 5o,ooo lOO., ooo 625,000 2,400 65 1,080 400 110 100 600 100 75 60 25 86 J 28 200 2,000 I10,000 1,175 5,000 7,000 7,000 3,ooo 700 1.000 3, i5o Williams 55 5,000 Armington 225 — 45o Ide 100 — 200 Reynolds 700 5oo Bail 55o Mac Intosh 160 Safety 3oo Russell 75 Safety j 00 — 200 Bail 1000 V. ait. 10 A. 23o et 175 V. Alt. 5o V. Alt. Alt. 110 V. 10 A. 10 A. Alt.
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- PQ | Steam et P. C° 60 100 85 Fitchbûrg 75 Y., 8 A.
- Totaux 17,780,000 3,6io 83,o5o io,585
- n . Lynn Gas et El. C°... 1,875,000 460 3.5oo 1200 Bail Alt.
- J (
- Providence j Narrangansett El. E. C° 1,200,000 855 7,200 i3oo
- Résumé.
- Villes Capitaux Arcs Incandescence Force motrice
- New-York 80,700,000 11,325 194,646 37,3oo
- Brooklyn i5,000,000 4,o5o 52,000 5,700
- Newark 5,ooo,ooo 3o,65o,ooo i ,25o 10,000 3,ooo
- Philadelphie 9,697 72,550 13,î65
- Pittsburgh 8,25o,ooo 1,670 64.3oo 6,440 11,765
- Chicago 24,385,ooo 5,479 136,875
- Niagara 200,ooo 17,780,000 5o 800 100
- Boston 3,6io 83,o5o io,585
- Lynn 1,875,000 460 3,5oo 1,200
- Providence 1,250,000 855 7,200 J ,3oo
- Totaux. 188,140,000 38,446 625,821 91 j085
- On voit, en rapprochant ces chiffres de ceux cités au commencement de ce paragraphe que la revue de l’industrie d’éclairage et de transmis-
- i
- sion d’énergie —au cours de notre voyage — embrassait environ le quart de l’industrie électrique américaine.
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ELECTRICITE
- 3c9
- Cette remarque devra être prise en considération pour faire excuser les lacunes qui existent forcément dans un rapport aussi succinct.
- Malgré cela nous pouvons encore fournir quelques indications concernant l’économie générale des exploitations électriques pour lumière.
- 11 résulte de nombreuses moyennes relevées que la répartition des frais d’exploitation est la suivante :
- i“ Salaire du personnel; frais généraux. — L’emploi des régulateurs automatiques, du graissage automatique et d’appareils nécessitant le minimum d’attention et d’entretien, réduit à la plus basse limite possible d’accord avec une bonne pratique, les frais généraux.
- Le choix judicieux indiqué ci-dessus peut donner jusque 5oo/o d’économie, principalement dans les exploitations d’arcs en série (ce système est assez répandu en Amérique).
- Pour cette rubrique : salaires du personnel et trais généraux correspondants, il y aurait lieu décompter environ 100/0 du capital de l’installation (canalisation comprise).
- 2° Coût du combustible. — Les Américains comptent annuellement de 6 à 18 o/o pour le combustible annuel, en se basant sur les rendements suivants (J) :
- Générateurs.............. 0,95 à 0,97
- Transformateurs......... 0,97 à 0,99
- Lampes à incandescence.... 0,90 à 0.98
- Lampes à arc............. 0,90 à 0,9s
- Un abaissement faible du rendement des
- appareils diminue facilement le rendement final et peut majorer de 10 0/0 la réserve à prévoir pour le combustible.
- d'' Huiles, chiffons, taxes et assurances. —Une petite réserve de 3 à 5 0/0 sur ce chapitre est suffisante.
- -1° Renouvellement des lampes à incandescence. — Lorsque cet entretien est à la charge de la Compagnie opérante, il est à noter soigneusement qu’une lampe à incandescence forcée de 1 0/0 comme différence de potentiel aux bornes dure i5 0/0 de moins.
- Donc pour 1 0/0 de médiocre réglage à la sta-
- (') Nous n’assumons pas la responsabilité de rendements aussi élevés, et nous ne faisons que les inscrire tels qu’on nous les a indiqués.
- tion, la Compagnie doit compter i5 0/0 pour le renouvellement supplémentaire des lampes.
- En outre l’absence de compensateur, l’usage de transformateurs réglant de 1/2 à 2 0/0 près, et de générateurs réglant de 2 à 5 0/0 près font une différence de 40 à 100 0/0 sur le renouvellement des lampes.
- 5° Charbons pour lampes à arc. — L’emploi de charbons plats, présentant (cas de courants alternatifs) une économie de 1 à 4 par rapport aux charbons ronds, permet une économie totale — main-d’œuvre de remplacement comprise — de 40 à 65 0/0 sur le taux ordinairement affecté à cette rubrique.
- 6" Réparations diverses; dépréciations. — De 2 à 10 0/0 du coût total de l'installation.
- A ce propos nous rapportons une tradition américaine qui indique nettement la préoccupation constante dans l’établissement des lignes et des usines :
- Pour le tant pour cent à affecter aux réparations diverses, il est difficile de faire une estimation; la faute d’une partie du système électrique en service public entraîne non seulement le remplacement de la partie endommagée, mais jette le discrédit sur la compagnie opérante et amène le mécontentement et la défiance.
- 11 faut toujours dans ce cas s’attendre à ce que le public ne tienne plus nul compte du travail solide déjà effectué par les employés de la Compagnie.
- Aussi une Compagnie qui espère le succès dans le sens digne du terme ne devra pas hésiter en pareil cas à transformer au besoin complètement tout son matériel. Point de demi-mesures, car rien n’est si démoralisateur qu’une simple interruption de service, ne fût-ce qu’une nuit.
- Vente de l'énergie électrique. — Nous avons déjà dit que l’énergie électrique était vendue au compteur au prix moyen de o,5o fr. le cheval-heure. Mais les écarts peuvent être très grands, le prix du combustible variant de région à région dans des proportions considérables, de 1 à 10, par exemple.
- Nous avons pu obtenir d’intéressants renseignements sur le prix du combustible, le prix de vente de l’ampère-heure (emploi du Shallen-berger meterj et les conditions de fourniture de ces compteurs. Nous les donnons dans le tableau ci-après.
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-
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- 3 io
- Compagnies Nombre de lampes sur chaque compteur ' » •A £ | l’ampère-heure Loyer du compteur Prix de I 0)0 kilog. de charbon . Observations
- Albany El. L. et P. C° (Albany, Orégon). fl 0,075 fr. fr. P. hydr. Locon8om. achète son compteur.
- Albion El. L. C° (Albany, New-York)... 20 o,o5 1,00 par mois ï5,oo
- Mountain City El. L., Hat et P. C° (Al-
- tona, Pensylvanie) 64 o,35 Gratuit 9,20
- El.L. et Patent Flooring C° (Amesbury,
- Mass.) 10 o,o5 i5,oo"par an
- Anoka Walter Works El. L. P.C“ (Anoka,
- Minnesota) i3 0,45
- Ashland El.L. C° (Ashland, Kentucky)... 22 0,025 4 0.05 Gratuit 2,50 -
- Roaring Fork El. et P. C" (Àspen, Colo-
- rado) 20 0,062 P. hydr.
- Lewiston et Auburn El. L Cu (Auburn,
- Maine) 23 o,o5 Gratuit P. hydr.
- Ballston El. L. et P. C° (Ballston Spa,
- New-York) 20 o,o5 Gratuit 7,00
- Beaver Walley El. L. et P. C" (Beaver
- Faits, Pensylvanie) 0,037 4 0,05 10,00 par an P. hydr.
- Belvidere El. L. C° (Belvidere, Illinois).. \ Lorsque la capacité complète du
- 35 o,o5 10 0/0 du coût 9,oo ^ compteur est employée, le loyer est gratuit.
- Behnington Water, P. et L. C° (Bening-
- ton, Vermont) 0,062 Gratuit P. hydr.
- Sur la consommation du cornp-
- Bethlehem El. L. C° (Bethlehem, Pens.). 0,062 Gratuit 9,oo ‘ teur : p. 50 fr., 10 0/0 d’escompte: 100, 15 0/0 ; au-desstts do f>00. 20 0/0,
- Bryon Water, Ice et El. L. C# (Bryon,
- Texas) 14 o,o5 2,5o par mois 25,5o
- Creston Gas et El. L. C° (Creston, lowa). o,o5 1,25 par mois s
- Cedar Rapids El. L. et Fuel Cu (Cedar \ )
- Rapids, lowa) i5 o,o5 i 20 A. 1,00 p. m.i Braise 4,5o
- El Paso El. L. C° (Colorado Springs, 40 À I , jy p . ill , Pour 500 lampes-heures, lover du
- Colorado) 0,45 2,5o par mois — io,oo] compteur gratuit.
- Charlotte El. C° (Charlotte, Michigan).. 12 o,o5 r,25 par mois 14,-0 (
- The El. C° (Connelsville, Pensylvanie). 1 r 0,025 10,00 par an. 6,o5
- Dowagiac Gas et El. C° (Dowagiac, o,o5 * 1 s La Compagnie fuit gratis le re-
- Michigan) 16 1,25 par mois ) nouvellement des lampes.
- Capital City El. C° (Des Moines, lowa).. United El. L. et P. C° (Denison, Ohio)., o,o5 Gratuit 6,o5 |
- o,o375 Gratuit 2,50
- Elmira 111. C° (Elmira, New-York) 20 o,o5 Gratuit 12,00 |
- 20 0/0 d’oRC. pour habitation**:
- East End EL L. C° (Pittsburgh, Pens.). 17 o,o5 Gratuit /-1 \tf)0/0 pour établissements eousnm- V'Tcl^ Ornant 35 h. par lampe et par mois.
- Evanston El. 111. C" (Evanston, Illinois). 20 o,o5 Gratuit 11,00
- Englewood El. L. C° (Englewood, Illinois). ]4 o,o5 1,25 par mois 13,05 10 0/0 d’osc. pour payement le 12 du mois suivant.
- Fulton El. L C* (Fulton, New Mexico)... 10 o,o5 i 10,00 Le consom. achète son compteur.
- Indépendance El. Hl. C° (Indépendance,
- lowa) M o.o5 1,00 6,60
- Merchants El. 111. C‘ (Galesburg, Illinois). o,o5 Gratuit 6,25 lu 0/0 d’escompte.
- Sperry Associate El. C° (Kansas City). .. 15 o,o5 12^50
- Mendota El. L. C° (Mendota, Illinois).... 10 Gratuit r ; 200 lnmpes-lieures p, mois 0,0-'tV.: ÎO, 2D J20()à 1000, 0,0H; lOOÜ et au-dessus.
- Newbury El. L. et C° (Newburg, N.-Y.), o,o5 15,00
- Newark EL L. et C° (Newark, N. Jersey). 25 o,o375 Gratuit 11,25
- Capitol El. Cu (Nashville, Tennessee)... o,o5 i5,oo par an .6,25 5 10 0/0 d’esc. pour payement au • > 6lu mois.
- Village of Oxford (Oxford, Ohio) l5 0,0 5 o,5oeto,75 p. m. 9,00
- Olean El. L et P. Cu (Olean, N -Yorki. 36 o,o375 Gaz
- Allegheny County L' et C° (Pittsburgh,
- Pensylvanie) 12 o,o375 4 0,40 10,00 par an Gaz
- Ncirragansett EL L: C° (Providence .
- Rhode Island) o,o5 Gratuit i7,25 |
- Rochester El. L. C° (Rochester, Pens..) 15 Gaz 1 0,0375 fr. p. 100 ampères-heures: <0,025 au-dessus do 100 A-h.
- Tyler El. L. et P. C° (Tyler, Texas) 19 0,062 4 0,075 Bois5,00,4m3 r
- Les Sociétés en italique font partie des groupes fournissant l’éclairage ou l’énergie électrique aux villes visitées.
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 3 iï
- Les compteurs sont établis en général, on le voit, pour io à 35 lampes et la location est souvent gratuite.
- D’après le tableau précédent, le prix moyen de l’ampère-heure est de o,o5 fr., ce qui correspond à environ 0,70 fr. le cheval-heure, tandis que pour les grandes sociétés telles que l’Edison llluminating, de New-York, ce prix n’atteint que o,5o fr.
- On peut constater également les écarts considérables du prixdu combustible : depuis 2,5ofr. la tonne anglaise (101G kg) jusqu’à 25,5o fr.
- En général les combustibles employés sont des houilles anthraciteuses ; la combustion se fait donc sans engorgement des grilles. A ussi est-il bon d’indiquer les dispositions adoptées pour la chauffe avec ces charbons :
- Les grilles sont très longues et le chargement du combustible est fait à l’avant, près la porte, sur une très grande hauteur ; la flamme traverse toute la longueur de la chaudière et échauffe les tubes en même temps que les carbures et les particules de charbon entraînées achèvent de se brûler en passant au-dessus du charbon rouge, repoussé préalablement vers l’arrière. On obtient ainsi une excellente utilisation et très peu de fumée.
- Lors du chargement à nouveau de la grille, l’ancienne charge, située à l’avant, forme une sorte de coke léger et est repoussée vers l’arrière du foyer, où elle achèvera de se consumer en brûlant complètement les gaz échappés de la nouvelle charge et les particules de charbon entraînées.
- Les chefs d’usine ne manquent pas d’insister sur ces faits auprès des visiteurs, en faisant remarquer l’absence complète de fuméeslorsque l’usine est en pleine marche.
- Avec des houilles grasses ou demi-grasses, la conduite des feux peut être opérée de la même manière, mais avec un peu plus de travail nécessité par de fréquents ringardages.
- On peut voir également dans le tableau que le plus souvent le compteur est loué au consommateur à raison de 1,25 fr. par mois en moyenne, et que d’autre part de larges conditions d'escompte sont faites à la clientèle.
- E.-J. Brunswick.
- (.A suivre).
- REMARQUES
- SUR 1,'EMPLOI T)E LA MÉTHODE DE MANGE
- POUR DÉTERMINER
- LES EAIRI.KS RÉSISTANCES DE PII.ES OU D'ACCUMULATEURS
- On sait en quoi consiste la modification apportée par Mance au pont de Wheatstone, lorsqu’il s’agit de mesurer la résistance intérieure d'une pile. La source est placée dans un des cotés du quadrilatère, entre GetM, par exemple, tandis qu’elle est remplacée dans la diagonale P L par une clef C (fig. 1).
- Ayant choisi arbitrairement les résistances a et d, on fait varier la résistance de comparaison b jusqu’à ce que la déviation du galvano-
- M
- Fig. 1
- mètre soit devenue constante, que la clef C soit ouverte ou fermée.
- Lorsque le galvanomètre est sensible, comme l’appareil de Thomson qui peut donner sur une échelle graduée en millimètres placée à 1 mètre environ du miroir une déviation de plusieurs mètres pour un courant égal à 1 microampère, l’application de la méthode est difficile, sinon impossible. La pile envoie alors un courant trop fort à travers l’instrument, et avant d’en arriver à mesurer la résistance de la source shuntée par un fil gros et court, ce qui peut présenter de sérieux inconvénients, on met d’abord au galvanomètre une dérivation de pouvoir réducteur croissant, puis on ramène dans le champ d’observation la tache lumineuse en tournant convenablement l’aimant directeur, et finalement on réduit la sensibilité de l’appareil à l’aide dè cet aimant,
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- 6 I 2
- Toutes ces manœuvres sont fâcheuses si l’on veut faire une expérience précise et commode.
- Ce qui fait échouer l’essai, c’est que la différence de potentiel aux bornes du galvanomètre est rendue très faible par le shunt énergique qui lui est appliqué.
- Nous nous proposons d’établir ce point. D’abord, une analyse superficielle nous donnera une indication à l’égard de ce qui se passe dans la branche galvanométrique.
- Supposons que dans la figure i la clef C soit ouverte, que le galvanomètre g ait une résistance élevée, soit 5ooo ohms, et que le shunt s
- gure 2. Dans ce cas, l’intensité à travers le galvanomètre sera
- 1 _E_ • m b + p '
- les variations de la déviation sont causées par les variations de la branche de comparaison h, si p est une résistance constante.
- On arrive à la même conclusion quand la clef C est fermée, si GM est une résistance très faible.
- Il faut donc éviter qu’il en soit ainsi : et pour cela, nous supposerons que le conducteur GM
- M
- Fig. 3
- Fig. 2
- ait pour valeur o<»,o5. Le pouvoir multiplicateur de cette dérivation sera
- g + s___5 ooo + o,o5
- .v o,o5
- = iooooo = m :
- d’où, pour la résistance composée de l’instrument et du shunt,
- g 5ooo
- m iooooo
- UJ i-
- :o ,o5 environ.
- est constitué par un rhéostat p et un galvanomètre ayant un shunt s : nous désignerons par G la résistance
- p étant comparable à (a -f- d) (fig. 3).
- Si la clef C est ouverte, la déviation sera proportionnelle à
- O
- La chute de potentiel, égale à î'x~-, sera ' m
- donc forcément très faible aux bornes du galvanomètre.
- La résistance de la branche GM étant très faible et parfois du même ordre de grandeur que celle de la source, si la clef C est ouverte, il passera peu de courant dans la branche GPM, où les résistances a et d ont pour valeur io'*>, ioo0’ ou iooo«>, si l’on emploie les ponts usités dans les laboratoires. La majeure partie du courant circulera donc dans la branche G M et le réseau conducteur pourra se ramener à celui de la fi- ,
- Xb+p)+%
- (ci -r d) G +~dG ‘
- Cl ^ (t -f- C_r
- E
- (+ !*5)^+-
- i1'
- Si la clef C réunit les points P et L par une résistance insignifiante, on pourra admettre qu’ils coïncident (fig. 4).
- Alors, le courant dans le galvanomètre sera
- G + -abr + PJL' ci b d p
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ELECTRICITE
- 3 i 3
- Si p est inférieur à i“, on sera conduit à prendre d= iow ou ioo«> ; par suite a sera égal 100“ ou à iooo<*>, et au moment du réglage définitif b vaudra lopou 100 p, suivant le cas. Avant d’en arriver là, les limites de la résistance p étant déterminées, on pourra, surtout dans l'hypothèse d= ioo<*>, a= iooo'*>, négliger p devant d et b vis-à-vis de a. Les équations (i) et (2) deviendront alors :
- ü(,+ïTd)+'’
- (>')
- l~ m G + b
- D’où l’on tire
- . _ . _ E s 1 — m
- G
- a 4- ci
- (•G
- (g +b) + +
- Dans l’hypothèse, b est égal, au plus, à io«>,
- M
- pas, en général, à cause des simplifications successives introduites dans les formules et qui ont éliminé l’influence des termes négligés; mais, on pourra dire que si la résistance G de la branche galvanométrique est considérable, on se rapprochera de la proportionnalité, tandis que si G est négligeable, l'équation (3) ci-dessus montre que
- / —-
- < _ E KG
- 18 l'~ m b2 ~mb(a + d)
- est sensiblement nul, et c’est ce qui arrive souvent. Quand il en est ainsi, le jeu de la clef G fait varier si peu la déviation qu’il est impossible de baser une mesure sérieuse sur d’aussi faibles écarts de lecture.
- Au contraire, quand G a une valeur notable, on peut mettre au galvanomètre des shunts s aussi peu résistants que possible sans que la résistance de la branche GM varie beaucoup.
- Fig. 5
- tandis que G est de l’ordre de grandeur de {a -f- d) = iioo“. On peut donc écrire sans
- grande erreur, puisque la limite de—^—.est — :
- r n a-\-d no
- h —tj~~ ——
- i _ ; — 5 J +ci — _ E a + ^
- m b G - — iiTG______b__
- a + d 1 ‘ a + d
- ___b_
- ~ m G a+ d’
- Sous cette forme, on voit que la variation du courant causée par la manoeuvre de la clef C est proportionnelle à la valeur attribuée à la branche de comparaison b, circonstance favorable pour arriver au réglage définitif de cette branche. La proportionnalité en question n’existera
- On aura ainsi l’avantage de conserver à l’instrument toute sa sensibilité. La conduite de l’expérience est alors très aisée.
- Si l’on calcule la différence de potentiel aux bornes G et M, la clef C étant ouverte, puis fermée, on trouve dans les deux cas, en tenant compte des hypothèses faites plus haut sur les valeurs relatives de a, ù, d et p, l’expression
- E E
- Cette différence de potentiel est donc d’autant plus voisine de la force électromotrice de la pile que la résistance G est plus grande. D’ailleurs, un calcul complet montre aussi, comme il faut
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- LA LUMIÈRE ELECTRIQUE
- 314
- s’y attendre, qu’elle est d’autant plus faible que G se rapproche davantage de zéro.
- Si l’on se propose de mesurer la pile dans ses conditions habituelles de fonctionnement, on la fermera sur un shunt r représentant la résistance du circuit qu’elle dessert (fig. 5), et l’on déterminera la valeur de ——— par la méthode ci-r + s
- dessus, en prenant soin que la résistance extérieure à la pile shuntée, savoir, si la clef C est ouverte
- h 4- (a + d) G + j+J+G’
- soit considérable par rapport à
- M. Demany (J) a proposé d’obvier aux inconvénients de la méthode de Mance pour la mesure de la résistançe des piles, en employant une source auxiliaire E', qu’il place dans la branche b, en opposition avec la pile à mesurer E, et choisie de façon que la différence (E— E') soit faible.
- L’objection principale que l’on peut faire à ce procédé, c’est d’introduire parfois un électrolyte de plus dans le réseau et par suite de compliquer les phénomènes de polarisation dans les deux sources à la fois.
- Il va sans dire que la méthode de Mance peut être appliquée sans variante au cas d’une longue ligne sur laquelle agit une force électromotrice très faible et constante.
- Adolphe Perrin.
- CHEMINS DE FER ET TRAMWAYS
- ÉLECTRIQUES (2).
- On a souvent proposé, pour les tramways électriques, l’emploi de transmissions ou d’embrayages hydrauliques (Wenstrom (3), Hollengs-worth (J), Short (5) : la solution de M. Ilochau-sen est particulièrement ingénieuse et simple, en théorie du moins.
- (*) Bulletin de la Société belge des 1 ngènieurs électriciens,
- {*\ La Lumière Électrique du a décembre 1893, p. 401. (*) Ibid., 29 novembre 1890, p. 417.
- (*) Ibid., 14 mai 1892, p. 3i3.
- (:l) Ibid., 28 mai 1892 p. 404. -
- Cette solution consiste à monter sur l’axe de la dynamo une pompe rotative A P2 R (fig. 1), et
- T
- L if Iffip
- IT-- jljjf; 1 II 1
- Fig-. 1 et 2. — Transmission hydraulique Hochausen (1890-1893). Coupe longitudinale et plan.
- Idg. 3 à 6 — Transmission différentielle Henry (1891-1893,. Elévation, plan, détail différentiel et du frein.
- sur l’essieu moteur une seconde pompe B, semblable à la première, mais plus grande, et que
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ELECTRICITE
- 31 5
- l'on met en relation avec la première pompe, de manière à pouvoir à volonté varier et renverser sa vitesse. Lorsque le tiroir L occupe la position indiquée, toute l’huile aspirée du bac F par la pompe motrice A, qui tourne comme les aiguilles d’une montre, y revient directement par la lumière P et le tuyau G, sans aucun effet sur l’essieu. Mais, à mesure que l’on déplace le liroir L vers la gauche, on étrangle P, on ouvre M, et l'on fait communiquer I avec PI par le
- creux N du tiroir, de manière que l’huile admise à la seconde pompe B, par M, revienne à la première par (H, N, 1, F) et que l’essieu se mette à tourner dans le même sens que la dynamo, de plus en plus vite à mesure que l’on ferme P. Au contraire, si l’on pousse le tiroir vers la droite, de manière à faire communiquer I\I avec II, par N, l’essieu se met à tourner en sens contraire de la dynamo; la circulation de l’huile se faisant par le trajet (ü, I, M, N, PI, F).
- Fig. 7 et 8. — Locomoteur Brandi à transmission articulée. Elévation et plan-coupe.
- Le système est donc cinématiquement très simple; en pratique, il y aurait à compter avec les frottements des pompes, dont les joints sont d’un entretien difficile.
- M. J.-C. Henry (r) transmet le mouvement de la dynamo à la bielle d’accouplement 24 (fig. 3 et 4) par un bouton 23, que commande le train différentiel indiqué en figure 5. Quand on immobilise le plateau à denture intérieure 19, (*)
- (*) La Lumière Électrique, 13 août et 7 octobre 1898, P. 2?9 et 22.
- les pignons 26. 26, en prise avec cette denture et le pignon 20, calé sur l’axe 14 de la dynamo, entraînent avec une vitesse réduite dans le rapport des diamètres 20 à 19, et dans le même sens, le plateau 22, fou sur 14, et qui porte le bouton de manivelle 23.
- Le calage plus ou moins serré du plateau i<) s’opère au moyen d'un piston 35 (fig. 6) commandé du manchon 18 de ce plateau par le train d’engrenages 3o, 31, et dont le cylindre hydraulique 36 est plus ou moins fermé au moyen de la valve 3g, que l’on manœuvre par
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-
- 31G
- LA LUMIÈRE ELECTRIQUE
- le levier 42. Lorsque le robinet 39 est complètement fermé, la locomotive marche à sa plus grande vitesse. Une garniture 29 empêche plus ou moins la poussière de s’introduire entre les
- Fig. 9 à 11. — Locomoteur Brandt (1891-1893). Détail des tampons R et du croisillon a.
- plateaux 19 et 22. Enfin, la tige du piston hydraulique actionne le piston 45 d’une pompe de frein à air comprimé 46, qui fonctionne ainsi et
- charge son réservoir seulement pendant les arrêts ou les ralentissements du locomoteur.
- Locomoteur Brill. Détail de l’attache des dynamos.
- La dynamo du locomoteur Brandt commande (fig. 7 et 8) ses essieux par deux trains d’engre-
- M.
- Fig. 12 et i3. — Locomoteur Brill (1893). Elévation et plan.
- nages G E, G E, dont les pignons G ont leurs manchons D enfilés sur des tiges N, actionnés, de l’arbre de la dynamo, par des croisillons a (fig. n) pourvus de garnitures en caoutchouc R. Les tiges N sont, en outre, articulées en P, de manière à permettre un certain pivotement des essieux A.
- La dynamo est accrochée aux traverses B B par des patins I qui permettent de l’enlever
- lacilement, et ces traverses sont reliées aux longerons G par des étriers S, à fourrures de caoutchouc R (fig. 9 et 10) qui en amortissent les réactions. Les manchons D sont garnis d’antifriction, et leurs axes N sont graissés intérieurement en g. On réalise ainsi un ensemble très accessible et qui se prête facilement aux inégalités de la voie.
- Dans le locomoteur Brill, les dynamos sont
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- (fig. 12) suspendues, d’une part, autour des essieux par les mailles 36, et, de l’autre, à la caisse 19 par le boulon central 42 (fig. 14) au moyen de leurs oreilles 38, 39, serrées entre les ressorts 45, 46 et le caoutchouc 44, de manière que l’on puisse démonter ces dynamos très rapidement sans toucher au reste du boggie. La caisse repose sur ce boggie par quatre coulisses concentriques dont deux, 16, 16, pour le guidage, et deux, 26, 26, pour la traction, avec cornières de retenue 3o.
- Le nouveau truck de Mansjîeld et Baker, récemment adopté par la Compagnie Thomson-
- Houston, a ses plaques de garde A emboîtées dans des sabots N (fig. 20) invariablement reliés à la caisse A2 par des tirants P2 P2, de manière à soustraire les boîtes à graisse H aux réactions directes de la caisse. La charge est répartie sur les longerons du boggie B symétriquement de chaque côté de H par des ressorts S, à tampons de caoutchouc (fig. 16) guidés, par les chandelles P, boulonnées en C5 aux sabots N ; et les plaques de garde sont reliées deux à deux par des tirants B2 à tasseaux X, auxquels sont aussi boulonnés les fiches C2 C2. Les dynamos sont suspendues aux traverses C C et
- Fig. 16 et 17. — Truck Mansfleld et Baker (1889-1893) (Compagnie Thomson-Houston). Elévation, plan.
- aux essieux du truck, comme l’indique la figure 17. Les traverses CC portent les pièces MM auxquelles sont pivotés les leviers des freins, dont les poutres Iv2 sont (fig. 18) suspendues par des ressorts aux traverses extrêmes K' du truck, de manière que leur position ne soit pas influencée par les mouvements de la caisse, qui se trouve, d’autre part, soustraite aux vibrations du frein.
- La dynamo double de M. Winkler a (fig. 21) les deux parties de son inducteur réunies par des frettes en fer//, serrées par des boulons en bronze/2/2, et de forme cylindrique, de manière à permettre aux essieux A et B de s’incliner lé-
- gèrement l’un par rapport à l’autre dans des plans verticaux parallèles, en suivant les inégalités transversales de la voie. Un tasseau en bronze g reçoit le serrage des frettes, et les deux noyaux c c de l’armature se touchent par des surfaces assez larges pour que leur continuité magnétique ne soit pas interrompue.
- La distribution du courant se fait aux deux dynamos A et B du locomoteur Curtis (fig. e3) par un commutateur C, qui, poussé à gauche, sur G, les relie en série par (D, A, G, G, H, B, E) et, poussé à droite, les dispose en quantité : A, par D, A, I, K, L, et B par D, M. O, H.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- La manœuvre de C s’opère par la manette N, dont le secteur P enclenche le plateau Q tant que l’on n’a pas fermé G sur G ou sur O K:
- Fig. 18. — Mansfield et Baker. Détail du frein.
- c'est seulement alors que l’on peut fermer le circuit moteur par la manette R et le rhéostat
- : Fig. 19 et 20. — Mansfield et Baker. Détail d’une boîte graisse.
- T, de sorte que la commutation de C se fait toujours sans danger en circuit ouvert.]
- Le dispositif de MM. Parshall et Darley permet de contrôler, du locomoteur de tête G, les dynamos des autres locomoteurs G', G"... d’un train de voitures automotrices.
- Le courant, amené au locomoteur de tête C par le trolley T, passe, par a X, à la dynamo M, qui actionne une pompe P, refoulant de l’air dans un réservoir R, d’où cet air va, par p, au
- * \o/•
- Fig. 28. — Locomoteur Curtis (1893).
- distributeur J, qui l’envoie, parp'^i aux cylindres Pj P2 P3 P4 installés sur les locomoteurs, dont ils manœuvrent les. commutateurs K' (fig. 28).
- Quand on amène, par sa manivelle H, le robinet D du distributeur S dans la position indiquée en figure 25, il admet, par p\ l’air comprimé
- Fig. 21 et 22. —Dynamo double Winkler (1893).
- aux pistons P2 et P4, qui, par les leviers]//', les cliquets oo', et les pignons G font tourner d’un cran les commutateurs K K'... Si l’on continue à tourner la manivelle H, on coupe l’air comprimé aux cylindres P2 P.,, d’où il s’échappe par les lumières dd’ oo', Sousle rapoel des ressortszzz\
- Cette opération, admission puis échappement de l’air des cylindres P2 P4, s’opère trois fois par tour de H, de sorte qu’un de ces tours fait pivoter les commutateurs de trois crans r r' ou r2r:), dans un sens ou dans l’autre, comme nous allons le voir.
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- La seconde manivelle H' commande à cet effet un robinet à trois voies qui, dans une position, admet l’air aux pistons Pj P3, puis l’en ait échapper dans l’atmosphère, de manière que
- leurs leviers /,/3 reliés, par n n1 nz ri* aux cliquets o et o', les mettent en prise avec les rochets de dentures opposées rz et r3.
- La pression de l’air dans le réservoir N est
- Fig. 24 à 28. — Locomoteur Parshall et Darley (General Electric Cu) (1893). Ensemble, deux voitures et détail du régulateur.
- limitée par la soupape V', que le diaphragme Da ouvre à l’atmosphère par N2, en faisant pivoter N' autour de P7, sous une pression réglée par le ressort z5.
- Les différents moteurs M, Mlt M2... du train sont reliés par un circuit a b, b' a'..., et les locomoteurs sont pourvus chacun d’un trolley T',
- qui permet, sur les rampes, de les grouper en parallèle sur le conducteur général.
- Gustave Richard.
- (A suivre).
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- NOTES SUR LA THÉORIE ÉLÉMENTAIRE des
- APPAREILS A CHAMP TOURNANT C1)
- Calcul de la carcasse.
- Supposons que l’on choisisse la forme la plus simple, celle de deux anneaux concentriques. Toutes les dimensions de la carcasse pourront être établies a priori, grâce à quelques données accessoires qu’on choisira arbitrairement.
- i° On se donnera les inductions admises dans l’entrefer et dans les deux anneaux, d’après les chiffres admis ordinairement pour les machines à courants alternatifs. Soit B0, B2, l’induc-
- tion maximadans l’entrefer, dans le primaire et dans le secondaire. On posera, comme cela est évident,
- 7U
- B, a, r= B, a, = ^ =2 j'2p BR da= ^ B0.
- D’où
- 2* On se donnera la perte w admissible dans le fer par hystérésis et courants de Foucault.
- On sait que, lorsque le régime est voisin de la marche synchrone, ces pertes dans le secondaire sont négligeables à côté de celles du primaire. On posera donc simplement, en appelant D un coefficient voisin de l’unité et qu’on pourra prendre en général > o,8o, et/ le coefficient de Steinmetz:
- aR B,
- P B,'
- (0
- Volume de fer V, x/B,'i6 > D x perte consentie w. (2)
- D’où l’on déduit le volume de fer primaire Vt. Celui-ci s’exprime d’autre part en fonction des éléments géométriques par
- V1 = 2*6R)a, = ^R(R+
- B,,
- B,’
- ou, en négligeant — devant R
- <
- D w
- (3)
- B, -V./B.M’
- 3Ô On se donnera la surface de rayonnement hécessaire pour dissiper la chaleur totale W
- dégagée dans le primaire. Celle-ci sera égale à la perte par hystérésis, plus la perte maxjma admise à priori pour l’effet Joule dans le primaire. Soit 2 le nombre de watts que peut dissiper la surface rayonnante par cm2 dans les conditions où le moteur est appelé à fonctionner; la surface d’inducteur sera soumise à la condition
- = ” (*R) ^ T ' 'W
- 4° On déduira de la valeur du couple désirée la valeur de la réluctance magnétique 91 par la formule indiquée précédemment (t. LI, p. 261, équation iS)
- c=0 - *)S A-***sin 6cos r,=( ~ tàng9î
- D’où, en remplaçant S7 par sa valeur,
- 411 c 1 — <r
- 4 K, 1
- k, (b R _ y .
- (/T B»J tanff®
- (5)
- Dès qu’on se donne b R, cette équation, où tout est déjà connu, détermine 9t; et par suite b se trouve également fixé par l’équation (18, p.261) où l’on peut admettre, à titre d’approximation,
- R, = R, = R, (6)
- d’où
- 9i-ü?r, 1 R ep , 21c b,+b,
- b R L B0 (b R) + bpy. B„ '
- Les relations surabondantes 1 à 6 déterminent tous les éléments de la carcasse. On s’assurera que la vitesse périphérique obtenue n’est pas exagérée.
- Détermination de Venroulement primaire.
- La puissance peut s’exprimer en fonction du voltage d’alimentation aux bornes U et du courant primaire Ij par l’équation
- P=^U I, cos y,
- vj étant le rendement choisi, et y étant le décalage entre U et Ij. L’angle y se mesure sur l’épure polaire, de sorte que le courant It se trouve déterminé par cette équation.
- Cela permet de calculer immédiatement ^ et rt : r ?! par la formule
- C = (1 — <t) I,® sin 0 cos (1,
- dans laquelle tout est maintenant connu.
- 2° i\ par la condition que la perte dans lé
- (*) La Lumière Électrique, 10 février 1894, p. 25i.
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- cuivre inducteur soit g P, s étant une fraction donnée. D’où, en remarquant que la perte par effet Joule est r, lj2 d’après nos définitions (*), on tire
- £p
- U-l2.
- Aussitôt ce calcul fait, on forme le rapport — pour voir s’il coïncide avec celui qu’on a pris
- ri
- comme point de départ, et on rectifie celui-ci, ou g en conséquence, jusqu'à ce qu’il y ait accord.
- 3° Le rapport ^ étant bien déterminé, on a,
- d’après ce qu’on a vu plus haut, en appelant S, la section totale, du cuivre inducteur, et di la longueur d’une spire,
- __ 4^ K, h, s,
- r, p d, ât*
- équation qui donne une relation entre et St et qui détermine St dès qu’on a dessiné la carcasse.
- On s’assure que cette section Sj peut être logée convenablement dans des rainures ou des trous creusés dans la carcasse en fer. Si la surface S, est trop grande pour le fer, on modifie la carcasse et les autres éléments jusqu’à ce qu’on ait un rapport satisfaisant entre les volumes de fer et de cuivre.
- Détermination de Venroulement secondaire.
- Celui-ci est déterminé par trois conditions analogues aux précédentes :
- i° La constante d’induit doit être à la con-rz
- stante d’inducteur ~ dans un certain rapport
- fixé par les conditions indiquées au début du calcul, c’est-à-dire d’après le type de moteur qu’on veut réaliser. Soit p ce rapport. On a
- p__DD____ïÇ h» dt
- p ~ r. X, — K, k, d, S, ’
- en admettant que le métal soit le même dans les deux cas (pt = p2).
- La longueur moyenne des spires dx et d2 étant mesurable sur le dessin de la carcasse, cette équation donne la valeur de S2. On verra s’il est
- (’) En effet, la résistance vectrice est égale à celle du demi-enroulement total en série, et l’intensité vectrice à j2 fois l’intensité efficace dans chaque spire, d’où I.2 = 2
- possible de loger cette quantité de cuivre sans modification. En ce qui concerne la répartition de cette section en spires,il est à remarquer que le produit K2Æ2 peut augmenter ou diminuer dans certaines limites la valeur du rapport p. Plus le cuivre sera divisé, plus K2/e2 sera grand ;
- 20 Les ampères-tours nécessaires à la réalisation du couple C sont donnés par l’équation
- C=i-(N, I.) f.
- La densité de courant correspondante S2 s’en déduit par l’équation
- On s’assurera qu’elle n’est pas exagérée.
- 3° L’échauffement du secondaire est facile à calculer. Il comprend les pertes par hystérésis et courants de Foucault dans le volume de fer
- V, soumis à la fréquence 1a perte
- par effet Joule
- r, I,
- d, N,*
- S. 4^
- On vérifiera que cet échauffement ne dépasse pas la valeur admise et que la surface de rayonnement du secondaire est suffisante dans les conditions particulières d’emploi.
- Achèvement du calcul. — Une fois qu’on sera arrivé à ce point, on pourra embrasser dans leur ensemble les éléments de construction du moteur et voir si l’on peut, en modifiant les rapports du fer au cuivre, réaliser une économie de construction ou de rendement.
- D’une manière générale, on. devra faire plusieurs études avec des volumes de fer ou de cuivre variés et choisir la plus satisfaisante.
- Remarques au sujet des coefficients Ka et kx. — Les coefficients Kj et kx de la théorie précédente, ont des valeurs qui théoriquement semblent être peu différentes entre elles, et des expériences de M. Goerges Ç) confirment d’ailleurs cette manière de voir. Je crois cependant plus sûr de compter pour K sur deux valeurs plutôt un peu plus faibles.
- Les valeurs théoriques de k sont, comme on le sait (voir p. 479, t. L), égales à — sin -, et
- . Cj
- (*) La Lumière Electrique, t. XLVII, p. i36.
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- donnent lieu au petit tableau suivant, qui peut servir aussi pour K :
- Pour q =
- 3
- /courants diphasésN
- 4 \ ou tètraphasés )
- 5 8
- = 12 ~ 00
- h = 0,826 — 0,90
- = 0,953 = 0,975 = 0,982 = 1,00
- Application à la théorie des moteurs asynchrones à courants monophasés. — Sans vouloir reprendre la théorie de ces moteurs, qui m’entraînerait hors de mon sujet, je ne veux pas quitter cependant celui-ci sans montrer que les résultats obtenus permettent de prévoir aisément tout ce qui se passe avec les moteurs du nouveau type Brown et d’en faire la critique comparative. Dans ce but, il me suffira de faire appel à un théorème de M. Leblanc O qui est la simple adaptation aux courants alternatifs d’un théorème d’optique bien connu (2). Ce théorème s’énonce ainsi : Tout flux alternatif fixe peut être considéré comme résultant de deux flux tournants, ayant des vitesses de rotation inverses, et égales en valeurs absolues, et des amplitudes égales à la moitié de l’amplitude du flux alternatif résultant.
- Appliquons cela à un moteur Brown mono-
- O «jç
- phasé bipolaire. Soit Q = la pulsation, li
- l’amplitude du courant primaire et ^ le flux correspondant. Celui-ci sera équivalent à deux <I>1
- flux tournants —, tournant respectivement avec les vitesses Q et —Q et qui seraient produits par deux courants vectoriels
- L’induit qui tourne avec une vitesse absolue w sera soumis à l’action de ces deux flux et deviendra par suite le siège de deux flux correspondants. Si l’on remarque que les seuls flux qui puissent par leur réaction mutuelle produire un travail utile sont ceux qui ont deux à deux même vitesse, on arrive immédiatement à la proposition suivante, qui est très importante : Un moteur asynchrone monophasé est équivalent au point de vue du travail fourni à l’ensemble de deux moteurs à champ tournant diphasés alimentés
- (*) La Lumière Electrique, t. XLVI, p. 654.
- (2) « Une vibration rectiligne est équivalente à un système de deux vibrations circulaires de sens inverses. »
- chacun par le courant vecteur ^ et couplés sur un
- même arbre, le sens des courants étant choisi de façon que les deux flux tournent en sens inverses.
- Par suite de cette disposition, l’un des moteurs tournant à contre-sens absorbe du travail-, tandis que l’autre en fournit. Le couple utile est la différence de ces deux couples.
- Cette remarque, que je suis étonné de n’avoir encorerencontréenullepart ('), permetdeprévoir avec une grande simplicité tout ce qui se passe dans les moteurs asynchrones, d’en retrouver les formules connues et d’en faire la théorie graphique par les procédés indiqués précédemment.
- Cherchons par exemple l'expression du couple produit par le courant donné Ij supposé constant, en fonction de la vitesse. Les formules des moteurs polyphasés (2) donnent immédiatement, en remarquant que les vitesses relatives des induits par rapport aux inducteurs sont (£2 — w) et (£2 + <o) respectivement, et que les constantes vectrices d’un moteur diphasé sont les mêmes que pour un seul circuit:
- Premier moteur :
- c,
- (Q ~ <>) rt rss + (£2 — <0)2 ),8S
- Deuxième moteur :
- C,
- (£2 + <o) r,
- rS + (L2 + ü.p>.5a
- M»
- Moteur résultant :
- C^C.-C^
- M2 IP r.
- (O — eo)
- (ü — io)*).,*
- 12 4" eo
- -} (Ü +- m)1
- -p]
- On trouverait de même les intensités secondaires et leur résultante, etc.
- Si l’on porte sur une épure les deux termes de la parenthèse en fonction de la vitesse, on voit
- (') Cette propriété se trouve énoncée, il est vrai, dans un mémoire récent de M . Ferraris, que nous aurons bientôt occasion d’analyser. Mais le manuscrit de M. Blondel, dont l’abondance des matières nous a forcé à retarder la publication de plus d’un mois, avait été déposé au journal avant l’apparition du mémoire de M. Ferraris, et notre collaborateur n’avait par conséquent pu en avoir connaissance. {N. D. L. R.).
- {*) La Lumière Electrique, t. L, p. 609, formule (i3).
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- 3.2 3
- que les deux courbes I et II ne sont que deux parties d’une seule et même courbe de couple toute semblable à celles que nous avons vues précédemment (*), mais la seconde partie (marquée en pointillé) est retournée autour de l’axe des C. En la retranchant de la première partie, on obtient la courbe définitive III.
- Cette figure donne la clef des effets qu'on peut observer sur les moteurs asynchrones, Elle permet de formuler immédiatement quelques conclusions importantes :
- i° Il ne pourrait y avoir de couple au départ, puisque les deux moteurs fictifs se font alors forcément équilibre, s’il n’y avait pas d’effets secondaires dont on ne tient pas compte ici ; 2° Un moteur monophasé est forcément infé-
- Fig. 16. — Courbe I, premier moteur polyphasé, vitesse Q — (o; courbe II, deuxième moteur polyphasé, vitesse Q + ta; courbe III, courbe du couple résultant applicable au moteur monophasé.
- rieur en puissance et en rendement à un des moteurs polyphasés fictifs;
- 3» Pour réaliser un bon moteur, il faut que le couple à retrancher soit aussi faible que possible en comparaison de l’autre, et par suite que la courbe de couple ait une ordonnée presque nulle à l’origine. Dans ces conditions, le moteur monophasé devient sensiblement équivalent à partir du régime du couple maximum à un seul des moteurs polyphasés fictifs;
- 4° Le couple de démarrage qu’on obtient en ajoutant un second enroulement alimenté par un courant déphasé, est au plus égal à la somme des deux couples Ct et C2 à l’origine. Ceux-ci devant être très petits pour le motif qu’on vient de voir, il en résulte qu’un moteur construit
- d’après ce principe est dans de mauvaises conditions de démarrage.
- Pour avoir un bon moteur asynchrone, il faudrait donc lui ajouter non seulement un second circuit primaire, mais encore un rhéostat automatique sur le secondaire, ce qui n’a pas été fait encore jusqu’ici. Ce serait le seul bon moyen d’éviter les intensités de courant exagérées lors d’un arrêt accidentel.
- Comparaison entre les types synchrones et asynchrones de moteurs à courants alternatifs.
- i° Considérons d’abord les courants monophasés :
- Les moteurs synchrones monophasés ont deux inconvénients: ils ne démarrent pas sous charge; ils peuvent se décrocher sous l’effet d’une surcharge. On peut ajouter qu’ils demandent un dispositif spécial d’excitation et de mise en train.
- Par contre, ils ont un avantage qu’on ne semble pas apprécier suffisamment. C’est de n’introduire, si on le veut, aucun décalage entre le voltage aux bornes et le courant d’alimentation. J’ai démontré, en effet (*), qu’on peut toujours régler l’excitation de façon à avoir un facteur de puissance égal à l’unité.
- Les moteurs asynchrones introduisent tous un décalage entre l’intensité et le voltage; le facteur de puissance est, comme on l’a vu plus haut, très peu supérieur, en général, à o,8o.
- Les moteurs asynchrones ne tirent à peu près aucun avantage de leur asynchronisme si vanté. Car s’ils ne sont pas synchrones, ils sont sensiblement isocinétiques, ce qui revient au même en pratique.
- Au lieu de décrocher par l’effet d’un retard de phase, ils décrochent par l’effet d’un ralentissement. Dans les deux cas on peut donc amener le décrochage par l’application d’une surcharge brusque. Si l’on compare, par exemple, les résultats expérimentaux obtenus d’une part avec les moteurs asynchrones (Banti) (2), et d’autre part avec les moteurs synchrones (Ganz, Labour, etc...) (3), on constate que les deux types
- (*) La Lumière Électrique, t. XLV, p.1 423.
- (!) La Lumière Électrique, t. LI, p. 72. Expériences de M. Banti.
- (’) La Lumière Électrique, t. XXXVI, p. 3o5. J
- {') La Lumière Electrique, t. L, p. 255.
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- LA LUMIÈRE ELECTRIQUE
- supportent à peu près les mêmes variations de charge; si le moteur asynchrone présentait une supériorité, ce qui n’est pas démontré, elle serait facile à faire disparaître par l’adjonction d’un volant suffisant sur le moteur synchrone.
- De plus, tandis qu’une fois arrêté accidentellement un bon moteur synchrone à fer ne prend, grâce à sa self-induction, qu’un courant double de son courant normal, ce qui n’a aucun inconvénient, le moteur asynchrone devient un transformateur à secondaire fermé, sans self, et absorbe un courant colossal capable de brûler le moteur et surtout de déranger le réseau.
- Les moteurs asynchrones donnent un rendement un peu meilleur que les moteurs synchrones parce qu’ils n’ont pas besoin d’excitation spéciale, mais cette supériorité est peu marquée ; par contre, ils sont plus volumineux à puissance égale, ce qui s’explique aisément par la faiblesse relative des champs magnétiques mis en œuvre.
- En définitive, l’emploi des moteurs asynchrones monophasés doit donc être restreint aux petites puissances de quelques chevaux seulement. Ce serait une erreur que de vouloir les appliquer aux puissances supérieures à 10 chevaux, où un moteur synchrone auto-excitateur est préférable presque à tous égards. Celui-ci peut d’ailleurs être muni des mêmes dispositifs de démarrage.
- Il serait donc sage peut-être de rabattre un peu de l’enthousiasme qui a accueilli les moteurs Brown lors de leur apparition, et de se dire qu’ils sont un type transitoire appelé à céder la place un jour à un type plus perfectionné;
- 2° En ce qui concerne les courants polyphasés, les avantages des moteurs asynchrones sont d’un tout autre ordre, car ils peuvent démarrer sous charge, avec ou sans artifice, et leur intensité peut être maintenue à coup sûr dans de sages limites par l’introduction automatique d’une résistance dans le secondaire.
- Leurs seules infériorités par rapport aux moteurs synchrones restent leur faible facteur de puissance, qu’il n’est guère possible d’améliorer, comme on l’a vu, et leur faible puissance spécifique.
- Le moteur synchrone devra cependant, pour ces deux motifs, être encore préféré toutes les fois qu’on aura affaire à un transport de force im- I
- portant et sans démarrage sous charge, L'excitation d’un semblable moteur est d’ailleurs bien facile. Le moteur asynchrone n’est supérieur que pour les petites puissances, à cause de sa plus grande simplicité et de son meilleur rendement; par contre, il est seul acceptable dans le cas où on veut démarrer sous charge.
- Avantages économiques des courants
- POLYPHASÉS
- L’un des plus grands avantages que l’on fait valoir en faveur des courants polyphasés, c’est l’économie qu’ils permettent de réaliser dans le transport électrique de l’énergie; mais, malgré de nombreures discussions à ce Sujet,-on n’est pas encore d’aceord sur la valeur numérique de cette économie : je me propose de la définir d’une manière précise et dans les cas les plus généraux, en considérant d’abord un système de courants polyphasés quelconque à q phases décalées entre elles d’un angle de phase |3. Ce système peut appartenir à l’un ou à l’autre des deux types indiqués précédemment.
- i° Le type périodique, si les phases des q courants sont répartis sur une période complète;
- 2° Le type semi-périodique, si ces phases subdivisent seulement une demi-période.
- Les propriétés des deux types diffèrent essentiellement en ce que le premier n’exige que q conducteurs sans retour commun (le courant résultant étant nul), tandis que dans le second
- le courant est G = —et exige nécessaire-
- sin-
- 2
- ment un câble spécial.
- La puissance électrique transportable, étant égale à la somme des puissances de chaque courant pris isolément, est la même que si l’on disposait de deux conducteurs pour chacun d’eux, c’est-à-dire en tout de 2 q conducteurs; elle est la même, par conséquent, que celle d’un seul courant alternatif monophasé ayant une intensité égale à q fois l’intensité de chacun des courants polyphasés supposés égaux.
- L’avantage que peuvent présenter les courants polyphasés sur un courant alternatif ordinaire résulte donc du fait que lorsqu’on réunit les courants de retour en un seul, celui-ci, au lieu d’être égal à leur somme, est plus petit ou même s’annule complètement.
- Pour calculer l’économie qui en résulte, il faut
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- tenir compte de deux éléments également importants :
- i° Le voilage efficace réalisé : tandis que celui-ci a une valeur bien définie dans une ligne à courant monophasé, il présente plusieurs valeurs différentes dans les systèmes de courants polyphasés : l’une que l’on mesure entre les conducteurs d’amenée et le conducteur de retour commun ou le point neutre équivalent, et que j’appellerai tension étoilée U; les autres que j’appellerai tensions polygonales u, qu’on mesure entre les conducteurs deux à deux. C’est de la première seule qu’il y a lieu de tenir compte, toutes les fois que ia ligne ne présente pas de difficultés spéciales d’isolement. C’est de la seconde, au contraire, qu’on doit se préoccuper dans le cas où l’isolement de la ligne estdélicat, par exemple avec des câbles à 3 conducteurs.
- 2° La base de comparaison. Celle-ci peut être l'égalité de rendement de la ligne ou l'égalité du coefficient économique de l’installation, suivant la loi de lord Kelvin. Ces deux points de vue conduisent, comme on le verra, à des résultats absolument différents, et doivent être pris par conséquent également en considération; on se laissera guider par l’un ou par l’autre, suivant les cas.
- Pour effectuer la comparaison d’après la règle de lord Kelvin, il suffit d’admettre qu’on partd’un système de 2 q conducteurs séparés, calculés de façon à satisfaire à cette règle, et de voir comment on peut en réduire le nombre de façon à y satisfaire encore : en vertu même de l’énoncé, il faudra que l’économie relative réalisée sur le rendement soit égale à l’économie relative réalisée sur le poids de cuivre, et que par suite la densité de courant reste la même dans tous les conducteurs qu’avant la réduction.
- Au contraire, pour effectuer la comparaison d’après l’égalité de rendement, il faut admettre que toute l’économie porte sur le poids de Cuivre. Celui-ci sera donc plus faible que dans le cas précédent, mais l’ensemble de l’installation ne sera pas le plus économique possible.
- Enfin on pourrait inversement se proposer de faire porter toute l’économie sur le rendement en gardant le même poids de cuivre; ce cas conduisant aux mêmes chiffres que le précédent, en n’en changeant que l’objet, je le laisserai de côté, et n’indiquerai que les deux premières bases de comparaison.
- I. —Économie réalisée quand on passe du système monophasé à un système polyphasé de même tension étoilée (tension minima).
- a. Courants périodiques. — i° Si l’on prend comme base la règle de Thomson, il faut et il suffit qu’on supprime purement et simplement le conducteur de retour, car l’économie relative sur le cuivre et sur le rendement est égale; et elle est de 5oo/o quel que soit le nombre de phases (au-dessus de trois inclusivement); la perte de charge se trouve réduite aussi de 5o o/o; 2° Si on prend au contraire comme base l égalité de perte de charge et de rendement, on peut encore réduire de moitié le cuivre des q conducteurs restants. Le poids de cuivre n’est plus alors que 25 o/o du poids primitif.
- b. Courants semi-périodiques. —On sait que le
- courant résultant a pour valeur C = —= b I,
- sin L
- O
- en posant b =
- sin
- P
- ; les q conducteurs de retour
- de section s chacun seront remplacés par un conducteur unique de section .v approprié à ce courant.
- i° Si l’on part de la règle de Thomson, il faut conserver la même densité de courant dans ce nouveau conducteur, en lui donnant par conséquent une section x = bs. Le poids de cuivre et la perte relative en watts se trouvent réduits dans
- un meme rapport la perte de
- charge restant la même qu’auparavant.
- 2° Pour réaliser égalité de rendement, il faut conserver la même perte totale en watts, c’est-à-dire poser, en appelant S' la nouvelle section totale du cuivre et X S' celle du conducteur de retour,
- c/* P S'(i->)
- C2___à g* I2
- S'x ~ S
- = w.
- On trouve aisément que la valeur de X qui rend S' minimum dans ces conditions est
- 1 Q + b ‘
- La section du conducteur de retour a donc la même valeur relative que dans le cas précédent ; mais le cuivre total S et la perte de charge sont diminués respectivement dans les rapports
- (£+_*)• et
- \ 2? / <7
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- 326
- LÀ LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- H, —Augmentation de cuivre nécessaire quand la limite de tension efficace imposée s’applique à la tension maxima entre conducteurs.
- La tension entre les conducteurs deux à deux est maxima lorsque l’on considère les deux conducteurs les plus voisinsde l’opposition de phase,
- c'est-à-dire faisant entre eux un décalage a = ~ [i
- si q est pair, ou a= (3 si q est impair. La
- valeur de cette tension en fonction delà tension étoilée U est évidemment i/=aü, en posant
- • P
- a — 2 sin c.
- 2
- Pour ramener cette tension à la valeur admise pour chacun des q courants entre les conducteurs d’amenée et le conducteur de retour au point neutre, et qui est égal à LJ par définition, il faut réduire le voltage du système à une valeur a fois plus petite, ce qui, pour produire la même puissance, entraîne une augmentation inverse des courants qui doivent devenir a fois plus grands que précédemment : V — la,
- Ce changement modifie les poids de cuivre et
- les rendements d’un système polyphasé donné, dans des proportions qui sont encore différentes suivant la base de comparaison adoptée. „ i° Si l'on part de la règle de Thomson, on devra
- s' I'
- garder même densité de courant d’où — =®-j-
- — a. Il y a donc augmentation de cuivre aussi bien que de pertes en watts dans le rapport
- , la perte de charge restant la même.
- I'2 l2
- 2° A égalité de rendement, on doit avoir —r = ~- .
- s1, s
- D’ou — = a2; et la perte de charge varie dans s I'
- le rapport — - == a.
- Connaissant les valeurs des poids de cuivre et des rendements dans le cas des circuits à tension étoilée donnée, les rapports que nous venons d'établir permettent par de simples multiplications d’obtenir les nombres appréciables au cas où la tension maxima est donnée. C’est de cette façon que j’ai dressé le tableau ci-joint qui résume pour la première fois tous les élé-. ments relatifs à la comparaison cherchée.
- Comparaison des systèmes polyphasés au système monophasé
- (Les élément» de celui-ci étant pris comme unités)
- \ voïtugo étoilé (minimum) égal A voltage polygonal (maximum) ég ai
- - — —
- 1\U' la régla le lord Kelvin A égalité do rendent, de la ligne Par la règle 1 e lord Kelvin A égalité do rendent, do la ligue
- -—— — —-—-
- Poids de cuivre Poids do cuivre
- et Perte de charge. Poids de cuivre Perte de charge et Perte de charge Poids do cuivre
- perte en watts perte ou watts
- |. Formules générales
- i° Systèmes périodi- I I I I „
- ques à q phases.... 2 2 4 I - a 2 2 - a* 4 a .
- 2° Systèmes périodi- q + b A7 + *\s q+b qq + b (Q + b f • , <7 + ê
- ques à q phases.... 2q \ 2C7 / 2 q Cl 2 q a'VW) 2<7
- II. Applications particulières
- Expressions en 0/0
- Systèmes à 2 phases... IOO IOO 100 IOO IOO IOO IOO IOO
- s — 3 phases... 5o, 5o 25 IOO 86,6 5o 7- 173,2
- — 2 phases à
- 3 fils. . . 85,2 IOO 72,6 85,2 120.7 IOO I40 120 j 7
- — 2 phases à
- 4 fils... IOO IOO IOO IOO 100 IOO IOO IOO
- — 4 phases à
- 4 fils... 5o 5o 25 IOO 86,6 5o 75 173,2
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- • 327
- On voit que les chiffres de ce tableau présentent quelques divergences avec ceux qui ont été donnés à l’étranger récemment (x). On voit dans quelles énormes limites peut varier le poids de cuivre pour un même système suivant les circonstances.
- Pour le courant triphasé il varie de 25 à 86.
- Pour les courants diphasés il varie de 72 a 145.
- Le tableau précédent donne tous les éléments utiles pour la comparaison.
- Il montre surabondamment l’éclatante supériorité des courants triphasés sur les courants monophasés èt diphasés, à quelque point de vue qu’on se place. Cet avantage serait réduit en pratique d’un tiers environ par l’emploi d’un fil neutre au lieu du point neutre théorique, et par la nécessité de trois séries d’isolateurs au lieu de deux; mais tel qu’il est il reste très important.
- On voit aussi que le système diphasé à trois fils est toujours inférieur au système tétraphasé à quatre fils, et que dans certains cas la réduction des quatre fils à trois est une absurdité.
- Les deux meilleurs systèmes sont en définitive le triphasé et le tétraphasé. Le choix entre les deux dépend de considérations qu’il serait trop long de développer ici.
- Je ne parle pas ici du courant continu, parce qu’il n’y a aucune comparaison possible entre les courants continus et alternatifs au point de vue des tensions admissibles.
- Résumé et conclusions.
- Après avoir donné comme base à cette étude les propriétés générales des systèmes de courants polyphasés et des flux magnétiques tournants, j’ai indiqué une méthode de calcul nouvelle et complète, basée sur la notion des vecteurs tournants étendue non seulement aux flux magnétiques, mais encore aux intensités et aux forces électromotrices. La complication des nombreux courants simultanés qu’on considère habituellement disparaît ainsi et l’on n’a plus en présence qu’un seul courant vecteur primaire et un seul courant vecteur secondaire.
- Cette méthode a permis d’établir avec une extrême simplicité les notions nouvelles des inductions cycliques, puis la théorie générale
- (') Les calculs plus récents de MM. Weaver, Bell, Ken-nelly et Steinmetz ne se rapportent qu’au cas de l’égalité de rendement et ne sont pas absolument d’accord dans ce cas. Electrical World i3 et 27 janvier 1894.
- des machines et moteurs à flux tournant, dans l’hypothèse des circuits équilibrés, quelque soit le nombre de phases des courants employés, et enfin de déterminer pour la première fois les caractéristiques graphiques des moteurs synchrones et asynchrones.
- Le mode de représentation des épures polaires a donné le moyen de rattacher rigoureusement cette théorie à celle des transformateurs simples, et surtout de mettre en évidence le rôle spécial des deux parties primaire et secondaire d’un moteur asynchrone. J’ai établi en particulier que les courants et les couples réalisables peuvent être déterminés en fonction seulement de la carcasse et de l’enroulement primaire, tandis que les conditions de fonctionnement dépendent essentiellement du secondaire. On a pu ainsi éclaircir la théorie du démarrage restée obscure sur bien des points, et donner une méthode de calcul des moteurs (J).
- Enfin, les analogies des moteurs asynchrones polyphasés et monophasés ont été réduites à une proposition précise, qui a servi d’occasion à une comparaison rapide entre les types de moteurs synchrones et asynchrones.
- Je souhaite que la méthode graphique exposée ici puisse faciliter à d’autres l’étude des courants polyphasés, et compléter ainsi utilement la collection de ces « mental tools » (suivant l’heureuse expression de M. Kapp), qui ont rendu tant de services à ceux qui s’occupent des courants alternatifs (2).
- André Blondel.
- (') Ceux que la question des transformateurs-moteurs intéresse trouveront tous les éléments nécessaires pour la résoudre graphiquement en combinant la théorie des moteurs synchrones avec celle des transformateurs, et en réduisant le flux tournant produit par un induit à courant continu à sa première harmonique. Le courant continu lui-même est un véritable courant vecteur qui se traite comme les autres; toutes les propriétés vectorielles lui sont immédiatement applicables, et ce n est pas là un des moindres avantages de la méthode exposée.
- (®)Errata à vies précédents articles, t. L : P.36i, 2' col.
- ligne 12, ajouter dans l’expression de R,„ le facteur -—A-
- P. 356, i* colonne, intervertir i et I et de même u et U. — P. 474, les ordonnées des fig. 2 et 3 doivent être amplifiées dans le rapport 3: 2 et la fig. 3, retournée. — P 607, 1" colonne, lignes 12 et 14 en remontant, lire S1 au lieu de F. — P. 6i5, 2" colonne, ligne 9, en descendant, lire « forte » au lieu de « faible ».
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- CHRONIQUE ET REVUE
- DE LA PRESSE INDUSTRIELLE
- ù
- sin 9 -f cos 9
- ) 5
- Coûts relatifs de divers systèmes de distribution d’énergie électrique, par W.-D. Weaver(').
- L’économie de cuivre que procurent, sur le système à courant alternatif simple, les systèmes bi-et triphasés étant encore sujette à controverse, l’auteur a cherché par le calcul une solution nette de ce problème. Dans la première partie de l’article, les comparaisons sont faites sur la base de la force électromotrice efficace, et dans la seconde partie le terme de comparaison est la force électromotrice maxima. M. Kapp a déjà présenté cette seconde partie de la question, mais sans indiquer de quelle façon il est arrivé aux résultats indiqués.
- La figure i représente schématiquement un
- générateur biphasé. A et B sont deux sections de l’enroulement, dont les autres extrémités sont réunies et reliées à une troisième bague collectrice. Dans la figure 2, ce système est développé, les gros traits représentant les fils de l’induit ou le siège des forces électromotrices. Pour simplifier, nous admettrons que le point de jonction des deux fils d’induit est maintenu au potentiel zéro.
- La variation de potentiel en A et en B étant sin 0 et sin (0 -j- 90°), les forces électromotrices entre A et O, B et O, et A et B sont à chaque nstant respectivement sin (l,cosQ et (sin 0-j-cosQ), en négligeant les constantes, tandis que les forces électromotrices efficaces sont :
- (') Communiqué par YElectrical World.
- ou —-, — et i ; c’est-à-dire que la force électro-
- motrice entre les fils extrêmes est \2 fois plus grande que celle entre chaque fil extérieur et le fil de retour commun.
- En admettant que la résistance totale dans chacun des circuits est l’unité, les courants effi caces circulant dans les trois fils sont donc res-
- pectivement
- \! 2
- et 1 ; c'est-à-dire que le cou-
- rant dans le fil de retour commun est \l-2 fois plus intense que celui qui circule dans chacun des deux autres fils.
- La figure 3 donne le diagramme d’un générateur triphasé avec enroulement en étoile, à sections a, b, c.
- En admettant que le point de jonction des trois circuits reste au potentiel zéro, les potentiels aux extrémités des différents fils sont à circuit ouvert : en a = sin 9, en b = sin (120" -j- 9), en c = sin (240° + 9) = — sin (6o°+ 9); c’est-à-dire que les pôles d’un moteur triphasé diffèrent en phase de 6o°. C’est ce que l’on voit encore en traçant les lignes O M et O N symé triques à O c et O b.
- Dans le montage en triangle (fig. 4), les différences de potentiel a — c, b — a et b — c sont à chaque instant :
- A = sin 0 + sin (60° + 8) ; B = sin (6o* — 8) — sin 9 ;
- C = sin (60°—9) + sin (60“-}-8).... (2)
- Les forces électromotrices efficaces sont :
- Aefl —
- B^ir =
- Ct-ir =
- -E J' (sin0 + sin(6o-40)),d6ja==Y/
- I (3'
- ^ j (sin(6o‘-e)-sinoyd9 r= y/| (4)
- t/O __j
- L- r^sin(6oo-9) + (6o-+9))2dela = ^
- . °. J (5)
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ELECTRICITE
- * 329
- Gomme la force électromotrice engendrée dans l’une quelconque des sections d’enroule-
- yfc
- ment, comme en a, est —, si l’on ajoute à l’en-
- roulement d’un alternateur de 1000 volts, deux enroulements semblables, mais disposés pour donner des courants triphasés, la force électro-
- motrice devient
- vl
- , ou \j3 fois plus grande,
- /3 Uj,
- 2 J 2
- soit 1732 volts, au lieu de trois fois, c’est-à-dire 3ooo volts.
- Admettons maintenant que les courants cir-circulant dans les enroulements a, b et c, ou dans les trois fils de la ligne, soient x, y et z, et que la résistance de chaque section A, B et G est égale à l’unité; si nous désignons alors par A, B et G les courants dans ces sections, on
- Fig. 3 et 4-
- aura, à chaque instant, dans les branches de la ligne, d’après (2), les intensités de courant :
- X = A — B = 3 sin 0, y = B+C = 3^g^-^SJ»,
- S=A+C=3
- >/3 cos 8 2
- +
- 3 sin 6 2
- (6)
- (7)
- (8)
- Les figures 5, 6 et 7 représéntent trois systèmes : courant alternatif simple, courants biphasés et courants triphasés, alimentant chacun six lampes de même voltage. Les pertes sont respectivement’:
- Fig. 5 : 62 x2 = 72 watts;
- Fig. 6 : 3* x 1 + (3 v'2)* Xi + 3!Xi = 36watts ;
- Fig. 7 : (2 v'Ü)2 x 1 + (2 V3)2 X 1 + (2 V3)*x 1 =36 watts.
- Si dans la figure 5 nous ajoutions de chaque côté un autre fil d’un ohm de résistance, nous diviserions par 2 la perte R I2, qui deviendrait donc de 36 watts, comme dans les deux autres cas ; nous aurions alors la comparaison suivante :
- Puissance
- Courant alternatif
- simple............ 6 lampes
- Courant biphasé. 6 —
- — triphasé. 6 —
- Perte Kl't Fils Economie
- 36 watts 4 —
- 36 — 3 25 0/0
- 36 — 3 25 0/0
- L’économie de cuivre est de 25 0/0 pour les
- 6 amp. 6 amp. 3 amp. 3V2 amp.
- 3 amp, 2Vlfamp, 9V5&mp» avS’amp.
- Fig 5, 6 et 7.
- Les courants efficaces déduits de ces valeurs 3
- sont dans les trois cas Mais puisque la résistance de chaque section est l’unité, les courants y sont et, par suite, les courants de chaque
- branche du circuit extérieur sont ou
- v3 fois plus intenses.
- Nous pouvons maintenant établir une comparaison entre les divers systèmes. Nous admettrons que la perte RI2 et que le voltage sont les mêmes dans les divers cas, que chaque lampe prend un ampère et que chaque conducteur a une résistance de 1 ohm.
- systèmes polyphasés par rapport au système à courant alternatif simple, mais le système triphasé n’est pas plus économique que le système biphasé.
- Il convient, toutefois, de tenir compte également de la tension à laquelle est soumis l’isolant des conducteurs; ce facteur dépend, non de la force électromôtrice efficace, mais de la force électromotrice maxima.
- Si la force électromotrice efficace est l’unité,'
- son maximum est >/2, pour le cas du courant alternatif simple.
- Dans le système biphasé il en-est de même; mais la différence de potentiel entre les deux
- N?
- conducteurs est 1 /—- = 2 fois la valeur maxi-
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-
- 33o
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- ma de la force électromotrice; l’isolant supporte dans ce système un maximum de tension de \]2 X 2, lorsqu’on considère l’unité de force électromotrice efficace.
- Dans les calculs précédents pour le système triphasé nous avons supposé égale à l’unité la force électromotrice maxima dans chacun des fils d’induit, mais comme la différence de potentiel entre les branches du circuit extérieur est ^"3 fois cette valeur, la différence de potentiel maxima du système est ^3 ) qui correspond à
- A r - - - A"' B "4=1. L x. G H=Va7 {' V \ C-" D=V5 r
- H *•••-•{
- B D"'î
- Fig. s, 9 et 10.
- / O
- la force électromotrice efficace —. Donc, réduite à l’unité de force électromotrice efficace, la valeur maxima de la force électromotrice est
- si 31= V2. Les courbes des figures 8, g et
- 10 montrent les relations entre les différentes forces électromotrices ; A B représente dans chaque cas la force électromotrice efficace ou celle du courant continu prise pour terme de comparaison.
- Donc, pour l’unité de voltage efficace, les tensions maxima que supporte l’isolant sont respectivement pour les trois systèmes v;2, 2 et v/2; et si cette tension doit être la même dans lesdivers cas, lé voltage efficace devra être réduit dans le
- I O
- rapport — 20U Si les machines doivent
- V 21 V 2 '
- fournir la même puissance, les intensités de courant sont à augmenter dans le même rapport que les voltages ont été réduits, et les pertes RI2 deviendront donc (i)2, (Va)2, (2)2 et (V2)2pour les systèmes à courant continu, à courant alternatif simple, biphasé et triphasé; elles seront donc dans le rapport 1 : 2 : 4 : 2. Mais nous avons montré que pour une même puissance il y a économie de cuivre de 25 0/0 pour les systèmes polyphasés par rapport au système monophasé et au courant continu; le rapport devient donc 1 : 2 : 3 : i,5.
- Gela veut dire que pour la même tension à faire supporter à l’isolant et pour la même puissance il faudra 200 kilogrammes de cuivre avec le courant alternatif simple, 3oo kilogrammes avec les courants biphasés, i5o avec les courants triphasés, alors que la distribution à courant continu n’en exigera que 100.
- Ces nombres sont les mêmes que ceux auxquels était arrivé M. Kapp, à l’exception du nombre 290 trouvé par lui pour le système biphasé, au lieu de 3oo.
- A. H.
- Galvanomètre Holden (1893).
- Dans cet appareil le cadre C tourne autour d’un noyau fixe I. Quand on veut transporter l’appareil, on fait tourner l’enclencheur K de la
- Fig. 1 à 4. — Galvanomètre Holden.
- position figure 1 à la position figure 2, où il immobilise, le cadre C entre les taquets P P et le support V, et dans laqüelle on le fixe par la
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
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- vis N. On peut alors emporter l’appareil sans crainte de froisser la suspension S du cadre.
- ! Electrodes en carbone Liveing (1893).
- Dans les appareils électrolyseurs de M. Liveing, les anodes sont constituées par des mor-
- Accumulateurs Hough et March (1893).
- Les plaques de ces accumulateurs sont pourvues d’alvéoles d, plus larges vers le voile eque vers l’extérieur/, de façon à retenir automatiquement la matière active, litharge et eau acidulée, par
- [II]
- )
- a
- a
- a
- Fig. i et 2. — Accumulateurs Houg et March.
- le fait même de sa dilatation pendant la formation de l’accumulateur.
- ceaux de charbon de cornues reposant sur une grille isolante, reliés au fil positif par une tige de carbone d, appuyée sur eux par un poids dt. On obtient ainsi une anode à grande surface et peu coûteuse.
- Circuit de signal Daves (Compagnie Hall) (1892).
- En temps normal, quand il n'y a pas de trains sur la ligne a, les pièces de l’appareil occupent
- Fig. i. — Signal Daves.
- les positions indiquées sûr la figure ci-contre; le circuit de la pile at est fermé sur l’électro d, qui attire son armature ex de manière à fermer par J1. 4 h, le circuit de la pile b, sur le signal s.
- Dans cet état* le passage d’un courant violent
- et court — comme celui d’un coup de foudre — au travers de l’électro d, protégé par les résistances i et 2, pourrait fondre les contacts/et/', mais ne romprait pas le circuit b s.
- Au contraire, l’arrivée d’un train sur la ligne a,
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- mettant la pile a, en court circuit par ce train, fait lâcher par d l’armature e,, de sorte que le levier e, rappelé par le ressort e3, bascule et rompt le circuit bs en hhu lors même que les contacts ff seraient collés. Si les contacts h h étaient aussi collés, le circuit gs n’en serait pas moins coupé, et mis à la terre g2 par le trajet e, e3, 7, /, de sorte que le fonctionnement de l’appareil, c’est-à-dire, la suppression du courant au signal s et sa mise au danger, est complètement à l’abri des perturbations atmosphériques ; l’appareil est, de plus, comme en i 2, ii, jj...., protégé par l’intercalation de fils fins et très résistants 3, 4.
- G. R.
- Electrodynamomètre W. Thomson (1893).
- Cet appareil se compose de deux bobines à fils fins, a et b, réunies rigidement en c, enroulées en sens contraire, et suspendues aux crochets/ et'g sur deux couteaux : l’un concave, d, et l’autre droit, e, dans l’axe de leurs centres, et d’un enroulement fixe h i, enveloppant ces bobines. L’une des extrémités des bobines a et b est reliée à h par le spiral de rappel en bronze y, et l’autre à la borne o, par le spiral k et le fil n. Une aiguille p marque les indications de l’appareil sur un quadrant q. Le mode de suspension des bobines a et b évite la difficulté qu’il y a de maintenir l’alignement de deux couteaux droits
- Fig. i à 4. — Electrodynamomètre W. Thomson.
- dans un même plan, tout en conservant la sensibilité de ce mode de suspension.
- G. R.
- Téléphone électromagnétique à longue distance J. A. Brown (1893).
- L’aimant permanent de ce téléphone a son pôle nord 1 plus court que le pôle sud t1, prolongé
- par l’armature M M\ suspendue au ressort 1, au-dessus de l’armature N de i (fig. 3), de manière à y rayonner un champ très intense. 11 en résulte que, en transmetteur, quand on parle devant le diaphragme D, relié au ressort L, les moindres vibrations de ce diaphragme déterminent dans les électros O et P des courants suffisamment intenses pourtransmettre la parole
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ELECTRICITE
- 333'
- à de grandes distances, et que, réciproquement, en récepteur, les moindres variations du courant transmis par la ligne aux solénoïdes ü et P suf-
- Fig. i à 3. — Téléphone Brown.
- lisent pour faire parler distinctement la mena brane D. G. R.
- Appareil de démarrage automatique des moteurs à gaz système Niel.
- L’emploi des moteurs à gaz pourla production de l’énergie électrique est depuis longtemps réalisée, comme on sait, à la station centrale de Reims. Cette station comprenait tout d’abord deux moteurs à gaz de 5o chevaux. Elle s’est accrue, l’année dernière, de deux moteurs Niel à deux cylindres, de 80 chevaux, et d’un moteur Niel à un cylindre, de q5 chevaux.
- Les moteurs à gaz actionnent les dynamos par courroies, sans transmission intermédiaire. Leur régularité de marche a de plus permis de supprimer les accumulateurs, que le gazomètre remplace ici avantageusement. Mais il a fallu assurer l’automaticité de la mise en marche des moteurs, et c’est ce qu’on a réalisé en faisant usage de l’appareil de démarrage automatique, combiné par la compagnie des moteurs Niel, et dont nous donnons la description d’après le Génie civil.
- Cet appareil a pour but de mettre en marche, avec la précision la plus absolue, sans crainte
- d’explosion, aussi bien à vide qu’en charge, un moteur à gaz, quelle que soit sa puissance, et sans qu’il soit nécessaire d’agir sur les volants, soit à bras, soit à l’aide d’un moteur auxiliaire.
- On obtient ce résultat en déterminant derrière le piston du moteur une première explosion d’un mélange d’air et de gaz, sous une pression quelconque, réglable à volonté, et suffisante pour imprimer au moteur une vitesse permettant de vaincre toutes les résistances passives du moteur et des transmissions appareils ou machines qu’il doit entraîner.
- L’appareil de mise en marche, représenté par la figure i, comprend :
- i° Une pompe à main A servant à introduire un mélange comprimé d’air et de gaz dans le cylindre du moteur et dans le corps de pompe B ;
- 2° Un appareil d’enclenchement qui assure l’immobilité du volant pendant la compression;
- 3° Enfin un corps de pompe B, dans lequel se meut un piston P servant à déclencher l’appareil précédent.
- Ce corps de pompe est muni, en outre, d’un in-fiammateur électrique I et d’une soupape S qui sert à isoler le corps de pompe du cylindre du moteur, celui-ci une fois en marche; cette soupape se manœuvre à l’aide du levier à came C.
- Voici comment se produit le fonctionnement :
- Le tenon T étant enclenché dans le volant, et le moteur étant à la position qui suit immédiatement l'allumage (à ce moment le clapet d’allumage et la soupape d’échappement doivent être fermés), on comprime, en manœuvrant assez rapidement le levier L de la pompe A, un mélange d’air et de gaz dans le corps du moteur Le gaz arrive par un tuyau raccordé à un robinet placé en C et relié à la conduite générale, de préférence entre la poche en caoutchouc et le moteur, de façon à permettre de réduire la pression le plus possible. On laisse ouvert le robinet de purge R, pendant les cinq ou six premiers coups de piston de la pompe, on referme ce robinet, puis on abaisse la soupape S en relevant le levier C.
- On ouvre alors le robinet de purge du cylindre placé à l’arrière du moteur, à proximité du tube d’allumage, et l’on pompe dix à vingt coups, suivant la puissance du moteur, de façon à expulser complètement l’air et les produits de combustion pouvant se trouver dans le cylindre et à le remplir de mélange, afin d’assurer ainsi
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- l’inflammation, puis on referme le robinet de purge du cylindre et on continue à pomper; lorsque la résistance ne peut plus se vaincre d’une seule main, il faut cesser la manœuvre de la pompe et fermer le robinet d’arrivée de gaz en G.
- On abaisse le levier C et on allume le mélange comprimé en faisant passer une étincelle électrique dans Tinflammateur I. L’explosion se produit alors dans le corps de pompe B d’abord et pousse le petit piston P, qui, par l’intermédiaire de sa bielle, déclenche le volant; le verrou de sûreté V, suivant le piston P dans son
- déplacement, vient se rabattre dans son-logement, et maintient le tenon éloigné du volant.
- L’explosion abaisse la soupape S, se propage dans le cylindre du moteur et chasse ensuite le piston, qui s’est déjà mis en marche sous l’action du mélange comprimé non enflammé, accélère son allure et lance les volants avec une vitesse suffisante pour leur permettre de vaincre la compression suivante et les autres résistances.
- La puissance de l’explosion dépend du degré de compx-ession, qu’il ne faut pas exagérer. Avant de déterminer l’inflammation, il est nécessaire de disposer tous les organes de distri-
- Fig. i. — Appareil de démarrage automatique des moteurs à gaz.
- bution (cames, robinets, régulateur, brûleur et galet d’échappement) pour la mise en marche à la façon habituelle.
- La soupape d’allumage est de plus calée à l’aide d’un coin interposé entre la came et le galet du levier d’allumage.
- La succession des explosions dans le corps de pompe et dans le cylindre du moteur évite les chocs toujours violents, lorsque l’explosion se produit en présence de masses considérables au repos, et toutes les causes d’usure et d’accidents qui en sont la conséquence.
- Cet appareil ue démarrage, outre qu’il supprime le tournage à bras du volant, toujours si dangereux, assure la régularité de fonctionnement, condition primordiale en matière d’éclai- |
- rage. Il fait disparaître une des dernières objections que l’on pourrait faire à l’emploi des moteurs à gaz dans des installations d’électricité publiques ou industrielles de quelque importance.
- . Les moteurs à gaz de 80 chevaux à deux cylindres de la station de Reims consomment, à vide, 14 5oo litres de gaz par heure, et en charge 45ooo litres. La consommation du moteur de 45 chevaux est de 8000 litres à vide et de 27500 litres en pleine charge. La compression préalable est de 3,8 kilog. par centimètre carré.
- Dfins ces nouveaux moteurs à deux cylindres,’ les manivelles sont calées à 1800 et non plus à 36o" comme dans les anciens types de moteurs à quatre temps. C’est là un détail qui a son im-
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
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- portance; il en résulte un équilibrage parfait des masses en mouvement, sans que la régularité de marche des moteurs en souffre, puisque la lumière reste absolument fixe.
- Une nouvelle forme de machine à influence, par M. James Wimshurst (').
- En 1891, j’ai présenté une nouvelle forme expérimentale de machine à influence (2) qui m’a permis de montrer que presque toutes les combinaisons de verre et de métal, et même de plateaux de verre unis, lorsqu’ils sont mus et touchés convenablement, peuvent produire un flux d’électricité.
- C’est l’une de ces combinaisons un peu modi-
- Flg. 1
- fiée et étendue que j’applique maintenant. La machine se compose de deux plateaux de glace, chacun de 1 mètre de diamètre et de 6 millimètres d’épaisseur, et montés à une distance de 2 centimètres sur un axe. L’axe est mû par une manivelle, et les plateaux tournent dans un seul sens. L’intervalle des plateaux est occupé par quatre bandes verticales de glace, deux adroite et deux à gauche de la machine; ces bandes verticales sont découpées du côté de l’axe suivant un certain angle, de façon que leur écart soit plus grand à la circonférence que vers le centre des plateaux. Chaque bande porte un balai A et un inducteur reliés métalliquement; les balais sont en fil fin et frottent légèrement à la surface * (*)
- (') Philosophical Magazine, de Londres.
- (*) La Lumière Électrique, t. XLII, p. 54.
- des plateaux. Les bandes de glace sont maintenues en place à leurs extrémités dans des rainures et peuvent être mises et ôtées à volonté.
- Tout l’ensemble est renfermé dans une cage de verre, et sous tous les rapports la machine est étudiée pour un usage expérimental. La. dimension limitée de la cage rend petites les distances d'isolement entre les diverses parties, et la longueur d’étincelle est réduite. Toutes les surfaces sont recouvertes de vernis, et quand les balais sont neufs et en bon état, la machine' est auto-excitatrice.
- Les charges ne sont pas sujettes à s’inverser quand les pôles sont éloignés au-delà de la distance explosive, car toutes les charges induites passent alors par les balais égaliseurs C C. Le courant neutralisant peut aussi être interrompu sans interrompre l’excitation, mais alors les charges sont alternativement positives et négatives à chaque demi-tour des plateaux.
- Les expériences suivantes donnent une idée approximative de l’efficacité de la machine.
- Tous les plateaux étant exempts de charge électrique et tournant à soixante tours à la minute, la machine, abandonnée à elle-même, s’arrêtait au bout de quarante-sept tours ; ceci mesure le frottement de la machine.
- Ensuite, les plateaux tournant pareillement tandis que les charges s’échangeaient, on a trouvé que les plateaux s’arrêtaient au bout de vingt-trois tours. Le frottement de la machine est par conséquent à peu près égal à la répulsion des charges électriques.
- En reliant des bouteilles de Leyde de 5o centimètres carrés d’armature aux bornes, distantes de 10 centimètres, les plateaux tournant à la même vitesse, la machine s’est arrêtée après avoir produit 80 étincelles.
- Quant au nombre d’étincelles par tour, eti faisant tourner la machine on a compté sept étincelles de 2,5 cm., cinq de 5centimètres, quatre de 7,5 cm., et trois de 11 centimètres.
- On a ajouté alors huit secteurs métalliques (d’ensemble 728 centimètres carrés par plateau); l'auto-exciiation devint alors telle que, sans fermer aucun circuit, l’approche des doigts produisait des décharges.
- En fermant le circuit entre les balais, les plateaux paraissaient étincelants d’électricité, et les décharges s’échappaient en grande partie par la circonférence, principalement en haut et
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- en bas dans l’intervalle des bandes verticales, car les charges des plateaux deviennent, de positives, négatives, en passant d’une bande à l’autre. On pourrait améliorer ce point, mais la disposition actuelle a l’avantage d’assurer la permanence des charges respectives.
- Il faut remarquer que des bandes d’étain sont placées sur les faces internes des bandes de glace; elles sont destinées à recueillir et à conduire à la terre une partie des charges des inducteurs, mais la liaison à la terre n’a pas été nécessaire.
- Quand la machine fonctionne, on entend à distance le passage des charges des plateaux aux balais ; on dirait le bruit d’une roue à aubes.
- Cependant les charges sont réduites d’environ s5 o/o par l’addition des secteurs.
- On a fait d’autres essais en mettant sur l’axe une poulie de 7,5 cm. de diamètre et en le faisant tourner par un poids pendant de 7 kilogr. Une chute de 1 métré du poids produisait 70 tours quand les plateaux n’étaient pas excités et 10 tours quand ils l’étaient.
- En employant les mêmes bouteilles de Levde que précédemment, la chute du poids de 1 mètre a produit 28 étincelles de g centimètres.
- En tenant compte de la distance explosive et négligeant le frottement de la machine; on voit qu’un poids de 450 grammes tombant de moins de 3o centimètres produit une étincelle de 9 centimètres de longueur. Il ne faut cependant pas oublier qu’une grande quantité d'électricité passe par le circuit égaliseur.
- E. R.
- REVUE DES TRAVAUX
- RÉCENTS EN ÉLECTRICITÉ
- SOCIÉTÉ INTERNATIONALE DES ÉLECTRICIENS
- Séance du 7 février 1894.
- M. le docteur d'Arsonval présente au nom de M. Bonetti une nouvelle machine électrostatique, modification très importante de celle de Wimshurst.
- Le perfectionnement apporté à cette machine
- par M. Bonetti consiste à supprimer les secteurs et à lui adjoindre deux nouveaux balais frotteurs. Dans ces conditions le débit de la machine se trouve considérablement augmenté. Si l’on prend, en effet, deux machines, une avec secteurs, l’autre sans secteurs, il est facile de constater, soit en les employant à la charge de bouteilles de 'Leyde, soit par la fréquence des étincelles, que la' machine sans secteurs a un débit de 3 à 4 fois plus fort que celui de la machine avec secteur.
- Le renversement de polarité en marche n’est pas à craindre dans cette machine.
- Il est vrai qu’il est nécessaire de l’amorcer, mais l’amorçage se fait si facilement qu’il n’y a aucun désavantage de ce chef. Pour l’amorcer il suffit de placer le doigt en un point quelconque vers la circonférence de l’un des plateaux extérieurs.
- Si l'on veut renverser la polarité de la machine, il suffit de placer le doigt au même endroit sur le plateau opposé.
- Cette propriété a un grand avantage en électrothérapie, car elle permet de remplacer la polarité sans avoir rien à changer dans les jonctions du malade avec les conducteurs.
- M. Bonetti avait fait part à M. Wimshurst des perfectionnements qu’il avait apportés à sa machine; M. Wimshurst lui a répondu qu’il avait déjà prévu ces perfectionnements, mais qu’ils ne lui avaient pas donné de bons résultats; il est vrai qu’il n’employait qu’un seul balai.
- M. d’Arsonval donne du reste lecture de la lettre de M. Wimshurst. Cette lettre est datée du mois d’avril 1893.
- Depuis cette époque, M. Wimshurst a apporté à sa machine des perfectionnements qui ne sont autres que ceux indiqués par M. Bonetti, et revient complètement sur sa première-affirmation au sujet du fonctionnement de sa machine sans secteurs.
- M. d’Arsonval expose ensuite comment, dans de nombreuses expériences sur l’ozone, il a pu obtenir ce dernier, sans aucun appareil spécial, par l’action des courants alternatifs sur l’oxygène liquide.
- Il ne faut pas, en effet, songer à obtenir l’ozone à l’aide d’une machine à influence. La quantité d’énergie pour transformer l’oxygène en ozone èst assez considérable, de sorte que la machine à influence n’en peut donner que des
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- proportions absolument dérisoires l’énergie dépensée pour faire tourner, la machine étant très faible.
- La seule difficulté, dans le procédé de M. d’Ar-sonval, pour obtenir ce gaz en grande quantité était de pouvoir préparer, dans un laboratoire, de l’oxygène liquide sans se servir des appareils de Cailletet et Pictet. Voici comment l’auteur y arrive.
- On sait que le chlorure de méthyle ne permet d'abaisser la température que jusqu’à — 23°, mais en se servant de la propriété bien connue des alcarazas on peut reculer considérablement cette limite.
- Il suffit pour cela de placer le chlorure de méthyle dans un vase poreux de pile. Par suite de la chaleur absorbée par l’évaporation du liquide à la surface de ce vase, la température s’abaisse jusqu’à — 62°. Si l’on y ajoute de la neige d’acide carbonique, la température descendra jusqu’à — 100 à — io5°. Ce n’est pas encore suffisant pour liquéfier l’oxygène sous pression, mais si l’on remplace le chlorure de méthyle par du protoxyde d’azote liquide, par exemple, la température pourra s’abaisser suffisamment.
- Si l’on place alors dans le vase poreux un vase de fonte plongeant dans le mélange refroidissant et en communication avec une bouteille à oxygène comme celles que l’on trouve actuellement dans le commerce, on obtient très rapidement d'assez grandes proportions d’oxygène liquide.
- Tel est le procédé que M. d’Arsonval tenait à signaler dès maintenant, se réservant de revenir dans une prochaine communication sur les propriétés de l'ozone ainsi obtenu.
- M. Baudot fait ensuite une communication sur la télégraphie multiple et sur les appareils qu’il a imaginés pour la réaliser.
- L’auteur, considérant que la télégraphie constitue une branche de l’électricité un peu en dehors des connaissances ordinaires des électriciens, se trouve obligé de faire avant tout un véritable cours de télégraphie générale où il expose avec beaucoup de clarté les différents systèmes de télégraphie simple ou multiple et les causes qui l’ont conduit à imaginer son système ainsi que les exigences particulières auxquelles il répond.
- Il n’est pas possible de résumer l'intéressante communication de M. Baudot sans donner un grand développement à cette analyse. De plus, l’auteur, entraîné par un sujet auquel il a consacré plus de vingt années d’études, a dû écourter considérablement la dernière partie de sa conférence, celle qui avait trait à la description de ses appareils tels qu’ils sont construits actuellement et qu’ils fonctionnent sur la plupart des grands réseaux de France et d’Italie.
- Nous laisserons donc provisoirement de côté la communication de M. Baudot, nous réservant d’y revenir plus tard, s’il y a lieu, lorsque nous aurons tous les détails nécessaires sur son système de télégraphie. Il ne serait pas, du reste, impossible que, comme l’a demandé M. de Romilly, l’auteur consentît à entretenir une seconde fois la Société de ce sujet intéressant et à donner une description complète de ses procédés.
- F. G.
- Hystérésis dans l’allongement du nickel et du fer sous l’influence de l’aimantation, par H. Nagaoka (*).
- Depuis la découverte par Joule (2) du changement de longueur du fer par l’aimantation, ce sujet a été étudié par Mayer (s), Barrett (4), Bid-well (5) et Berget (G). Bichvell élucida spécialement l’action des champs très intenses et découvrit plusieurs faits nouveaux concernant les variations de longueur dans les substances ferromagnétiques.
- Jusqu’ici, toutefois, on n’a rien établi de bien décisif en ce qui concerne les variations de longueur qui se produisent sous l’influence des variations cycliques de l’aimantation. L’objet de la présente investigation est de rechercher si l’on observe dans ce cas une hystérésis et d’en déterminer l'importance.
- Avant d’arriver à un résultat défini, l’auteur a fait plusieurs essais infructueux. La première
- (') Philosophical Magazine, t. XXXVII. p, i3i, 1894.
- (*) « Reprint of papers », t. I, p. 235.
- (’) Philosophical Magazine. (4), t. XLVI, p. 177.
- (*) Nature, 1882.
- (") Proceedings of the Royal Society, 1886 ; Phü, Trans., 1888,, Proc. Roy. Soc., 1890; La Lumière Electrique, t. XLV, p. 187.
- (°) Comptes rendus, t. XCV, p. 722; La Lumière Électrique, t. XLVI, p. 495.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- . méthode de mesure employée étant celle des franges d’interférence. Un disque de laiton était brasé à l’extrémité d’un fil de fer; il portait une „ Jame de verre plane à peu dedistance de laquelle était une lentille plan-convexe d’environ 40 centimètres de distance focale, avec 23 points fins . marquées sur sa face plane. La lentille reposait „ sur un trépied. Ces différentes pièces avaient . été détachées d’un dilatomètre de Fizeau. La variation de longueur était déterminée en observant -le déplacement des franges produites par la lumière du sodium. Les points de repère mar-t qués sur la lentille permettaient de déterminer les allongements de l'ordre de grandeur des centièmes de la longueur d’onde D. Mais comme chaque observation prenait plusieurs minutes, il était difficile de maintenir la température con-, stante; de plus, vu l’uniformité des franges, il n’était pas toujours facile d’en compter le nom-
- Fig-, 1 et 2.
- bre. Il était donc nécessaire de recourir à une méthode plus délicate, et, si possible, de compenser les effets de la température.
- Un dispositif à levier a également été essayé; mais le fonctionnement en était trop capricieux pour permettre de faire des lectures exactes.
- Ces défauts sont en grande partie évités dans l’appareil ci-dessous, et dont les figures 1 et 2 donnent des projections horizontale et verticale. La partie essentielle consiste en une forte barre de laiton de 53 centimètres de longueur, 1 centimètre de largeur et 1,1 cm. de hauteur, montées sur trois vis calantes lu /2, /3, Une petite rainure soigneusement polie, à section triangulaire, est pratiquée le long de la barre, qui est munie à une de ses extrémités d’une colonnetteen laiton p, également munie d’une rainure triangulaire dans laquelle s’appuient deux pointes du levier. Celui-ci, dont les deux surfaces (l’une portant un miroir ni) sont représentées dans la figure 3, est
- constitué par une pièce rectangulaire de laiton à trois pointes d’acier pu p2, ps, dont deux,/?1(/?2, reposent dans la rainure de p. La troisième pointe £>3 est en contact avec une petite lame de verre fixée à l’extrémité de la tige de laiton mobile. Le point de contact se trouve dans le prolongement de l’axe du fil dont on veut étudier les variations de longueur. La distance de la ligne pu p2 au point p3 est de 1,125 mm.
- Des essais préliminaires ont montré que les positions relatives de ces trois fines pointes d’acier ne sont pas directement affectées par les forces magnétisantes.
- La pièce de laiton présente trois trous Ai, h2, A3, dont deux, A.,, A3, servent à un fil de laiton attiré en son milieu par un ressort à boudin s2 en laiton. Un ressort semblable ^ est fixé à la troisième ouverture hx. Ces ressorts peuvent être réglés à l’aide de deux tiges glissantes n,, fixées latéralement à là barre.
- Fig. 3
- La plus grande difficulté de la mesure de l’allongement magnétique résulte des variations de température produites par le courant passant dans la bobine magnétisante. Pour cette raison, la plupart des expérimentateurs n’ont fait passer le courant que pendant un temps très court, en observant l’allongement avant que la température ne produisît son effet. Il en résulte que les variations de longueur ne sont obtenues que par échelons. L’auteur a trouvé que l’effet, de la température peut être compensée en appliquant le principe du pendule compensateur..Dans ce but il se sert de tiges de zinc qu’il combine avec le fil de fer et les pièces de laiton de façon que les allongements se neutralisent sur l’ensemble du système.
- Les extrémités de la tige de zinc z (fig. 1) sont concaves et laissent pénétrer en leur centre les extrémités convexes des tiges de laiton d,w'-Aux extrémités du fil w sontbrasées deuxcourtes tiges de laiton w' w1 d’environ 1 centimètre de longueur et 5 millimètres de diamètre,
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- Une tige de laiton b est placée en contact avec w'. Cette tige porte à une extrémité la lame de verre sur laquelle repose la pointe d’acier p3 du levier. La série de tiges aboutit par l’autre extrémité à un arrêt formé d’un prisme triangulaire de laiton portant une tige de laiton d. Le prisme est placé dans la rainure à section triangulaire; il présente une fente g qui permet à la vis de serrage c de le fixer dans une position telle que le plan du levier soit perpendiculaire à l’axe du système. La légère traction exercée par les ressorts st, s2 suffit à ramener le levier pendant la contraction.
- La tige est placée à l’intérieur d’un solénoïde de 3o centimètres de longueur disposé horizontalement et perpendiculairement au méridien magnétique. Sa résistance est deo,63 ohm; pour une intensité de courant d’un ampère il donne une intensité de champ de 37,97 unités C. G. S. Le diamètre intérieur du solénoïde est de 3 cen-
- 11
- Fig. 4
- timètres, et aucune partie de l’appareil de mesure ne le touche. On place l’appareil dans l’axe du solénoïde et on fait coïncider le milieu du fil avec le milieu de la bobine.
- La méthode optique d’observation des déviations du miroir nécessite quelques explications. Lorsqu’on emploie la méthode Gauss-Poggen-dorff pour observer à une grande distance, il faut éclairer fortement l’échelle et employer une bonne lunette; lorsqu’on emploie l’image réfléchie sur une échelle transparente, il convient de faire usage d’une lampe électrique ou d’un bec oxhydrique; ces inconvénients peuvent être évités de la manière suivante.
- Un fil fin de verre / (fig. 4) est placé verticalement dans le foyer d’une petite lentille achromatique c et éclairé par une lampe l. Le rayon est réfléchi sur le miroir m par un prisme à réflexion totale/?. Après réflexion par le miroir plan, le rayon passe à travers une lentille achromatique L, dont la distance focale est d’environ 70 centimètres dans le cas actuel. On observe
- l’image du fil de verre dans un microscope M muni d’un micromètre. Dans ces expériences, le microscope grossit environ 40 fois; 1776 divisions du micromètre équivalent à 524", 1, c’est-à-dire qu’une division correspond à o”,295. La variation de longueur accusée par un déplacement d’une division du micromètre est donc de
- 0,112? X 0,295 X 4.848 x 10—0
- 2
- = o,8o5x 10—2 * * * * 7cm.=o,ooi37XD,
- en désignant par X„ la longueur d’onde de la raie D.
- Dans les expériences avec le fil de nickel la contraction était si considérable que l’image du fil sortait du champ du microscope. La lentille et le microscope ont alors été remplacés par une lunette au foyer de laquelle était placée une échelle divisée en dixièmes de millimètre; une division correspond à 20,2 X 10' 0 cm. Il aisé de voir que la lentille c peut être remplacée par la lentille L. A cet effet, il faut placer le prisme entre M et L, et le fil t à une distance telle que le chemin optique à travers le prisme jusqu à la lentille soit égal à sa distance focale.
- Cette méthode de mesure de petites déviations angulaires peut être appliquée dans un grand nombre de cas. L’auteur a trouvé qu’il était avantageux de remplacer le prisme p et le miroir m par un prisme à réflexion totale fixé en m.
- Le courant magnétisant était fourni par des piles Bunsen; on en mesurait l’intensité à l’aide d’un galvanomètre gradué de Thomson. Ce galvanomètre était étalonné par comparaison avec une balance à déci-ampèrès. L’intensité du courant était modifiée d’une manière continue à l’aide d'un rhéostat à liquide intercalé en circuit.
- L’hystérésis accompagnant les variations de longueur du nickel n’est pas aussi compliquée qu’avec le fer; décrivons donc d’abord quelques expériences faites avec ce métal.
- Un fil de nickel de 19,4 cm. de longueur et 2,o3 mm. de diamètre fut recuit en le plaçant dans la direction magnétique est-ouest à l’intérieur d’un tube de porcelaine chauffé au rouge dans un feu de charbon de bois. Puis le fil fut fixé sur l’appareil et introduit dans le solénoïde. On fit augmenter graduellement l’intensité de courant jusqu’à obtenir un champ de 10,2 unités C. G. S.
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- La contraction du fil est d’abord très lente, mais pour un champ d’environ 8 unités, la variation devient plus rapide. Lorsqu’on diminue l’intensité de champ, le fil tend à revenir à son état primitif, mais en ne suivant pas le même chemin. Il y a un certain retard dans les valeurs de l’allongement sur celles du champ. Quand le
- Fig. 5. — Contraction relative d’un fil de nickel de l = 19,4 cm. et d = 2,04 mm.
- champ est redevenu nul, le fil reste contracté de 38,2 X io~8 de sa longueur primitive. .
- Après inversion du sens du courant, le fil continue à revenir vers sa première forme; mais ce mouvement s’arrête vers une intensité de champ d’environ 5. A partir de ce point, le fil se contracte de nouveau, et dans le champ de — 10,1 unités, sa longueur est à peu près la même que dans le champ -f- 10,2.
- La figure 5 représente ces variations de la longueur en fonction de l’intensité de champ;
- Intensités de ciuim/l
- Fig. 6 — Allongements relatifs de fils de fer de différentes longueurs : A, / = 15,4 cm. =66d; B, l — 10,5 cm. = 22 d ; C, / =: 5,o cm. = 10,6 d.
- le chemin est parcouru dans le sens indiqué par les flèches et par l’ordre des lettres de l’alphabet inscrites sur cette figure. On voit que la courbe cyclique comporte deux boucles symétriques par rapport à l’axe du champ nul.
- En répétant ces mesures entre des champs maxima de -|- 3o unités, après un nouveau recuit du fil, on a obtenu une courbe semblable à
- la précédente; enfin, les courbes pour des champs encore plus intenses ne présentent pas de différences notables par rapport à celle de la figure 5.
- La contraction du fil de nickel aimanté ne présente pas de maximum dans les limites de l’expérience, mais les courbes ont deux points d’inflexion, l’un dans les champs faibles, l’autre dans les champs assez intenses. Les variations de longueur mesurées affectent presque les mêmes valeurs que celles trouvées par Bidwelli
- Avant d’indiquer les résultats relatifs à l’hys-térésis dans le fer, décrivons quelques expériences sur les variations observées dans des fils de fer de différentes longueurs. Les courbes
- 15X10'
- -300 -200 -100 0 100 200 300
- Intensités de charn-fi
- Fig. 7. — Fil de fer de l — 19,4 cm. et d z= 2,83 mm.
- A, B, G (fig. 6) représentent les élongations observées dans des fils de fer ayant respectivement pour longueur 66,22 et 10,6 fois leur diamètre. Pour le plus long, l’allongement atteint un maximum dans un champ d’environ 70 et présente un point d’inflexion avant ce maximum. Les courbes B et G n’atteignent point leur courbe d’inflexion. En prolongeant la courbe B (voir figure 8) on trouve le maximum pour un champ de 23o unités. Cette relation entre l’allongement et la longueur de l’aimant est très analogue à la relation bien connue entre l’aimantation et la longueur.
- Les modifications imprimées à la longueur d’un fil de fer par un cycle d’aimantation sont
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- si complexes qu’il est nécessaire de les décrire d’une façon détaillée. Une expérience faite sur un fil de 19,4 cm. de longueur et 2,83 mm. de diamètre fera saisir la nature de l’hystérésis. La courbe de la figure 7 montre que l’allongement dans les champs faibles augmente graduellement, mais qu’au-delà d’une certaine intensité de champ l’augmentation est rapide jusqu’au point d’inflexion, à partir duquel l’augmentation est de moins en moins rapide jusqu’au point d’allongement maximum correspondant à un champ d’environ 70 unités. Au-delà de ce point, l’allongement diminue continuellement. La courbe ainsi tracée jusqu’à l’intensité de champ 3o5 est désignée par a b cd.
- Lorsque le courant diminue, le fil s’allonge de nouveau, mais moins, de sorte que la longueur du fil est moindre sur le chemin de retour pour les mêmes valeurs du champ jusqu’à l’intensité 120. Là, les deux branches de la courbe se coupent. Dans les champs plus faibles, l'allongement est alors plus considérable dans la courbe descendante que dans la courbe ascendante. A la valeur 25 du champ, le fil commence à se contracter assez brusquement. Toutefois, dans un champ nul, le fil est encore plus long qu’au premier maximum. Le champ devenant négatif, la longueur du fil continue à décroître, mais seulement jusqu’au champ — i5. En ce point se trouve un minimum et le fil se rallonge ensuite, pour atteindre un nouveau maximum de longueur à l’intensité de champ —70. Puis le fil se raccourcit de nouveau à peu près comme il le fait dans les champs positifs ascendants. Au retour, la branche In de la courbe est inférieure à la branche k l. Les deux branches se coupent au champ — no; enfin le dernier maximum correspond au champ —25.
- Quoique la courbe d’hystérésis pendant un cycle soit très complexe, elle est symétrique par rapport à l’axe d'intensité de champ nulle. Il est évident que les maxima et les minima de la courbe sont dus au retard de l’allongement maximum.
- Les allongements présentent à peu près les mêmes valeurs que celles trouvées par Bidwell. L’intensité de champ à laquelle le fil revient à sa longueur primitive est probablement d’environ 400 unités. On trouve le même résultat en extrapolant les courbes données par Bidwell.
- La forme de la coürbe se modifie quelque peu
- lorsque l’intensité de champ limite est seulement un peu supérieure à celle correspondant au maximum d’allongement. C’est ce que montre la figure 8, résultat d’une expérience faite sur un fil de 10,5 cm. de longueur et 4,75 mm. de diamètre. La grosseur relative de ce fil fait que le premier maximum ne correspond qu’au champ 23o. Comme particularité, on observe qu’au lieu des maxima de la figure 7, cette courbe ne présente que des ondulations en / et en n.
- L’auteur donne encore des courbes cycliques doubles obtenues en répétant deux cycles d’aimantation sur le même fil, mais avec des champs maxima de valeurs différentes. Nous nous con tenterons de reproduire dans le tableau ci-dessous les valeurs d’observation qui ont servi à tracer ces courbes.
- Fil de fer : l — 14,2 cm, d— 2,83 mm.
- Premier cycle.
- II SI 7 x 10 H a 1 T x 10 H SI -JX10
- O O — 27,3 24,3 — i5,6 26,3
- 17,7 i3,5 — 34,i 25,4 O 25,2
- 27,3 >7,1 — 4i,o 26,0 i3,o 24,2
- 32,7 20,5 — 47,5 26,5 25,2 24,0
- 46,2 24,4 — 58,0 27, I 3i,4 2-4,6
- 60,2 26,5 — 74,8 27,7 38,6 25,3
- 74,0 27,4 - 66,9 27,9 43,9 26,0
- £6,2 27,7 — 5l ,8 27,9 57,4 26,9
- 43,5 27,7 — 35,4 27,9 62,8 27,2
- 20,9 27,7 — 23,9 27,9 72, I 27,3
- O 25,5 — 20,5 27,3
- Second cycle.
- 72, I 27,3 0 29,0 — 32,7 32,3
- 90,0 27,2 — 9,2 27,2 — 16,4 32, I
- 115 26,7 — 23,4 25,5 O 28,9
- 193 24,7 — 31,5 25,7 8,9 27,2
- 215 23,6 — 40,0 27,0 24,3 25,0
- 282 19,3 — 5o,o — 57,6 27,9 3i,4 25,5
- 197 21,6 24,3 28,0 42,2 26,9
- i53 - 84,7 28,3 55,4 28,2
- 106 28,9 — i35 27,6 66,0 84,5 28,2
- 79,o 3o,5 — 280 18,7 28, I
- 63,2 3i,9 — 184 22,7 89,0 28,0
- 40,8 32,2 — 118 28,4 f 15 27,7
- 25,2 32,2 — 74 3i ,8 144 27,2
- 16,7 3i,7 — 59 32,3 184 26,0
- 8,9 3o,7 — 47 32,3 286 18,8
- Les expériences qui viennent d’être décrites prouvent que l’allongement du fer et la con-
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- traction du nickel par l'aimantation présentent très nettement de l’hystérésis. La courbe d’hystérésis est symétrique par rapport à l’axe des forces magnétisantes nulles. Lorsque le fer est aimanté, on ne peut le faire revenir à sa longueur initiale en renversant simplement le champ. Pendant l’impression de ce mémoire, M. Lochner a publié les résultats de son étude sur l’allongement du fer doux (1). La courbe
- -100 o 100
- Intensités de chatn.fi
- 300 H
- Fig-. S. — Fil de fer de / = io,5 cm. et d — 4,75 mm.
- donnée dans la figure 3 de son travail indique nettement l’existence d’une hystérésis.
- A. II.
- Cycles d’allongement et de torsion magnétique, par le prof. C.-G. Knott (*).
- En mesurant les variations de longueur de fils de fer et de nickel soumis à des aimantations cycliques, M. Nagaoka a étudié un problème d’une extrême difficulté. Non seulement la quantité à mesurer est extrêmement minime, mais à moins qu’on ne prenne des précautions méticuleuses, la mesure est troublée par d’inévitables changements de température, Avec une habileté expérimentale admirable, M. Nagaoka a appliqué le principe du pendule compensateur; et la remarquable régularité des courbes qui représentent ses résultats instructifs est une
- f*) La Lumière Électrique, t. L , p. 533.
- .(*) philospplijçql Magazfne, t. XXXVII, p. 141, 1894.
- preuve de la perfection de la compensation. Les expériences originales de Joule et toutes les expériences analogues plus récentes ont démontré l’existence de ce qui peut être appelé un allongement résiduel lorsqu’on cesse de faire agir la force magnétisante. M. Nagaoka nous a donné maintenant l’histoire complète du cycle d’allongement magnétique, et il a fait pour cette recherche beaucoup plus difficile ce que War-burg et Ewing ont fait pour le cycle d’aimantation.
- Il n’est pas sans intérêt de comparer les résultats de M. Nagaoka avec des résultats du même genre que j’ai obtenus il y a quelques années. Dès i838, Wiedemann (*) découvrit ce fait que, lorsqu’on fait passer un courant dans un fil de fer aimanté longitudinalement, ce fil éprouve une certaine torsion. En x883, j’ai ob^ servé le même phénomène avec un fil de nickel placé dans les mêmes conditions, et plus récemment encore avec un fil de cobalt (2). J’appellerai ce phénomène l’effet Wiedemann.
- Maxwell suggéra qu’il pourrait être expliqué en tenant compte de l’effet magnétique Joule qui a fait l’objet du travail de M. Nagaoka. Dans mes mémoires sur ce sujet, j’ai montré que cette explication est probablement la vraie. Le caractère général de l’effet Wiedemann dans les trois métaux magnétiques est conforme à ce que l’on peut s’attendre à trouver si l’on admet l’explication de Maxwell. Certaines particularités mêmes font supposer l’existence de particularités correspondantes dans l’effet magnétique Joule, particularités que M. Bidwell a observées depuis (3).
- Dans mon mémoire de 1891, j’ai donné les cycles de torsion magnétique pour le fer et le nickel. Pendant qu’un courant invariable traversait le fil, on faisait varier graduellement le champ longitudinal auquel il était soumis entre des limites + JC, et on observait la torsion à des moments convenables. Entre d’étroites limites du champ, la courbe d’hystérésis obtenue en portant les torsions en fonction de l’intensité de champ étaient semblables à la courbe bien connue de l’hystérésis magnétique. Mais en employant des champs plus intenses que celui
- (') Elelitricitœt, de Wiedemann, t. III.
- (!) Traits. Roy. Soc. Edin., t. XXXII, XXXV et XXXVI. (3) Proc. Roy. Soc , t. I, p. 495, 1892.
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- .343
- qui produisait la torsion maxima, les branches de la courbe d’hystérésis se coupaient deux fois et formaient trois boucles. La ligure 1 ci-dessous en est un exemple; la courbe en gros trait représente le cycle de torsion magnétique.
- Dans le cycle d’allongement magnétique, le changement de sens de la force magnétisante ne produit pas de changement de sens de l’allongement. D’autre part, dans le cycle de torsion magnétique, lorsque la force magnétisante passe par zéro, des valeurs positives aux valeurs négatives, la torsion tend à en faire de même, quoique avec un certain retard. Supposons maintenant que nous changions le sens de la torsion pendant une moitié du cycle. En d’autres termes, prenons l’image réfléchie d’une
- F13. 1
- moitié de la courbe, comme l’indique sur la figure la partie dessinée en trait fin. Puis, arrondissons les angles aigus à l’aide des lignes dessinées en pointillé, et nous obtenons une courbe semblable à la courbe d’allongement de M. Nagaoka (voir figure 7 de l’article précédent).
- Les courbes d’allongement magnétique obtenues avec le nickel sont toutes de la forme simple à deux boucles, parce qu’il n’y a pas de contraction maxima. Mais avec des limites plus étendues du champ, la courbe de torsion magnétique pour le nickel est exactement semblable à celle du fer. La raison en est simplement que pour le nickel il existe un champ de torsion maxima pour chaque valeur du courant traversant le fil, quoiqu’il n’y ait pas de champ d'allongement maximum- L’explication de ce fait est donnée cfaps mon mémoire de t8S,8,
- Il suffit de remarquer que la torsion dans des conditions données des forces magnétisantes circulaires et longitudinales ne dépend pas seulement de l’allongement, mais aussi de quelque fonciion de ces forces, fonction qui change de signe avec elles et à laquelle doit être attribuée en grande partie ou même exclusivement l’existence d'un maximum de torsion. Car, même dans le cas du fer, qui présente un maximum d’allongement, le maximum de torsion se produit dans un champ de valeur tout à fait différente, En fait, le champ de torsion maxima varie avec l'intensité du courant passant dans le fil,
- Le caractère général de I’hystérésis dans le cycle d’allongement magnétique établi par les délicates expériences de M. Nagaoka concorde parfaitement avec ce que l’on peut déduire du caractère de I’hystérésis dans le cycle de torsion magnétique, phénomène dont l’étude expérimentale est une des plus simples de ce genre.
- A. II.
- Sur l’électro-aimant, par O, Frœlich (').
- III.
- Après avoir établi une loi applicable à toutes les formes ordinaires de l'électro-aimant, nous allons en examiner les corollaires et les applications.
- Pour vérifier notre loi par les faits, nous donnerons comme exemple trois électro-aimants, deux appartenant à des machines Hopkinson (1 et 2) et le troisième étant constitué par une machine Siemens à pôles intérieurs (3); deux de ces machines ont des induits en anneau (2 et 3), l’autre possède un induit en tambour (1); les machines de Hopkinson sont bipolaires, celle de Siemens et Halske est tétrapolaire; les dimensions et les proportions sont essentiellement différentes dans les trois cas.
- La figure 9 montre la relation de la résistance magnétique avec le degré de saturation; les lignes ponctuées représentent les droites résultant du calcul. Pour 1 et 3 l’écart est assez grand au début; cet écart provient de ce que les caractéristiques ne sojît pas établies eptre les li-
- (‘) La Lumière Électrique du 10 février 1894, p. 293.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- mites —oo et -j-oo et retour pour donner la* courbe moyenne; elles partent au contraire de ; zéro ou plutôt du magnétisme rémanent. Si les! caractéristiques étaient déterminées comme, nous venons de l’indiquer, l’influence du ma-( gnétisme rémanent disparaîtrait et la coïnci-, dence avec la droite serait également satisfai-ï santé dans les premières parties de la courbe. Du reste ces écarts du début n'ont pas grande, importance pratique. j
- Abstraction faite de ce défaut, la concordance entre les courbes et les droites est satisfaisante.;
- Dans ces différents cas, la loi est donc appli-j cable. En général, on rencontrera rarement des1 cas qui ne permettent pas d’appliquer cette loi, car on peut toujours trouver trois points com-
- Degré tte seU”ra&or\
- Fig. 9
- muns entre les courbes pratiques et calculées. Ci-après, nous donnons les détails des nombres observés et de ceux calculés pour les trois machines en question.
- Machine Ilopkinson à tambour.
- K’ _= 12,9 x io° P0 = 1840 x 10—‘
- P, = 69,1 x io-°.
- 0 X 0,4 71 obs. M I cale. A Ux obs. 10“ cale.
- 2 35oo 3710 0,18 1750 i853
- " 4 75oo 7480 0,45 1875 1871
- 6 1 i5oo I 1400 0,87 1917 1900
- 8 i55oo i56oo i,63 1938 iq5o
- IO 20600 20780 3,45 2060 2078
- I I 24700 24600 5,79 2245 2240
- 12 33ooo 33ioo 13,3 2750 2762
- Machine Ilopkinson à anneau.
- K' = 4,21 x io° P0 = 2o3o x 10—"
- P, = 02,5 x io-°.
- « 0,4 7T M I U X IOn
- O
- x 1 — X — ——1 1 - -- —
- X
- obs. cale. obs. cale.
- 0.5 IOOO 1020 0, i3 2000 2040
- 1,0 2000 2o5o o,3i 2000 2050
- 1,5 3ioo 3ioo 0,55 2070 2070
- 2,0 4200 4180 0,91 2100 2090
- 2,5 5250 53oo 1.46 2100 2120
- 3,0 65oo 656o 2,48 2170 2190
- 3,5 8200 8 [No 4,93 2340 2340
- 4,0 1 )6oo 12880 19,05 2900 3220
- Machine à pôles intérieurs Siemens et Ilalske.
- I 1 j, 1 MI 1 „ , 1 n E
- =r = - U = - 0,4 r. -r~ — - P„ 4- - P, =;---
- 1 E p p K p p E' — E
- E' = i33
- P„ = 210 X 10—4
- P, = l8,3 X 10—4.
- 1 I É X IO*
- E obs. cale. X obs. cale
- 10 0,19 0,21 0,08 190 212
- 20 0,42 0,64 0,43 o, 18 210 213
- -3o 0,65 0,29 213 215
- 40 0,87 0,87 0,43 218 218
- 5o 1,11 1,11 0,60 222 221
- 60 i,35 i,35 0,82 225 225
- 70 1,62 I ,6l 1,11 231 230
- 80 1,90 I ,90 1,51 238 238
- 90 2.26 2,24 2,09 240 248
- IOO 2,71 2,66 3,o3 4,78 271 266
- I IO 3,32 3,27 302 298
- 120 4,55 4,55 9,a3 379 379
- Le dernier exemple indique le mode de calcul à employer lorsqu’on ne connaît que la force électromotrice et l’intensité du courant.
- On peut se demander comment cette loi se rattache à la formule que l’auteur a établie empiriquement et dont il s’est servi pour développer sa théorie de la machine dynamo; cette dernière formule peut s’écrire :
- IC = IC"
- p M I + PL M I’
- (8)
- en appelant K le nombre de lignes d’aimantation dans les inducteurs, K" un maximum apparent de ce nombre, un peu différent en général
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 346
- du nombre K' employé précédemment, M I le nombre d’ampères-tours, pu un coefficient.
- . On déduit de cette formule :
- MI 11
- 0,4 71 K = 0,411 (ü k" — K'
- On voit que cette expression s’identifie avec la formule (1) lorsque
- K' = K" 1
- Notre formule empirique équivaut donc à la nouvelle formule dans le cas où la résistance initiale est égale au coefficient d’accroissement. C’est le cas des petits entrefers et, en général, des machines dynamo modernes.
- Si l’on donne aux coefficients K'' et (/. de l’ancienne formule des valeurs telles que les deux formules donnent les mêmes résultats pour les points
- K=|K' et K = ^ K',
- on obtient
- K." K1 ^ ’4* 1
- 25 P, f
- _ r 25 P, ( 0°)
- “ 0,4 f K' (3 P0 + 2 P.) (2 P0 + 3 P,) J
- De cette façon les coefficients de - notre ancienne formule sont ramenés à ceux de la nouvelle et par suite aux dimensions et aux propriétés magnétiques du fer. La théorie de la machine dynamo prenant l’ancienne formule pour base ne nécessite donc aucune modification, puisqu’elle s’applique aux aimantations de valeur moyenne. On pourrait établir une théorie plus complète à l’aide de la nouvelle formule, mais elle serait plus compliquée et pas plus pratique que la théorie actuelle.
- Voyons maintenant les applications directes de notre loi.
- En ce qui concerne la principale application, le calcul des électro-aimants, notre loi ne constitue pas un progrès, car elle n’est qu’une autre forme du théorème de Ilopkinson. Ce dernier permet de déterminer l’action magnétique graphiquement, tandis que nous l’obtenons par le calcul. Les deux procédés présentent à peu près la même exactitude.
- Les avantages de notre loi se manifestent tout d’abord dans les observations faites sur des machines réalisées. Tandis que la représentation
- graphique de la caractéristique ne donne pas d’indication précise sur les propriétés magnétiques des différentes parties de la machine, le calcul, d’après notre formule, donne la résistance magnétique de l’air et les deux constantes magnétiques du fer, le maximum des lignes d’aimantation et le coefficient d’accroissement; la courbe donne en quelque sorte la somme des grandeurs magnétiques, tandis que la formule distingue entre les différents facteurs.
- Même si l’on ne connaît ni les dimensions ni les propriétés magnétiques du fer, la formule donne dans chaque cas d’application le degré de saturation; de plus, certaines constantes qui ne dépendent pas des dimensions des pièces, comme le quotient du coefficient d’accroissement par la résistance initiale, fournissent d’importantes données de comparaison des machines.
- Il serait également très intéressant de déterminer à l’aide de notre formule les constantes magnétiques d’une machine immédiatement après sa construction, puis après une longue période de fonctionnement; on pourrait alors étudier les variations qui pourraient intervenir dans les valeurs des constantes.
- L’application de notre formule permet de ramener l’électro-aimant de la machine à une forme plus simple, à une section uniforme et sans fuites magnétiques, ce qui présente l’avantage de permettre une comparaison rationnelle des types de machines les plus divers. Si l’on prend, par exemple, pour base la section de l’armature et les propriétés magnétiques du fer de l’armature, on peut déterminer pour chaque machine la longueur « réduite » de l’entrefer et celle du fer, deux dimensions importantes.
- Si l’on compare des machines de construction différente, on obtient la résistance magnétique, des épanouissements polaires, des culasses, des armatures, etc., et l’on peut examiner si, comme le pense Kapp, la résistance magnétique de l’air est variable avec la qualité et la nature de la surface du fer voisin.
- En général, l’avantage de l’emploi de la formule est de remplacer les courbes par des chiffres et de pouvoir séparer les différentes parties de l’électro-aimant en même temps qu’elle introduit la notion importante de la résistance magnétique de l’électro-aimant.
- Cette notion est très utile dans l’appréciation
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- des propriétés magnétiques des diverses sortes de fer.
- En premier lieu on peut déterminer la résistance magnétique de l’armature; c’est-à-dire de la pièce que l’on place entre les deux pôles de l’électro-aimant à essayer. A cet effet, on effectue les mesures avec deux pièces de fer de dimensions différentes; mais il faut que les surfaces de contact restent les mêmes dans les deux cas.
- En prenant, par exemple, des barres d’égale longueur, on donne à leurs extrémités les mêmes dimensions, mais des sections différentes au milieu de la pièce.
- Si u0 est alors la résistance magnétique de l’électro, ux celle d’une des pièces de fer, u2ce\\e de l’autre, on a pour les deux cas :
- m I,
- 0,4 77 =U„ + Ua ,
- En appelant u' la résistance magnétique par unité de longueur et par unité de section d’une pièce formée de fer que l’on essaye, on a
- u, = q, u
- ut = qt u',
- q1 et g,2,étant des nombres dépendant des dimen-mensions des deux barres. On tire des équations précédentes :
- v! — —l-— o,4itw (b-~
- \K. K J
- i /il, Il l.\
- u, — -------o,4ti m — r,-----) •
- ° J_______y \qi M <7= W
- q, <7s
- Pour chaque valeur de K on peut donc déterminer u' et u0.
- De plus, en appliquant notre loi aux courbes de u1 obtenues pour les différentes sortes de fer, on peut déterminer pour chaque sorte trois coefficients magnétiques qui caractérisent les propriétés magnétiques mieux que ne le fait la courbe.
- Terminons par l’établissement d’une règle pour la construction d’un électro-aimant.
- Ce problème se pose habituellement ainsi :
- On donne les dimensions de l’entrefer, les di-vmensions et les propriétés magnétiques de l’armature, delà culasse et des pièces polaires, les coefficients de dispersion, et le nombre d’ampères-tours par centimètre des noyaux; on doit chercher la longueur de noyaux nécessaire
- pour atteindre un certain nombre de lignes d’aimantation dans l’armature.
- D’après ce qui précède, on a pour l’électro-aimant :
- MI L . L, , L, , L3 , U
- 0,477-lT=7T + 75-«lCl + +
- les indices o, i, 2, 3, 4 s’appliquant respectivement à l’armature, aux noyaux, aux pièces polaires et à la culasse. L est la longueur, Q la section, c le coefficient de dispersion, u la résistance magnétique d’après la formule :
- um = p°,„ + p\ Mais, d’autre part,
- c,„ K
- K'„ —c„K’
- Ml = (MI)i L„
- en désignant par (M I)t le nombre d’ampères-
- Fig, 10
- tours par centimètre de l’axe des noyaux; il vient donc
- 0,4 71
- (MI), ' K
- ih£t\
- Q J
- L.
- L , L, Q+Q, ’
- 1 ba L,
- + p- W3 C3 + "j=r UtCf
- rv3 Oi
- En appelant U' le second nombre de cette équation, qui exprime la résistance magnétique de l’électro-aimant moins les noyaux, la longueur des noyaux est donnée par :
- L3 =
- U'
- 0,47c
- (M I), Ua Ca
- kT "oT
- (U
- La quantité U' représentée en fonction du degré de saturation (fig. 10) est une droite A ; pour le dénominateur de la formule (11) on obtient la courbe B. Il suffit donc, pour avoir la longueur à donner aux noyaux en vue d’atteindre un certain degré de saturation, de prendre sur ces courbes les ordonnées correspondantes A et B et de faire
- A. II.
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ J '
- 3 ^ 'T
- J4/
- FAITS DIVERS
- Le nouveau président de la Société des Ingénieurs civils, M. du Bousquet, a consacré son discours inaugural à la question des grandes vitesses sur les chemins de fer.
- On parle beaucoup depuis quelque temps, dans les journaux et dans le public, de la possibilité de porter la vitesse des trains â i5o et 200 kilomètres à l’heure. On a même été jusqu’à prononcer le chiffre de 25o kilomètres. Mais se doute-t-on des difficultés à surmonter pour atteindre de semblables vitesses et de l’énorme déploiement de puissance qu’elles exigeraient ?
- Après avoir montré les progrès accomplis par la locomotive, M. du Bousquet signale en 1893, sur la ligne de Berlin à Hambourg, une vitesse de 83 kilomètres, et en Amérique, sur celle de New-York à Chicago, entre Syracuse et Rochester, une vitesse de 89 kilomètres à l’heure. En France, les vitesses ont varié comme suit : 62 kilomètres par heure en 1873, 69,6 en i883, 72 en 1889, 82 en
- 1893.
- C’est donc l’Amérique qui, pour parler le langage actuel, détient le record de la vitesse moyenne avec 89 kilomètres à l’heure; puis vient l’Angleterre avec 86 kilomètres, l’Allemagne avec 83 kilomètres, la France avec 82 kilomètres.
- En fait, les vitesses de 110 et de 120 kilomètres à l’heure sont atteintes tous les jours, pendant de longs trajets, sur certaines pentes. Mais pourquoi ne marche-t-on pas partout à 120. kilomètres à l’heure?
- Après en avoir indiqué les raisons secondaires, M. du Bousquet fait l’aveu suivant ;
- « Si nous ne marchons par partout â 120 kilomètres à l’heure, c’est que nous ne le pouvons pas.
- « La locomotive n’a pas actuellement la puissance nécessaire pour remorquer à cette vitesse, ailleurs que dans les pentes, les trains qu’on lui donne â traîner.
- « 11 ne s’agit donc pas d’une question de sécurité venant d’un manque de stabilité de la locomotive, mais bien d’une question de puissance. »
- M. du Bousquet considère ensuite l’influence du poids de la locomotive. En prenant l’exemple de 4 machines pesant respectivement ioo, 75, 5o et 35 kilog. par cheval, ce qui correspond à des puissances spécifiques de io; i3,33; 20 et 28,5 chevaux par tonne, il montre que les vitesses limites que pourraient atteindre ces machines sont de i32, 148, 175 et 195 kilomètres à l’heure.
- Avec un poids par cheval de plus en plus réduit, on peut aborder des problèmes de plus en plus difficiles, atteindre des vitesses de plus en plus grandes, à la condition que le poids du train reste constant.
- Qu’a-t-on fait pour la locomotive? La machine Çrampton primitive pesait, 5o tonnes approvisionnement compris; elle pouvait faire environ 400 chevaux. Elle pesait donc ia5 kilog; par cheval ; les machines que l’on construit
- actuellement pèsent environ 80 tonnes et peuvent produire, jusqu’à 1100 chevaux; c’est donc 72 kilog. par cheval. On peut dès à présent réaliser un nouveau progrès et gagner un dixième du poids, ce qui mettra le cheval, à 65 kilog.
- M. du Bousquet termine en déclarant que son but a été de mettre ses auditeurs en garde contre les exagérations, toujours dangereuses parce qu’elles amènent des désillusions, et de bien définir le problème qu’il faut aborder pour arriver à augmenter encore les vitesses.
- Malheureusement, M. du Bousquet a complètement négligé un côté important de la question, celui de l’application de l’électricité. Les moteurs électriques permettraient en effet d’obtenir des puissances spécifiques bien plus considérables que la locomotive à vapeur, et c’est dans cette voie, croyons-nous, que l’on devra s’engager pour augmenter les vitesses.
- Une grande activité est donnée en ce moment en Belgique aux diverses applications industrielles de l’électricité. Le succès de l'installation de la fabrique d’armes d’Herstal, à Liège, dont toute la transmission est électrique, a décidé plusieurs grands établissements industriels à entrer dans cette voie. Ainsi, la Société de la Vieille-Montagne, qui possède plusieurs centres de production de force motrice à vapeur, va les supprimer et installer une grande usine centrale, dont la puissance sera distribuée électriquementaux différents centres d’utilisation.
- Cette Société compte ainsi réaliser une économie sur le coût de l’énergie, puisque cette dernière sera produite par de puissantes machines, pourvues de tous les perfectionnements les plus récents.
- M. Pieper, le constructeur de Liège, aménage en ce moment une voiture de chemin de Jer de l’Etat belge, en vue de faire des expériences de traction électrique sur les voies ferrées à écartement normal.
- Sur le rapport de M. Schützenberger, l’Académie des sciences a décerné à M. Goquillon une partie du prix Monthyon (arts insalubres) pour l’invention de son gri-soumètre.
- Cet appareil est fondé sur ce fait expérimental établi par l’auteur : « Tout gaz combustible mélangé à une quantité suffisante d’oxygène ou d’air est complètement brCtlé en présence de fils de platine ou de palladium portés à l’incandescence. »
- Daiis les eudiomètres à étincelles, la détonation du mélange d’air et de gaz carburé cesse de se produire, et la combustion de se propager lorsque le gaz combinant est en trop grand excès par rapport au gaz combustible.
- Cet inconvénient, très grand pour des recherches d’ordre industriel, disparaît entièrement en utilisant
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- 348
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- Inobservation de M. Coquillon, et l’on arrive sans difficulté à apprécier o,25 o/o de grisou dans un mélange donné.
- Le grisoumètre a pour organes principaux : un tube gradué mesureur; un brûleur contenant un fil de platine rendu incandescent au moyen d’un courant électrique fourni par une source portative d’électricité; deux cloches contenant l’une de la potasse, l’autre de l’eau pure; un flacon permettant à volonté d’aspirer ou de refouler le gaz d’une partie de l’appareil dans l'autre. On peut donc mesurer le mélange gazeux avant la combustion, après la combustion et après absorption de l’acide carbonique par la potasse.
- L’appareil de M. Coquillon peut servir, non seulement à la recherche du grisou dans les mines, mais aussi à des analyses de gaz combustibles. Ainsi, M. Gréhant, en le modifiant convenablement pour augmenter sa sensibilité, a pu déceler, par son intermédiaire, i/5oo d’oxyde de carbone dans l’air.
- Il résulte d’une lettre de M. Castel, inspecteur général des mines, que le grisoumètre Coquillon présente, par rapport aux autres appareils construits dans le même but, les avantages suivants :
- t° II est le seul permettant de doser le grisou d’une façon suffisamment exacte;
- Il a rendu et est appelé à rendre de réels services dans l’exploitation des mines de houille.
- D’autre part, la direction des houillères de Saint-Étienne certifie qu'elle emploie ce grisoumètre pour ses analyses et que cet appareil, installé depuis 1890, y fonctionne régulièrement et a fourni des indications avec une approximation de un millième quand l’air chargé de ga? a été préalablement débarrassé par la potasse de l’acide carbonique pouvant s’y trouver mélangé.
- La Gazette officielle du Patent office américain vient d’adopter une innovation qui ne pourra qu’être bien accueillie. Depuis son dernier numéro, elle publie une liste des brevets expirés, qui permettra aux électriciens en particulier de se tenir au courant de l’état des importants brevets qui régissent presque tous les appareils électriques de l’industrie.
- Les applications de l’électricité à l’art militaire se multiplient. Nous avons donné ici même des renseignements démaillés sur les installations électriques du cuirassé ie Jaurèguiberry. Le cuirassement de ce dernier n’est pas encore terminé qu’une nouvelle unité de combat lui succède avec un outillage des plus perfectionnés.
- Le croiseur de troisième rang le Linois vient d’être lancé à la âeyne par la Société des Forges et Chantiers. Moins puissant que le Jauféguibérry, il est néanmoins armé d’une artillerie sérieuse comprenant 4 pièces de
- 14 centimètres en batterie barbette sur le pont, 2 canons de chasse et de retraite de 10 centimètres, plus 4 pièces de 47 millimètres, sans compter la menue artillerie de mitrailleuses ou maxims.
- L’électricité actionne des treuils, bennes, monte-charges qui desservent ces diverses pièces et amènent les munitions des soutes jusqu’aux canons» èt même dans les hunes pour le service des bouches de petit calibre mentionnées plus haut.
- L’éclairage extérieur et intérieur est assuré par des machines électriques.
- D’apparence très élégante et simple croiseur de troîsîètne classe, le Linois n’en a pas moins un tonnage de 23oo tonneaux, une longueur de 102 mètres, une largeur de 10 mètres et un creux de 7 mètres. Sa vitesse devra atteindre 20 nœuds à tirage forcé avec 6600 chevaux, et 18 nœuds au tirage naturel avec 4800 chevaux. C’est donc un échantillon remarquable de construction militaire sur lequel l’électricité jouera un rôle très important qu’on n’eût guère osé prévoir il y à peu d’années.
- Dans les fabriques américaines, on se sert de deux procédés pour régénérer le caoutchouc provenant des rebuts et déchets de tissus caoutchoutés.
- L’un de ces procédés consiste à broyer les différents objets et à les réduire en poudre la plus menue possible, à en séparer par le tamisage les fibres textiles qui trouvent mélangées. Le résidu est soumis à l’action de la vapeur d’eau à la pression de six atmosphères, puis on le passe entre deux cylindres pour en faire des bandes ou feuilles de peu d’épaisseur.
- Dans le second système on passe les objets de rebut entre deux cylindres cannelés pour les réduire en morceaux de 1 centimètre carré environ, puis on carbonise le tissu végétal en faisant bouillir le tout avec de l’acide sulfurique dilué. On lave à l’eau pure, puis avec une solution légèrement alcaline; enfin, l’on sèche entre deux cylindres.
- Dans ces deux genres d’opérations, il est à remarquer que l’action de la vapeur est la plus importante, puisque la gomme ne devient susceptible d’être travaillée qu’a-près avoir été soumise soit à la vapeur d’eau, soit à l’ébullition.
- L’élasticité du caoutchouc ainsi obtenu est suffisante pour que ce produit soit employé à l’imperméabilisation des étoffes, ou pour enduire les câbles ou autres objets soumis à une longue immersion.
- Un accident assez rare dû à la foudre s’est produit l’été dernier dans une mine de la Nouvelle-Écosse. Un puits d’une mine dont l’exploitation avait été provisoirement interrompue et où s’accumulait du grisou fut, pendant un orage* lé siège d’une explosion. La foudre étant
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- tombée sur le bâtiment d’administration, elle atteignit les poulies en fer du puits, descendit par les câbles d’extraction en acier, et provoqua l’explosion de l’air grisouteux.
- Dans les applications que l’on fait maintenant de l’électricité à l’intérieur des mines, il est bon de se rappeler qu’il faut éviter toute rupture de circuit, toute production d’étincelles. C’est en particulier aux balais des dynamos et des moteurs qu’il convient de prendre les dispositions nécessaires soit pour éviter les étincelles, soit pour les séparer complètement de l’air ambiant. Quant à la rupture des circuits, on sait que divers moyens permettent de les éviter ou de les rendre inoffensifs; tel, entre autres, le câble Atkinson à conducteur enroulé en hélice extensible.
- L’Elehtrotechnische Zeitschrift fait remarquer qu’au mois d’octobre 1871 Pacinotti a publié dans le Nnovo Cimento une étude sur les appareils Ruhmkorff dans laquelle on rencontre le passage suivant : « J’ai ajouté au faisceau de fils de fer une armature afin d’obtenir un circuit magnétique fermé. L’action plus énergique sur le galvanomètre fait espérer que cette disposition sera également avantageuse dans les grands appareils Ruhmkorff. »
- L’inventeur de la dynamo industrielle aurait donc également reconnu les avantages du circuit magnétique fermé dans les appareils à induction.
- WWVWWWWW^WVVS
- Voici les prix de revient auxquels on arrive, à New* York, pour la traction électrique par accumulateurs essayée depuis juin 1893 sur la grande ligne de la Seconde Avenue, où 5 voitures sont en circulation. Chaque voiture renferme 144 éléments, dont 16 sont employés â l’éclairage et à l’excitation des moteurs. La capacité des accumulateurs est de 11 ampères au kilogramme.
- Chaque voiture a 2 moteurs de 25 chevaux, dont un sert de réserve. Vitesse moyenne, 18 A 19 kilomètres à l’heure; parcours, 32 kilomètres, effectué en 2 heures 1/2 à 3 heures, en comprenant les arrêts. Débit normal des accumulateurs, 5,5 à 6 chevaux. Moyenne du parcours journalier effectué par les 5 voitures, G5o kilomètres.
- Prix de revient par voiture-kilomètre en centimes :
- Personnel............................. i5,5
- Charbon................................. 7,0
- Huile, chiffons, eau................... o,5
- Entretien des moteurs, etc............. 1,0
- Dépréciation des batteries.............. 5,o
- Total... «....... 29,0
- D’après M. Eo'ris (Génie ciint), la soudure électrique des rails, sans tenir compte des économies qu’elle permettrait de réaliser sur les traverses, en supprimant leur rapprochement au voisinage des points, et sur l’entretien
- de l’éclairage, procurerait une économie sur la dépense d’établissement.
- L’éclissage renforcé de la Compagnie Paris-Lyon-Méditerranée revient à 9,88 fr. ; sur l’Ouest, la dépense ne s’élève qu’à 4,72 fr. En admettant que, pour souder, il faille employer une puissance de 1 kilowatt ou i,36 cheval par centimètre carré pendant 6 minutes, comme la section des nouveaux types de rails des compagnies françaises ne dépasse jamais Go centimètres carrés, on trouve, comme prix d’une soudure avec les rails les plus forts, 4,10 fr. en évaluant le prix de l’énergie à o,5o fr. par cheval-heure.
- Le projet d’établissement d’un tramway électrique sur route reliant Vals*les-Bains à Auberias vient d’être déposé à l’administration des ponts et chaussées. La voie adoptée est à l’écartement de 0,7$ m. Ce tramway est appelé à rendre de réels services à la population des deux villes.
- Le Conseil d’Etat, dans son audience du 12 janvier 1894, statuant au contentieux sur la requête du ministre du Commerce, de l’Industrie et des Colonies, contre un arrêté en date du 6 mars 1893, par lequel le conseil de préfecture du département de la Seine s’est déclara incompétent pour statuer sur un procès-verbal de contravention dressé contre les sieurs Crédé et Sert, directeur et ingénieur d’une usine située boulevard Voltaire, 81, pour avoir déversé en égout des eaux chaudes qui ont détérioré un câble téléphonique, a décidé que les dispositions du décret-loi du 27 décembre 1851 relatives à la protection des lignes télégraphiques doivent être appliquées aux lignes téléphoniques, et que les détériorations aux câbles téléphoniques doivent être considérées comme des contraventions de grande voirie.
- Nous avons dit que le système de traction électrique de M. J.-J. Heilmann a été essayé entre le Havre et Beuze-ville-Bréauté. Les expériences faites le 2 de ce mois ont permis de constater que la locomotive Heilmann peut remorquer un train de 90 tonnes à la vitesse de 55 kilomètres par heure sur une rampe de 8 millimètres par mètre et à la vitesse de 80 kilomètres â l’heure sur une. rampe de 3 millimètres par mètre. Des renseignements plus complets font encore défaut; on pourra en déduire quelques-uns des tracés mécaniques obtenus par des. appareils enregistreurs installés sur la locomotive et sur une voiture dynamométrique. Mais dès à présent ce système paraît devoir réaliser au moins un perfectionnement sur la traction par locomotive à vapeur.
- Une importante installation de transmission de force' motrice à grande distance a été terminée récemment a
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- Gringèsberg, en Suède. La chute d’eau qui produit cette force motrice est éloignée de 12 kilomètres du lieu d’installation. La chute de Hallsjoe a une hauteur de 46 mètres ; l’eau est conduite par un tuyau de 420 mètres au poste des turbines, où elle actionne quatre turbines de 100 chevaux et une de 20 chevaux. Chaque turbine actionne une dynamo. Le courant est transformé de 100 à 5ooo volts et conduit par des fils de 3 à 4 millimètres de diamètre à Gringesberg et à Bjoernberg. Pour les circuits d’utilisation la tensiori est réduite à 100 volts. A Bjoernberg se trouvent un moteur de 3o chevaux et 20 lampes, à Gringesberg, quatre moteurs d’ensemble no chevaux, 20 lampes à arc et 200 lampes à incandescence.
- La presse parisienne était convoquée la semaine dernière à des expériences d’assainissement par l’électricité, organisées dans les bureaux du Figaro. On y a donné une démonstration du système Hermite, qui, comme on sait, consiste dans la désinfection des vidanges au moyen d’eau de mer éleçtrolysée.
- M. Hermite évalue à 60 millions environ la somme nécessaire à la transformation du système actuel de vidanges de la ville de Paris.
- Éclairage électrique.
- Les travaux gigantesques du nouveau port à pétrole d’Odessa seront achevés, sans doute, à la fin de l’été prochain. Une station électrique spéciale fournira la lumière nécessaire à un grand phare et à onze fanaux d’une puissance éclairante de 200 bougies chacun.
- D’après une sorte de recensement fait récemment par l’Administration des postes et télégraphes au sujet des installations d’éclairage ou de transport de force par l’électricité, on a trouvé des chiffres très inattendus pour certains départements qui avaient dès l’abord occupé un rang infime dans la liste des régions où l’électricité était utilisée.
- C’est ainsi que dans les Bouches-du-Rhône, où deux ou trois Compagnies faisaient une timide apparition il y a trois ou quatre ans, plus de 200 industriels utilisent l’électricité pour l’éclairage (certains d’entre eux ayant jusqu’à 1100 lampes à incandescence). Courants continus ou alternatifs et accumulateurs sont employés partout. Parmi les moteurs se trouvent des machines à vapeur, à gaz, des chutes d’eau et des rivières. Il semble qu’on ait voulu réunir tous les systèmes et tous les iriodèles d’in-Stallations en un même point.
- Après la Compagnie Westinghouse, les fabricants de la lampe Khotinsky viennent de commencer à leur tour la fabrication d’une lampe à incandescence en deux pièces.
- L’ampoule ordinaire présente une ouverture évasée que ferme un bouchon de verre portant les fils adducteurs de platine et le filament. Le joint reliant les deux parties est rendu hermétique en y coulant un ciment fondant à haute température. Cette disposition présente l’avantage de permettre le remplacement facile d’une des parties; au besoin elle permettrait de nettoyer intérieurement l’ampoule du dépôt noir qui s’y forme et est préjudiciable au fonctionnement au bout d’un certain temps.
- Il existe maintenant en service, dans le monde entier, 10 installations par courants alternatifs polyphasés, savoir :
- France. Saint-Victor-sur-Loire, à Saint-Etienne, 1 unité de 200 kilowatts; Pont-Lignon, une unité de 200 kilowatts; Florensac (Hérault), 1 unité de 200 kilowatts également.
- Allemagne. Lauffen-Heilbronn, Bockenheim-Francfort, Eding et Wangen, en Allgau (Wurtemberg).
- Autriche. Pergine et Budapest.
- Amérique. Redlands (Californie).
- Télégraphie et Téléphonie.
- Des bureaux télégraphiques vont être ouverts à Asnelles (Calvados), Luzenac (Ariège), Saint-Georges (Aveyron), à Chitry, Manicamp, Chàteauneuf et Vaucresson.
- Des bureaux téléphoniques urbains seront installés dans les communes de Chissay (Loir-et-Cher) et de Yassieux (Drôme).
- Le Ministère des postes et télégraphes d’Italie se propose de donner une notable extension au réseau interurbain téléphonique de ce pays. Des lignes seront établies entre Tivoli, Milan et Gênes; entre Florence, Pise et Leghorn; et entre Rome et Naples.
- Erratum. — Dans l’article consacré par M. Bernard Brunhes à « Heinrich Hertz et son œuvre», numéro du 3 février, page 241, le dernier alinéa contient cette phrase : Hertz a prouvé Vinexactitude de Vèlectrodynamique de Maxwell en tant qu’elle s’oppose à Vancienne électro-dynamique. Nos lecteurs ont certainement rectifié celte phrase en ce sens que le mot inexactitude est à remplacer par celui de exactitude.
- Imprimeur-Gérant : Y. Nory.
- Impirimerie de La Lumière Électrique. — Paris. \ 3i, boulevard des Italiens.
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- La Lumière Électrique
- Journal universel d’Electricité
- 31, Boulevard, des Italiens, Paris
- Directeur : Dr CORNÉLIUS HERZ
- XVI* ANNÉE (TOME U) SAMEDI 24 FÉVRIER 1894 N° 8
- SOMMAIRE. — Les vecteurs tournants et alternatifs et leur application à la théorie des moteurs à courants alternatifs; F. Guilbert. — La locomotive électrique Heilmann ; Ch. Jacquin. — Photométrie; C. Féry. — Chemins de fer et tramways électriques; Gustave Richard. — Chronique et revue de la presse industrielle : Les tramways électriques de Gênes, par M. Respighi. — Potentiomètre pour courants alternatifs, par J. Swinburne. — Revue des travaux récents en électricité : Sur la mesure des propriétés magnétiques du fer, par S. Evershed. — Sur la force électromotrice et le coefficient de température de l’élément au cadmium et au mercure, par A. Dearlove. — Recherche sur la déformation et les phénomènes piézo-électriques dans un cylindre cristallin, par M. C. Somi-gliana. — Bibliographie : Premiers principes d’électricité industrielle, par M Paul Janet. — The incandescent lamp and its manufacture (La lampe à incandescence et sa fabrication), par Gilbert S. Ram — Die Lehre von der Elektricitaet (Traité d’électricité), par G.-Wiedeman, 2° édition, premier volume. — Recent Researches in Electri-city and Magnetism, par J.-J. Thomson, membre de la Société Royale, professeur à TUniversité de Cambridge. — Correspondance. — Faits divers.
- LES VECTEURS TOURNANTS ET ALTERNATIFS
- ET LEUR APPLICATION A LA THÉORIE DES MOTEURS A COURANTS ALTERNATIFS
- Il est bien peu d’idées théoriques qui aient reçu aussi rapidement que celle des champs tournants des applications industrielles multiples.
- Il y a en effet à peine sept ans que le professeur Galileo Ferraris publiait un premier mémoire où il montrait la possibilité d’obtenir un champ tournant, résultat entrevu quelques années plus tôt par M. Marcel Deprez, et trouvé à la même époque que M. Ferraris par M. Tesla et M. Borel.
- Le résultat prévu par le professeur Ferraris n’était du reste que l’adaptation à l’électricité d’un théorème bien connu d’optique physique. L’on peut en effet tirer de l'optique bien des idées fécondes pour la science électrique, et l’on ne s’en est pas fait faute, tout en ne l’avouant pas toujours.
- Les méthodes graphiques, qui sont si employées aujourd’hui dans la théorie des courants alternatifs, n’ont, comme je l’ai déjà dit bien souvent, d’autre point de départ que la représentation de vibrations par des vecteurs, d’après Fresnel.
- Dans un mémoire récent intitulé : Un melodo per la trattazione dei vettori rolanti od allcrnativi
- ed una applicazione di esso ai motori elettrici a correnti allernate, le professeur Ferraris applique à la théorie des moteurs à courants alternatifs un théorème sur les vibrations lumineuses tiré également de l’optique.
- Ce théorème est le suivant, et du reste déjà connu du lecteur: « Tout flux alternatif sinusoïdal peut être considéré comme le résultat de deux flux constants égaux tournant en sens inverse avec la même vitesse, et tels qu’ils fassent un tour complet pendant la durée d’une période du flux alternatif. »
- La réciproque est évidemment vraie.
- J’ai dit que ce théorème était connu du lecteur. Il a en effet été énoncé par Géraldy au nom de M. Leblanc dans un article sur les synchroniseurs de MM. Mutin et Leblanc Q, et rappelé tout dernièrement par M. Blondel dans son étude sur les machines à champs tournants.
- En réalité, c’est la réciproque du théorème de M. Leblanc qui a été énoncée par le professeur Ferraris.
- Sa démonstration est intuitive, et il n’est nul lement besoin de la reproduire ici.
- Ce théorème est susceptible d’une généralisation importante signalée également par M. Leblanc, car il s’applique non seulement à un flux sinusoïdal, mais à un flux périodique quelcon-
- (') La Lumière Électrique, t. XLVI, p. 65^.
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- que, chacune des sinusoïdes composantes de la série de Fourier pouvant se décomposer en deux flux constants tournant en sens contraire, de sorte que le flux périodique peut être regardé comme résultant de la superposition d’une infinité de systèmes de deux champs tournant en sens contraire avec la même vitesse, les vitesses correspondant à chaque système étant différentes.
- Préliminaires.
- Avant d’exposer la théorie de M. Ferraris sur les appareils à courants alternatifs, je donnerai d’après lui quelques détails complémentaires sur la composition des vecteurs tournant en sens contraire, et sur celle des vecteurs alternatifs, en laissant de côté les démonstrations, qui sont du reste des plus faciles à retrouver et qui ne
- A
- A
- Fig. 1
- diffèrent en rien des propriétés analogues des vibrations lumineuses rectilignes, circulaires et elliptiques.
- Un flux alternatir de direction fixe se représente comme une vibration rectiligne ou optique par un vecteur égal à la valeur maxima de ce flux ou à sa valeur efficace.
- Lorsque l’on a composé deux vecteurs tournant en sens opposé et égaux, la résultante est un vecteur alternatif de direction fixe (fig. i) ; mais dans le cas où les deux vecteurs ne sont plus égaux, il est facile de voir que l’ensemble de ceux-ci est équivalent à un vecteur égal à la différence arithmétique des deux composants et tournant dans le même sens que le plus grand, et un vecteur alternatif de direction fixe et d’amplitude égale au double du plus petit (fig. 2).
- Soit maintenant à composer deux vecteurs alternatifs de direction fixe dans l’espace. Si les deux vecteurs sont parallèles, il est évident a priori que le résultant est parallèle au premier et égal en amplitude au double de la somme
- géométrique des vecteurs tournants composants de même sens de rotation. Nous n’avons donc qu’à examiner le cas cm les vecteurs alternatifs ne sont pas parallèles.
- Leur composition se fera très facilement en décomposant chacun des vecteurs alternatifs en ses composants tournants, considérés à un in-
- 0
- Fig. 2
- stant donné et en composant d’une part les vecteurs tournant dans un sens, et d’autre part ceux tournant en sens contraire. C’est ce que montre la figure 3 pour le cas de deux vecteurs. Disons en passant que la phase des deux vecteurs entre eux est représentée par l’angle de os avec o' s'.
- Cette composition faite, on voit très facilement que l’ensemble des deux vecteurs alternatifs fixes de même périodicité est équivalent à
- un vecteur alternatif fixe O A de même périodicité que les composants, et un vecteur tournant S' S".
- Cette proposition se généralise très facilement.
- Il est intéressant de rechercher dans quel cas un système de vecteurs alternatifs fixes se réduit en vecteur alternatif unique. Ce cas se présente lorsque les vecteurs sont en concordance de
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- phasé. C’èst ce que montre la figuré 4, où les triangles O S S', O D D' sont alors égaux.
- De même, un système de veçteujs alternatifs j peut se réduire à un vecteur tournant unique ; il j suffit en effet que dans la figure 3 l’un des vec- i teurs O S' ou O D' soit nul, et que os et o's' ou 1 od et od' soient égaux et de sens contraire. \ C’est le cas de la figure 5. Dans ce cas, si l’on désigne par cp et cp' les angles à un instant donné des vecteurs tournants composants avec leur > résultante alternative, et par <* celui de ces deux \ résultantes, la différence de phase <p' — est donnée par
- <p' — <f = 7t — a.
- Ce théorème peut être généralisé ainsi: la condition nécessaire pour qu’un système de ve:cteurs alternatifs se réduise à un vecteur tournant unique est que l’un des polygones des vecteurs tournants composants soit fermé.
- où k est un nombre entier non divisible par N.
- S’il en est ainsi l’ensemble se réduit à un N ,
- vecteur tournant N 5 ou — a (a étant l’amplitude
- commune des vecteurs alternatifs).
- Si au lieu de supposer les vecteurs successifs en avance de phase de a, on les avait supposés en retard de phase de la même quantité, ce serait le polygone des s qui se fermerait, et l’ensemble serait équivalent à un vecteur tournant égal au précédent, mais tournant en sens contraire.
- Dans le cas où a =tt, les deux polygones des s et des d se réduisent tous deux à des droites égales, de sorte que l’ensemble est équivalent à un vecteur alternatif de direction fixe et égal à N a.
- L’application de ce théorème aux moteurs à courants alternatifs est immédiate. Les vecteurs
- Fig. 5
- Un cas particulier intéressant est celui où les vecteurs composants sont égaux et font entre eux des angles égaux. Considérons dans un plan N vecteurs alternatifs égaux et tels que chacun fait avec le précédent un angle a non égal à it ou à un multiple de 7t et a par rapport au précédent une avance de phase égale à ce même angle a. Chacun des vecteurs tournants s fait alors avec le précédent un angle a — a ou zéro, de sorte que le polygone des s se réduit à une seule droite, et la résultante est S = N s.
- Le polygone des d, au contraire, est une ligne polygonale régulière dont les angles extérieurs ont la valeur 2 a, et la condition pour qu’elle se ferme est que l’ensemble des N angles soit un multiple de 2 n ou :
- 2 a N = 2 /{ ir,
- OU
- Il TT
- “ TT»
- sont alors distribués généralement sur une circonférence entière, de sorte que k est égal à 2. Si, en particulier, on fait N = 3, on voit que
- leurs vecteurs ont entre eux des angles de - rc,
- et que l’ensemble équivaut à un vecteur tournant unique égal à ^ a.
- Le professeur Ferraris rappelle ensuite un théorème élémentaire de mécanique qu’il généralise. Ce théorème est le suivant :
- Etant donnés deux faisceaux de vecteurs d, si à un instant donné a est la grandeur d’un quelconque des vecteurs du premier faisceau, b celle d’un vecteur du second, A la résultante des vecteurs du premier faisceau, B celle des vecteurs du second, et enfin ® et <I> les angles des vec* teurs a et ù, et A et B, on a :
- S a b cos v = A B cos 4>, H a b sin tp = A B sin <ï>.
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- La généralisation porte sur les valeurs moyennes de ces produits quand les vecteurs a et b sont des vecteurs tournants ou alternatifs. Plusieurs cas sont à distinguer :
- i° Si a et b sont des vecteurs tournant dans un même plan et dans le même sens, avec la même vitesse angulaire, les produits a b cos y et a b sin © sont évidemment indépendants du temps.
- 20 Si a et b sont des vecteurs tournant avec des vitesses angulaires différentes dans le même sens ou en sens inverse, on voit facilement que les moyennes des produits considérés sontnulles même dans le cas particulier ou les deux vecteurs tournent en sens contraire avec la même vitesse, ou dans celui où l’un des vecteurs est fixe :
- 3° Supposons maintenant que le vecteur a soit alternatif et fixe, b étant un vecteur tournant. Si l’on a décomposé a en ses composants tournants d et s, on a immédiatement :
- a b cos 9 = db cos S + s b cos o-, a b sin 9 = d b sin S + s b sin <r.
- Les produits moyens ne seront différents dé zéro, d’après ce qui précède, que dans le cas où a et b ont la même fréquence, mais alors un seul des termes subsistera dans chacun des seconds membres. Nous avons par exemple : Moyenne de a b cos 9 = a b cos 8,
- Moyenne de a b sin 9 = a b sin 8, et si A est l’amplitude du vecteur alternatif :
- Moyenne de a b cos 9 = ^ A b cos 8,
- Moyenne de a b sin 9 = ^ A b cos 8,
- 40 II reste à examiner le cas un peu plus compliqué où a et b sont des vecteurs alternatifs, ün voit immédiatement que pour que les valeurs moyennes des produits a b cos ©et a b sin cp ne soient pas milles, il faut que les deux vecteurs aient la même fréquence, et que l’on n’a à considérer que les vecteurs tournants composants ds, d's', qui, deux à deux, tournent dans le même sens.
- On a alors :
- Moyenne de a b cos 9 = d d'cos S + s s' cos a,
- OU
- Moyenne de a 0 cos 9 = —— (cos 8 + cos cJ.
- Si l’on désigne par a la phase relative du vecteur a par rapport à b, on a
- 8=9 + 01, et a = 9 — et.
- D’où :
- Moyenne de a b cos 9 = cos 9 cos a.
- On aurait de même
- Moyenne de a b sin 9 = cos 9 cos a.
- APPLICATIONS AUX MOTEURS A COURANTS ALTERNATIFS
- A l’aide du théorème de M. Leblanc et des théorèmes que je viens de rappeler il est facile de présenter la théorie élémentaire très simple de M. Galileo Ferraris sur les champs magnétiques, les flux, et plus généralement celle des moteurs à courants alternatifs dans quelques cas particuliers.
- MOTEUR SYNCHRONE
- Prenons tout d’abord le cas d’un moteur synchrone. Considérons dans ce but une bobine dont les plans des spires sont perpendiculaires à un même axe O a (fig. 6) et supposons qu’elle puisse tourner autour d’un axe passant par O, dans un champ magnétique uniforme de direction constante O B. Une telle bobine, parcourue par un courant quelconque, est équivalente à un aimant d’àxe O a et dont le moment magnétique s’obtient en multipliant la surface totale des spires par l’intensité du courant exprimée en unités électromagnétiques.
- Représentons cette bobine par un vecteur O a ayant pour longueur son moment magnétique A. Si le courant qui reçoit cette spire est alternatif, le vecteur alternatif O a peut être regardé comme résultant de deux flux ii et i tournant en sens contraire avec la fréquence du courant alternatif et de même moment magné-
- tique égal à — .
- Ceci posé, l’action exercée par le champ fixe sur l’ensemble des deux champs mobiles se réduit à un couple dont le moment est égal à
- B d sin 8 + B S sin a
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- S et ff étant les angles que font à l’instant considéré les vecteurs tournants d et s avec la direction fixe O B.
- Si la bobine est immobile, le moment moyen du couple considéré est nul. Il en est encore de 'même si l’on fait tourner les bobines autour de l’axe O, dans le sens des aiguilles d’une montre par exemple, avec une fréquence m différente de n. Les vecteurs d et s tournent alors dans l’espace avec des fréquences respectives n -|- m et n — m, et les moments des couples sont encore nuis.
- Si m — n le vecteur s est immobile dans l’espace et sa direction fixe est celle de l’axe O a au moment où l’intensité du courant alternatif traversant la bobine a sa valeur maxima. Si l’on désigne para l’angle que fait ce vecteur avec OB,
- Fig. 6.
- comme le couple moyen correspondant à d est encore nul, le couple total se réduit à la valeur constante
- „ . AB.
- B s sin a ou - sin a.
- 2
- Ce couple tend à annuler l'angle a. Si, comme dans le cas de la figure 6, le vecteur s est à droite de O B, le couple s’oppose au mouvement, qui ne peut être entretenu alors que par une action extérieure ; l’appareil fonctionne comme générateur. Si, au contraire, le vecteur s est décalé en arrière de la direction O B, le couple tend à entretenir le mouvement : l’appareil fonctionne comme moteur.
- Le couple moteur croît de o à ^ A B lorsque a
- 7C
- varie de o à - . Pour des valeurs de a moindre 2
- 7T
- que-,1e fonctionnement du moteur est stable.
- Si, au contraire, on diminue le couple résistant, l’armature tend à accélérer son mouvement et diminue ainsi l’angle a.
- Cette théorie remarquablement simple, et donnée par M. Ferraris seulement pour des courants sinusoïdaux, est applicable à des courants périodiques quelconques, en vertu du théorème généralisé de M. Leblanc, un seul des champs constants tournants restant fixe dans l’espace.
- Ce fait a du reste été signalé par le regretté Géraldy dans l’article auquel nous avons fait allusion plus haut.
- MOTEURS ASYNCHRONES.
- Considérons maintenant un moteur asynchrone à champ tournant simple et tournant relativement à l’armature avec une vitesse de
- fréquence Soient de plus S la surface, r la résistance et L le coefficient de self-induction d’une bobine élémentaire de l’induit fermée sur elle-même.
- Dans une bobine élémentaire qui. à l'origine du temps, est perpendiculaire à la direction du champ, le flux d’induction, à un instant donné,
- est B S cos
- La force électromotrice d’induction est.
- et l’intensité du courant qui en résulte, i = ^ BS sin 2 ir ^ — tpj
- où p et « ont les expressions bien connues.
- Cherchons le moment magnétique de l’aimant équivalent à chaque bobine.
- Ce courant équivaut à un feuillet magnétique dont le moment est égal à i S, ou
- ~ i B S2 sin 2 jc ^ ^.
- Nous représenterons ce moment par un vecteur porté sur une normale au plan de la spire et nous dirons pour simplifier que sa direction
- , 2-k i est -Fp-.
- Si l’on projette ce vecteur sur la droite faisant avec la direction O B l’angle 2ir© et sur une la
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- perpendiculaire à cette droite, on a respective' ment :
- 2 1t i /1 \ ( t
- — - BS sin 2 n ( = — <è ; cos 2tz [rp
- i P \1 V
- ^ iB.S*Sin*2n ç)
- Les valeurs moyennes de ces expressions, lorsque / varie de o à T, s’obtiennent en intégrant entre o et T et en divisant par T ; elles sont
- respectivement o et- - B S3.
- r 2 1 p
- Le nombre N de bobines de l’induit équivaut donc à un aimant de moment magnétique
- A
- BS*,
- 2 1 p
- Telle est l'expression bien connue'du couple, où ^ désigne la fréquence du mouvement relatif de l'armature et du champ tournant inducteur, c’est-à-dire la quantité Q et w étant les
- vitesses angulaires réelles du champ et dei'in-duit dans le cas d'un moteur bipolaire. 1
- Ce couple est représenté sur la figure 8 en
- fonction de la quantité.^ ; le maximum a lieu
- 2 7t
- L, et sa valeur est
- tcINÜ4 o4 i
- pour r-T., w ^ —-----------p.
- r 1 2r 2ttL
- Si l’on suppose, au contraire, T constant, le
- couple varie en fonction de la résistance r. La
- et dont l’axe fait avec la direction O B un angle constant
- 2*9 + -.
- Cet aimant tourne donc synchroniquement avec la direction O B du champ, c’est-à-dire se
- déplace avec la fréquence ^ par rapport à l’induit, et son décalage par rapport à O B est
- B
- /+
- Fig. 7
- 2 9 +
- n
- loi de variation apparaît immédiatement en mettant K sous la forme
- MOTEURS ASYNCHRONES A COURANTS POLYPHASÉS.
- Supposons le champ tournant O B obtenu à l’aide d’un système quelconque de courants polyphasés.
- Le couple moteur K est celui que le champ O B exerce sur l’aimant équivalent à l’armature ; il est donc (fig. 7)
- A B sin A O B,
- OU
- K= — B8 S8 -. cos p,
- 2 1 p
- ou, en remarquant que,
- ou enfin
- N 2ïï I
- K= - B8S8r=f. -i 2 1 p8
- 1
- 0 , 2> T!
- r- + -T^r L!
- T»
- K =
- n: N B2 S8 ^
- r+ i IL* L2 1 + r T‘-
- Le couple s’annule pour r— o et r— 00 ; il est maximum pour
- 2T
- r- ^L,
- et sa valeur est alors la même que plus haut.
- Il est bon de remarquer que la valeur de r correspondant au maximum de K est proportionnelle à la fréquence relative ^ du champ et de l’induit.
- Ce qu’il est intéressant de connaître, c’est la relation qui relie le couple en fonction de la vitesse w de l’induit. Son expression algébri-brique s’obtiendra en remplaçant dans (1) la
- quantité ~ par —, ce qui donne :
- NB8 S* r(Q — <>)
- 2 r* + L8(i2 — w)*‘
- K = n N Bs S8
- (0
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 357
- On reconnaît l’expression déjà donnée par MM. Hutîn ét.Leblanc, du couple d’un moteur à champ tournant et à courant constant (').
- . La courbe de la figure 8 représentera encore ce couple, à condition de faire un changement convenable d’axes de coordonnées et de variables. Si nous prenons pour variable w au lieu
- de —, et si nous ne tenons pas compte de la
- 2 7T r r
- transformation de l’échelle des ordonnées qui en résulte,, on voit facilement qu’il suffit de prendre pour nouvelle origine le point Ot tel que O O, = Q, et de changer le sens de l’axe des X. Gela est du reste une conséquence de l’expression :
- I — _ _ÎL
- T 2 TT 2 7T ’
- Cette courbe permet de retrouver les principales propriétés du moteur à intensité constante. Deux cas sont à distinguer :
- y / y
- i° Q < -j- ( -j- étant l’abscisse Oq correspondant
- au couple maximum j. Le point Ot est alors compris entre O et q ou se confond avec ce dernier. Le couple est maximum au démarrage et diminue d’une façon continue dès que la vitesse de l’induit augmente. Le fonctionnement du moteur est stable pour des vitesses inférieures à celle du synchronisme et peut fonctionner à toutes ces vitesses suivant le travail qu’on lui demande. Si, en effet, on augmente le couple résistant, la vitesse diminue et tend à augmenter le couple moteur, et réciproquement ; c'est l’analogue des moteurs série à courant continu.
- T
- 2° ü > —. Le point Oa est alors au-delà du
- point q. Au démarrage le couple a une valeur d’autant plus faible que O O, ou Q est plus grand. Lorsque la vitesse augmente, ce couple croît d’abord jusqu’à un certain maximum, puis décroît ensuite, pour s’annuler au synchronisme. La marche du moteur est instable tant que la
- vitesse de l’induit est inférieure à Q— et est
- stable, au contraire, pour des vitesses plus grandes.
- Ces moteurs ne fonctionnent d’une manière stable que pour des vitesses assez voisines du
- (*) La Lumière Électrique, t. XL., 1891, p. 425.
- synchronisme : ce sont les analogues des moteurs shunt à courant continu (1).
- Pour des valeur de <0 supérieures à celle du synchronisme, le couple devient négatif, ce qui montre qu’il est impossible de faire tourner l’induit à une vitesse supérieure à ü sans lui fournir d’énergie extérieure.
- Lorsque le couple est très faible au démarrage, l’expression du couple
- „ _ N B2 S* Q
- — 2 ls’
- r+ —fret qui est maximum pour r = üL, montre que tant que r est inférieur à w L on peut augmenter le couple de démarrage en fermant les sections de l’induit sur des résistances sans induction.
- L’efficacité de ce procédé est d’autant plus grande que la fréquence Q. est plus élevée, et précisément que le couple ordinaire est plus faible au démarrage. Le moteur peut ainsi démarrer sans aucun secours autre que cette résistance et a une marche d’autant plus stable que la fréquence est plus faible.
- On sait que c’est là le procédé employé par MM. .Butin et Leblanc pour faire démarrer leur moteur à champ tournant et à courants diphasés.
- MOTEUR ASYNCHRONE MONOPHASÉ.
- Supposons l’armature à court circuit placée non plus dans un champ tournant, mais dans un champ alternatif de direction fixe.
- D’après le théorème de MM. Mutin et Leblanc,
- (') On a tort, je crois, de désigner ces deux classes de moteurs, parfaitement distinctes en somme dans leur fonctionnement efleurs applications, par l'unique adjectif « asynchrone ».
- Il vaudrait mieux, à mon'avis, conserver uniquement le mot asynchrone pour les moteurs à couple de démarrage puissant et dont les variations de vitesses compatibles avec la stabilité du moteur sont très grandes.
- Les moteurs à couple de démarrage pratiquement nul ne peuvent, en réalité, fonctionner que pour des vitesses différant simplement de quelques unités pour cent de la vitesse du synchronisme; c’est pour cela que M. Blondel les a qualifiés récemment de « isocinétiques »; ils sont donc, en réalité, très faiblement asynchrones. En fait, ils sont à peu près synchrones et en les désignant sous le nom de moteurs quasi-synchrones, on pourrait établir une distinction très nette avec les précédents.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- ce champ alternatif peut être regardé comme la superposition de deux champs égaux tournant en sens contraire. La théorie du moteur monophasé est donc très simple.
- L’induit mouvant dans deux champs tournants est sollicité par chacun d’eux suivant un couple moyen de rotation, dont nous avons la valeur, et comme les deux champs tournent en sens contraire, l’induit sera sollicité par un couple égal à la différence des couples produits par chacun d’eux.
- Si nous désignons ces couples par Kj et K2, le couple résultant K sera
- K = K, — K..
- Calculons-en l’expression. Si nous désignons
- Fig. 8. — Couple d’un moteur à champ tournant à intensité constante.
- La représentation de ce couple en fonction de (O se déduit très facilement de la figure. 8 et est représentée sur la figure 9.
- Le couple K2 est figuré par la courbe Q MjCi. Pour obtenir le couple K2, il suffit de changer (o en — a), ce qui donne, les valeurs positives de a» étant les seules à considérer, la portion de courbe Q P0 G0 symétrique de Q P2.
- Enfin le couple K s’obtient en faisant la différence des ordonnées et est représenté par la courbe OjMP.
- Cette courbe montre que le couple est nul au démarrage et qu’il croît d’abord avec la vitesse, pour décroître ensuite.
- Le fonctionnement du moteur n’est stable
- Fig. 9. — Couple d’un moteur asynchrone à champ inducteur alternatif.
- par 2 B l’induction maxima du champ alternatif inducteur, celle de chacun des champs tournants composants sera B. La fréquence relative de l’induit par rapport au champ tournant dans
- le même sens que lui est évidemment <ü,
- 21Z
- c’est celle du couple Kz. Celle du couple Kj est de même —------, de sorte que ces deux couples
- 2TT
- sont :
- T_ NB2 s2 Iv* = —tr“
- r (Q — w) rs-t-L2(ti -ü>)2’
- NB2 S2 r(Q + u>)
- 2 r2 + L2 (U + «o)* ’
- et par suite on a pour K :
- rr N B2 S2 T Q — O) Q + CO 1 (*)
- K_ 2 1 Lr2 + L2(£î — co)ï r2 + L2 (Q + ü>)2J
- (*) Cette formule a été donnée pour la première fois par MM. Hutin et Leblanc dans leur intéressante étude sur la transmission de la force par les courants alternatifs et publiée par cette revue (Lumière Electrique, t. XL, 1891, p. 421).
- que lorsque la partie descendante de la courbe ou le couple moteur varie en sens contraire de la vitesse.
- Cette partie descendante a ses tangentes à peu près parallèles à la portion de courbe correspondante du couple K, et le coefficient an-
- JyJ g2 g2
- gulaire de ïa tangente d’inflexion est ———.
- Les deux courbes des couples K et Kx montrent clairement l’analogie qui existe entre les propriétés des moteurs quasi-synchrones à champ tournant et celles des mêmes moteurs à champ inducteur alternatif.
- Si la vitesse Q est assez grande et la résistance r de chaque section de l’armature assez petite, les deux courbes K et sont très voisines l’une de l’autre pour les valeurs de <o correspondant au régime stable, de sorte que dans cesconditions les propriétés des moteurs pseudosynchrones à champ tournant sont à peu près identiques à celles des moteurs à champ inducteur alternatif.
- La seule différence est que les premiers peu-
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 35g
- vent démarrer seuls, tandis que les seconds ne le peuvent pas, même en introduisant des résistances dans l’induit.
- Le moteur à courant alternatif monophasé et à induit fermé est donc en réalité équivalent à deux moteurs à champ inducteur tournant en sens contraire. Cette intéressante propriété a été signalée dernièrement par M. 'Blondel, qui l’a découverte d’upe façon indépendante et sous une forme un peu différente de M. Ferraris, tout en appliquant le même théorème de M. Leblanc.
- L’auteur termine son intéressant mémoire par quelques considérations simples sur la réaction de l’induit sur les inducteurs dans le cas des moteurs à courant alternatif monophasé, considérations qui permettent de se rendre compte de ce phénomène sans grands calculs.
- Comme nous venons de le voir, le moteur
- Fig. 10. — Couple additionnel de réaction d’induit.
- monophasé est équivalent à deux moteurs polyphasés tournant en sens contraire. Chacun des deux champs tournants inducteurs induit dans l’armature un champ tournant qui le suit dans son mouvement; de sorte que l’induit peut être considéré comme équivalentà deux aimants, ou à deux champs tournant en sens contraire avec la même vitesse. Ces deux champs ne sont pas égaux en intensité, puisque les vitesses relatives de chacun d’eux par rapport à l’induit ne sont pas les mêmes; leur composition donne donc lieu, comme on l’a vu plus haut, à un champ tournant et à un champ alternatif de direction fixe. Autrement dit, le flux d’induction produit par le courant peut être considéré comme la superposition d’un flux de valeur constante et tournant avec la même fréquence que celle du courant alternatif inducteur et d’un flux alternatif de direction fixe dans l’espace.
- Examinons séparément ces deux flux :
- i° Flux tournant,. — Le flux tournant est proportionnel à la différence qui existe entre les
- valeurs absolues des vitesses représentant les deux champs équivalant à l’induit, c’est-à-dire à la différence yx—y2, où y1 et y2 représentent les valeurs absolues correspondant aux valeurs de
- 2 TT
- T ;
- ^?=Q-ù> et ^=£i+w, de la fonction y de T donnée par la formule
- 2 TZ
- Pour se faire une idée de la façon dont varie cette expression en fonction de u>, il suffit de construire la courbe représentée par cette équation. En prenant pour abscisses les valeurs
- de elle affecte la forme de la figure io. Cette
- courbe F! O F2 est asymptote à la droite y —
- Si l’on prend pour variable w, pour yu l'origine est à reporter comme précédemment en Ol7 tel que OO^Q, et le sens de l’axe des u> à changer. y2 est représentée par la portion de courbe Q== M symétrique de Q F2 par rapport à O Yj. La différence yx —yit enfin, est figurée par la courbe O, P M N, au signe près.
- Le flux considéré tourne donc dans le même sens que y2, c’est-à-dire en sens contraire de l’armature. Or ce flux induit dans les parties métalliques fixes de la machine des courants qui, réagissant sur lui, tendent à faire tourner le moteur en sens contraire de sa direction, c’est-à-dire dans le même sens que l’armature. L’action du flux tournant induit résultant a donc pour effet de créer un couple qui s’ajoute au couple principal dont nous avons parlé plus haut.
- La valeur de ce couple due à la réaction d’induit est nulle aussi au démarrage et croît avec u> jusqu’à la vitesse de synchronisme, pour décroître ensuite. Le couple total, au lieu de s’annuler en A (fig.9), s'annule en réalité seulement pour une valeur un peu plus grande, c’est-à-dire plus voisine du synchronisme.
- 2° Flux alternatif. — Le vecteur alternant résultant de la composition des deux vecteurs tournant en sens contraire a une amplitude
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- égale au double du plus petit des composants. Ge flux est donc proportionnel à
- * Q — (»> . - „
- v/?*8 + L*'(U — to)2
- et ne s’annule que pour w = Q.
- Telle est la théorie tout à fait élémentaire que le professeur Galileo Ferraris déduit du théorème sur les vecteurs tournant en sens contraire/ • .
- Gomme on le voit, cette théorie ne s’applique qu’au cas particulier où le flux inducteur, et par suite l’intensité efficace du ou des courants polyphasés inducteurs est constante et supposée connue. C’est malheureusement un cas tout particulier en pratiqué, ou l’on a beaucoup plus souvent affaire à des appareils fonctionnant sur réseau à potentiel constant. Ce défaut, du reste,. est presque général, car la plupart dps théories sur les appareils à champs tournants sont faites en supposant constante l'intensité des courants inducteurs, et cela parce que le cas du potentiel constant présente une apparence un peu plus compliquée. On a vu récemment dans: cette revue comment M. Blondel est arrivé à traiter le cas du réseau à potentiel constant avec presque autant de facilité que celui du réseau à intensité constante, grâce à l’extension plus grande qu’il a faite des variables vectorielles, non seulement aux flux, mais aux courants et aux forces électromotrices.
- Le point réellement nouveau dans le mémoire de M. Ferraris est son étude sur la réaction d’induit des moteurs asynchrones monophasés. L’augmentation du couple moteur par suite de la réaction de l’induit n’avait pas encore, du moins à ma connaissance, été signalée.
- F. Guilbert.
- LA LOCOMOTIVE ÉLECTRIQUE LIEILMANN
- - La traction électrique peut être envisagée sous deux aspects bien différents; traction à faible vitesse et traction à grande vitesse. Les tramways électriques, qui rentrent dans la première catégorie, ont reçu dans le cours de ces dernières années un développement considérable en Amérique, en même temps qu’ils commen-
- çaient à s’implanter en France. Les chemins de fer électriques urbains,.tels que le tubulaire dé Londres et le chemin de fer de Liverpool, doi-, vent être rangés également dans le nombre des applications de la traction électrique à faible vitesse. Dans tous les cas, que le courant.soit pris par des .fils aériens ou souterrains ou soit produit par des accumulateurs, ces tramways ou chemins de fer électriques, pour lesquels la vitesse moyenne ne dépasse pas a5 kilomètres à l’heure, ont toujours donnéd’excellents résultats, parce qu'il a été reconnu que pour la traction de faibles charges à faible vitesse, les systèmes électriques étaient plus économiques et plus commodes que les systèmes à traction mécanique ou animale.
- Au contraire, pour les trains chargés marchant à des vitesses de 70 et 80 kilomètres, à l'heure, comme le font couramment les rapides actuels, non seulement il n’existait jusqu’à présent aucun exemple d’application de la traction électrique, mais encore bon nombre de spécialistes considéraient l’emploi des locomotives électriques, pour les trains rapides, comme absolument chimérique.
- Pour expliquer cette différence, qui peut paraître surprenante au premier abord, il suffit d’examiner le programme que doit remplir la traction électrique, si elle veut se substituer avec chance de succès à la traction mécanique, pour les grandes vitesses.
- L’économie étant un puissant argument, s’il était démontré qu’avec un système électrique il soit possible d’effectuer la traction des trains rapides plus économiquement qu’avec les locomotives à vapeur, ces dernières seraient vite délaissées. Malheureusement il n’en est rien, et il est probable qu’à ce point de vue la locomotive électrique, quel que soit son système, est encore loin de dépasser ou même d’atteindre la locomotive ordinaire.
- Mais la question de dépense n’est pas la seule qui soit à considérer pour le transport des voyageurs, le seul cas dont nous nous occupions pour l’instant. Le public s’étant habitué à une grande rapidité de transport, les Compagnies de chemin de fer se voient obligées d’augmenter progressivement la vitesse de leurs trains, qui deviennent en même temps de plus en plus chargés, par suite de l’extension des relations avec l’étranger ou les villes d’eaux.
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 36’,i
- Or^ précisément, si l’on fait usage de locomotives à vapeur, on se trouve très vite limité dans l’accroissement de la vitesse. La plus grande difficulté ne réside pas dans l’emploi de machines très puissantes, mais dans la traction à vapeur elle-même.
- Afin de donner à la locomotive ordinaire la souplesse nécessaire pour passer dans les courbes. on place toujours la machine sur un avant-train articulé ou boggie portant une cheville ouvrière, de sorte que les deux essieux accouplés de l’arrière-train sont seuls moteurs et présentent seuls de l’adhérence, ce qui est déjà un inconvénient au point de vue de la stabilité. De plus, l’effort étant transmis du piston à l’essieu par l’intermédiaire de bielles et de manivelles soumises à des mouvements alternatifs continuels, on ne peut augmenter au-delà d’une certaine limite la vitesse du moteur, et l’on est conduit ainsi à adopter des roues motrices de grand diamètre qui élèvent le centre de gravité de la locomotive et tendent à la rendre instable. On ne peut donc étendre indéfiniment les dimensions des roues; en pratique on ne dépasse guère 2,10 m. à 2,20 m. de diamètre.
- D’autre part, même en admettant que les organes du moteur ne subissent pas de détérioration-lorsqu’ils travaillent à grande vitesse, on ne saurait augmenter sans danger pour la voie la vitesse de la machine, car le couple moteur n’étant pas constant pendant la durée d’un tour de roue, il produit un martelage nuisible aux rails. La marche rapide des bielles engendre en outre des mouvements oscillatoires parasites, connus sous les noms de mouvement de lacet, de roulis et de galop, qui, eux aussi, déforment très rapidement les rails. En résumé la locomotive à vapeur, par son mode de fonctionnement même, ne permet pas de dépasser une certaine "vitesse maxima, quelque perfectionnement qu’on lui apporte.
- La'rapidité étant devenue aujourd’hui une des nécessités du trafic, il est probable que les compagnies de chemins de fer adopteraient volontiers un agent de traction autre que la vapeur qui permît d’atteindre sans danger des vitesses supérieures aux vitesses actuelles, pourvu toutefois que le système proposé n’occasionnât pas des dépenses de traction exagérées.
- Sur le premier point la traction électrique peut satisfaire parfaitement aux conditions im-
- posées. En effet, en calant directement les rhéteurs électriques sur les essieux de la locomotive, on remplace le mouvement alternatif des bielles par un effort tangentiel constant. Les mouvements parasites destructeurs de la voie doivent donc disparaître. Comme il n’y a pas d’organe intermédiaire entre l’essieu et le moteur, on peut sans inconvénient donner à ce dernier une forte vitesse, tout en conservant aux roues un faible diamètre.
- La locomotive électrique doit donc pouvoir aborder les grandes vitesses avec une grande stabilité et sans crainte de détérioration de la machine ou de la voie. De plus tous les essieux étant moteurs, on doit obtenir une grande adhérence de la machine, en même temps qu’on peut lui fournir une grande souplesse, en la montant sur deux boggies.
- Ces avantages que possède la locomotive électrique, quel que soit son système, paraissaient presque évidents a priori; à présent ils sont indiscutables, grâce à la démonstration pratique que vient d’en faire M. Heilmann.
- Quant à savoir si la traction électrique conduit à des dépenses pratiquement acceptables, c’est un problème sur lequel le raisonnement ne peut fournir la moindre donnée et qui ne pourra être résolu que par l’expérience. 11 dépend d’ailleurs du système employé pour produire cette traction.
- A première vue, trois systèmes paraissent seuls possibles pour atteindre le but. Dans les deux premiers systèmes oh place simplement sur la locomotive les moteurs électriques, et le courant est pris au fur et à mesure de sa consommation, soit sur des fils aériens, soit sur des rails posés à niveau du sol. Dans les deux cas le courant est envoyé dans les conducteurs par une série de stations génératrices fixes. Le troisième procédé consiste à avoir sur la locomotive des accumulateurs renfermant une quantité d’énergie déterminée, suffisante pour alimenter pendant un certain temps les moteurs électriques.
- La locomotive Heilmann n’appartiejit à aucun de ces types, ou plutôt est un mélange de plusieurs d’entre eux. Le courant consommé dans les moteurs électriques de cette machine est produit au fur et à mesure de son utilisation sur la locomotive même, au moyen d’une chau-
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- dière, d’un moteur à vapeur et d’une dynamo; -c’est-à-dire qu’à côté des dynamos motrices se trouve une petite usine génératrice roulante fournissant constamment le courant nécessaire à la marche de la locomotive.
- La construction de la locomotive Heilmann qui a été commencée au milieu de l’année 1892, n’a pas duré plus d’une année. La machine, ter-
- minée au mois d’août 1893, a été soumise pendant six mois environ à des essais préliminaires destinés à en régler toutes les parties.
- La machine proprement dite a l’aspect d’une chaudière ordinaire à laquelle serait ajoutée une caisse de wagon en pitchpin verni (tîg. 1). Elle repose sur un châssis en acier de 16,5 m. de long s’appuyant sur deux boggies au moyen de chemins de roulement et de chevilles ouvrières. Les
- boggies, qui portent chacun quatre essieux avec roues de 1,20 m. diamètre, sont placés à 8 mètres d’écartement l’un de l’autre. Sous le châssis se trouvent les organes du frein à air comprimé, dont les sabots viennent s’appliquer, non pas sur les bandages des roues, mais sur un disque venu de fonte avec les roues. Cette disposition a pour but d’empêcher l’usure prématurée des roues que l’on observe d’habitude par suite des frottements répétés des sabots de frein contre les bandages.
- La chaudière tubulaire système Lentz, repré-
- sentée sur la figure 2, est disposée longitudinalement, et sa cheminée se trouve tout à fait à l’arrière de la locomotive, condition favorable pour obtenir un bon tirage.
- Les tubes n’occupent qu’une faible portion, 3 mètres, de la longueur totale de la chaudière, qui est de 7,90 m.
- Le foyer a 2,25 m2 de surface de grille et se continue par une vaste chambre de combustion, donnant au total 18 m2 de surface de chauffe; avec les tubes, la surface de chauffe atteint 145 m2. pour activer le tirage, le tuyau
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITE
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- d’échappement de la machine à vapeur débouche, comme à l’ordinaire, dans la boîte à fumée. Cette chaudière peut produire facilement, à
- l’heure, ioooo à 12000 kilog. de vapeur à la pression de i3 kilog. Elle contient au niveau moyen g,5 tonnes d’eau. De chaque côté de la chau-
- FV
- Fig. 2. — Coupe longitudinale de la chaudière.
- dière sont placées les soutes à charbon et à eau, dont la surface interne est concave, de façon à épouser les formes cylindriques du corps de la
- chaudière. Elles renferment 12 tonnes d’eau et 6 tonnes de charbon, soit un chargement de 18 tonnes. La locomotive proprement dite pe-
- Fig. 3. — Machine à vapeur (élévation).
- sant 100 tonnes, son poids total sous charge complète s’élève à 118 tonnes.
- Au-delà de la chaudière, qui occupe la partie
- arrière de la locomotive, on trouve un espace libre réservé au chauffeur et s’étendant sur une longueur de deux mètres environ entre le foyer et la machine à vapeur.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- -La machine à vapeur,! qui est compound, est placée dans le sens transversal de la locomotive. -Son arbre coïncide avec l’axe de symétrie du véhicule. Les deux cylindres, qui sont placés à égale, distance de l’arbre, sont calculés pour fournir à peu près le même travail. Le piston du grand cylindre porte une grosse bielle reliée à une manivelle unique. Le .'piston du petit cylindre possède deux bielles de faible section actionnant deux manivelles qui se trouvent à i8o° de lai manivelle du grand cylindre (fig. 3). Les
- ! I '
- pistons et les bieliëâ des defux, cylindres ont le .même poids, et comme ces pièces ont constamment des mouvements inverses, l’ensenible de la machine est équilibré aussi exactement que possible et ne peut produire sur le châssis aucun mouvement irrégulier ou oscillatoire. Le diamètre du petit cylindre est de 42? mrh., et celui du grand cylindre de 65o mm. Les deux pistons ont une même course de 3oo mm. Les tiroirs de distribution, qui sont cylindriques et placés au-dessous des cylindres, reçoivent leur
- mouvement de deux excentriques montés sur l’arbre, vers l’extrémité qui fait face à la chaudière (fig. 3). Afin d’éviter l’usure des surfaces frottantes, les tiroirs sont soumis à un mouvement lent et régulier, qui leur donne un déplacement longitudinal de 5 à 6 mm. Les deux tiroirs étant réunis par une tige articulée, le mouvement longitudinal leur est donné par une vis sans fin, actionnée par une des tiges d’excentrique commandant un petit excentrique et un levier de renvoi.
- La machine à vapeur devant travailler normalement à admission, constante et à vitesse va-
- riable, ne porte aucun régulateur. Elle ne possède pas non plus de coulisse de changement de marche, puisqu’elle tourne toujours dans le même sens. Sur l’arbre est monté un appareil à force centrifuge agissant simplement comme appareil de sécurité en fermant la valve d’admission si la machine s’emballe. La valve d’admission peut être commandée à la main par un levier placé dans le compartiment d’avant de la locomotive.
- La machine à vapeur, construite au Havre, dans les ateliers de la compagnie des Forges et Chantiers de la Méditerranée, fournit une puis-
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- sancé effective de 6’oo-chevaux, à la vitesse angulaire de 3oô tours par minute, et peut donner au maximum une puissance de 800 chevaux à la vitesse angulaire de 400 tours par minute. Son poids total est de 5200 kilos environ.
- La partie électrique occupe l’avant de la locomotive et se termine par un compartiment occupé par le pilote chargé de la conduite de tous les organes électriques. Cette salle a une forme ogivale, car l’avant de la locomotive pré-
- sente un biseau destine à diminuer la résistance de l’air aux grandes vitesses'.
- La dynamo génératrice, construite par la maison Brown-Boveri et G", est accouplée directement avec le moteur à vapeur. Elle est. donc placée transversalement et occupe une position symétrique par rapporta l’axe du véhicule. C’eSt une dynamo (frg. 5 et 6) à courant continu, à six pôles, d’une puissance de 5oo kilowatts environ, qui peut fournir un courant de 1200 ampères à la tension de 400 volts. Les noyaux in-
- Fig. 5 et 6. — Vues transversale et longitudinale de la dynamo génératrice.
- /
- ducteurs sont venus de fonte avec un bâti circulaire de deux mètres de diamètre. Ils sont ronds et -très courts et portent une pièce polaire en fer doux plus large. Toutes les bobines inductrices sont réunies en série, et reçoivent le courant d’excitation d’une petite dynamo indépendante. L’induit de la génératrice mesure 1,25 m. de diamètre; il porte un enroulement genre Gramme dont les bobines sont reliées aux touches d’un collecteur de 0,70 de diamètre et 0,15 de largeur. L’axe de l’induit repose à son extrémité dans un coussinet à rotule maintenu par un croisillon à trois branches vissé sur le bâti (fig. 6). Les porte-balais, au nombre de six, sont montés sur une couronne que l’on peut faire tourner au moyen
- d’un petit volant à main. Chaque balai est composé de trois blocs de charbon appuyant normalement sur la surface des collecteurs. Les balais sont réunis par trois en quantité, et le courant de la dynamo est amené au tableau de distribution par de grosses barres de cuivre de 3o mm. sur 10 mm.
- La dynamo excitatrice et son moteur sont placés tout à côté de la dynamo génératrice.- Le petit moteur à vapeur vertical compound, d’unè puissance de 20 chevaux environ, n’a que o.~b de hauteur; il porte, comme la machine à vapeur principale, deux bielles calées à 1800 et des tiroirs circulaires. La dynamo, qui est bipolaire, est montée directement sur l’arbre du moteur et
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- . tourne â la vitesse angulaire de 3oo tours par minute. Elle peut fournir, à la tension de ioo volts, un courant de 100 ampères, employé partie pour l’excitation de la génératrice, et partie pour l'éclairage des voitures du train.
- Le rendement électrique de la génératrice est de 95 0/0, sans tenir compte de la puissance dé-
- pensée dans l’excitation. Celle-ci varie en effet constamment, suivant la résistance intercalée dans le circuit des inducteurs. Cette résistance est renfermée dans un tambour de o,5o m. de hauteur et o,5o de diamètre placé sous le châssis de la locomotive; les fils des diverses sections du rhéostat traversent le châssis pour aboutir aux
- r r
- £ cA e//e
- r r f*
- Fig. 7. — Moteur électrique monté sur un essieu.
- douze touches d’un commutateur fixé sous le plancher de la salle et manœuvré par un levier vertical.
- C’est d'ailleurs le seul rhéostat que l’on rencontre dans toute l’installation : l’excitation de la dynamo excitatrice ne varie jamais et l’on n’intercale aucune résistance dans le circuit des moteurs électriques, même pour le démarrage ou l’arrêt. On se contente de coupler, suivant les besoins, les 8 moteurs électriques soit tous en
- tension, soit en quantité en 2 groupes de 4 en tension. Le commutateur qui effectue cette opération est fixé sur un panneau de côté de la salle formant tableau de distribution.
- Ce tableau comprend, outre le commutateur de couplage, un gros interrupteur pour couper le courant de la génératrice, et 8 interrupteurs permettant de mettre en circuit ou hors circuit chacun des 8 moteurs. Comme appareil de mesure, le tableau porte un voltmètre donnant la
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- tension aux bornes de la génératrice, un ampèremètre indiquant le courant total fourni par la génératrice et 8 ampèremètres marquant l’intensité dépensée dans chaque moteur, plus un ampèremètre et un voltmètre fournissant la valeur de la tension et de l’intensité du courant d’excitation de la génératrice. Le nombre des appareils de mesure serait réduit sensiblement si au lieu d’une locomotive d’expérience il s’agissait de machines faisant un service courant.
- Le changement de marche de la locomotive s’effectue en inversant le sens du courant dans les inducteurs des moteurs, à l’aide d'un commu-
- tateur à deux directions que l’on manoeuvre avec un levier vertical pouvant s’arrêter dans 3 crans différents correspondant à la marche en avant, à l’arrêt et à la marche en arrière. Ce commutateur est fixé au plafond de la salle et se trouve juste au-dessus des leviers commandant le rhéostat et l’admission de vapeur.
- Les 8 essieux de la locomotive sont munis chacun d’un moteur électrique d’une puissance de 80 à 100 chevaux, monté directement sans l’intermédiaire d’aucun engrenage. L’induit a la forme d’un tambour de o,65 m. de diamètre
- Vue longitudinale d’un moteur électrique.
- Fig. 8. —
- et 0,75 m. de longueur; il repose, comme le montre la figure 7, sur l’essieu par l’intermédiaire d’un tube en acier qui se termine à l’une de ses extrémités par un plateau portant 8 encoches, dans lesquelles s’engagent 8 tiges verticales que l’on réunit aux rais ou bras de l’une des roues. L’autre roue n’a pas de liaison avec le moteur ; elle est montée sur l’essieu avec des boulons et peut être démontée facilement pour mettre en place ou sortir le moteur. Les quatre moteurs de l’un des bogies sont fixés aux roues de droite des essieux et les 4 moteurs de l’autre boggie aux roues de gauche.
- Le bâti de l’inducteur est formé d’une boîte en fonte de 90 centimètres de longueur, 1,10 m. de
- largeur et 70 centimètres de hauteur, qui sert d’enveloppe au moteur et se démonte en ddux moitiés réunies par des boulons. Cette boîte porte deux ouvertures circulaires muniesde coussinets à graissage automatique, par lesquels elle s’appuie sur le tube en acier fixé sur l’essieu. L’inducteur se trouve ainsi solidaire de l’essieu, quels que soient les mouvements relatifs de celui-ci par rapport au bâti du boggie.
- Ce dispositif très simple permet de supprimer les suspensions toujours délicates que l’on serait forcé d’employer si l’inducteur prenait son point d’appui sur le boggie. Afin d’empêcher la rotation de l’inducteur, on réunit la partie inférieure d’une boîte en fonte avec la partie su-
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- périeure de la boîte du moteur placé sur l’essieu voisin, au moyen d’une tige traversant deux oreilles venues de fonte sur les boîtes de l’inducteur. Les deux boîtes accouplées étant soumises à des efforts de rotation égaux et inverses se trouvent toujours maintenues toutes deux dans une position fixe.
- A l’intérieur du bâti de l’inducteur et latéralement sont rapportés deux noyaux en fer doux portant l’enroulement inducteur (fig. 8). L’espace libre entre le tambour induit et les pièces polaires est de io millimètres; il reste toujours constant, par suite de la disposition même du bâti inducteur.
- L’induit est denté, ses bobines sont reliées en série avec l’inducteur. Le courant est amené au collecteur par deux balais en charbon présentant une surface normale à celle du collecteur, de façon à ce que le moteur puisse tourner indifféremment dans un sens ou dans l’autre. La boîte en fonte porte des fenêtres vissées en bronze, qui permettent de voir le collecteur et de sortir au besoin les porte-balais pour tailler ou remplacer les balais.
- Trois fils seulement pénètrent dans le moteur.: la boîte en fonte est complètement fermée et pour rendre l’obturation parfaite et empêcher l’introduction des poussières et corps étrangers, des soufflets en cuivre sont appliqués à l’intérieur de la boîte aux points où elle repose sur l’essieu.
- Nous n’avons parlé jusqu’ici du système Heil-mann qu’au point de vue purement descriptif. Dans un prochain numéro nous ferons connaître les expériences auxquelles nous avons assisté et qui ont été faites au Havre, dans les premiers jours de février.
- Ch. Jacquin.
- (.A suivre.)
- PHOTOMÉTRIE
- Dans un récent numéro de la Lumière électrique, je lis, sous le titre : « La Réforme photométrique», un article interprétant d’une manière inexacte la note que j’ai moi-même écrite sur la photométriefj). L’auteur affirme que les 190 mil-
- , -(‘J La Lumière Électrique du 23 décembre 1893.
- lions de bougies indiqués par les constructeurs sont vraisemblables et peuvent être retrouvés par un calcul a priori; ce que je reproche à ce nombre, c’est précisément de ne pouvoir se retrouver que par le calcul.
- J’ai démontré dans l’article visé que l’éclairement à petite distance est dépendant des dimensions du cratère: il n’a donc jamais pu entrer dans mon esprit de prendre l’intensité lumineuse ainsi déterminée pour caractériser le système optique seul.
- J’ai voulu simplement montrer que l’éclairement maximum sur l’axe de l’appareil ne saurait, dans les conditions indiquées, être supérieur à
- Distance du photomètre au fbyt
- Fig. 1
- i3oo bougies, sans que ce chiffre ait la prétention de mesurer quoi que ce soit.
- Quant à la constance de l’éclairement à petite distance, il est bien certain que dans la pratique il peut décroître et même croître avec le réglage et une foule de facteurs dont il est impossible de tenir compte dans une théorie élémentaire.
- La section droite du faisceau passe même généralement par un minimum, et l’éclairement en ce point par un maximum pour les appareils télégraphiques dont parle l’auteur et dont j’ai employé différents modèles, pour des distances variant entre 10 et 80 kilomètres. L’expérience, ainsi que le calcul, qui repose sur des considérations entraînant des détails que je ne puis donner ici, montrent que ce point d’éclairement maximum est situé à environ cent fois la distance focale principale de l’appareil employé.
- Quand on fait des mesures de laboratoire, il n’est généralement pas dans les habitudes, de compliquer les questions par l’emploi d’appà-
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- reils défectueux comme ceux dont la pratique | est obligée de se contenter. Mon but, en employant une petite lentille achromatique, était de trouver la loi simple suivant laquelle varierait l’intensité lumineuse sur l’axe d’un projecteur théorique, sans avoir le moins du monde l’intention de représenter exactement ce qui se passe dans la pratique. L’exemple que j’ai donné plus haut montre que les résultats obtenus sur des appareils courants s’éloigneraient assez fortement de cette loi simple.
- Cependant l’allure générale reste la'tnême et les efforts des constructeurs sont de produire des appareils présentant le minimum d’aberration et se rapprochant autant que possible du cas théorique.
- Enfin, qu’il me soit permis en terminant de dire que le produit e D2, qu’on peut appeler par définition la puissance lumineuse, n’en représente pas moins l’éclairement qu’indiquerait l’écran photométrique placé à un mètre de l’appareil (en admettant néanmoins la loi de variation en raison inverse du carré de la distance).
- Or cette lohn’est vraie que dans le cas de l’in-cidehqê'mormale; c’est la loi de Lambert, où les cosinus sont pris égaux à l’unité.
- Pût-iï'mêfrï'e être assimilé à un feu nu jusqu’à un mètre^’la détermination de l’éclairement ne devrait être faite à cette distance. En un mot, le distance àdaquelle sont ramenés les éclairements des deux sources'(bougie ett afc fictif de 1 m. 5o de diamètre) doit être telle,.que pour les deux la loi élémentairs soit applicable.
- Si donc j’avais eu l’intention de faire des réformes, j’aurais plutôt proposé de caractériser un projecteur par l’éclairement (seule unité intéressante comme résultant directement d’une mesure) qu’il produirait à la distance de 1 kilomètre. Le choix' de cette distance placée bien au-delà de la limite d’application de la loi du carré, même pour les plus grands projecteurs, permettrait de vérifier les résultats d’un calcul a priori par l’expérience et de déterminer pour ainsi dire le reniement de l’appareil optique.
- Malheureusement, l’auteur me répondra que cette définition n’aurait guère de chances d’être adoptée par les constructeurs, car elle supprimerait les six derniers chiffres des nombres publiés à Chicago.
- C. Fkry.
- CHEMINS DE FER ET TRAMWAYS
- ÉLECTRIQUES Q-
- Les machines à vapeur des stations de tramways électriques sont parfois soumises à un régime exceptionnellement inégal, en raison des variations extrêmes de la charge du réseau : le dispositif de M. Hunter représenté par les figures schématiques 29 et 3o a pour objet de maintenir la vitesse du moteur et, par conséquent, le potentiel des génératrices, sensiblement invariables, malgré ces variations extrêmes, et quelle que soit leur rapidité, que ne saurait suivre le régulateur de la machine motrice.
- A cet effet, cette machine H fait tourner deux dynamos : l’une, p, suffisante pour la dépense moyennede la ligne AB, et l’autre, I, reliée aux accumulateurs J J par un commutateur O. Quand la ligne n’exige que peu de courant, le solénoïde G, en série sur le circuit//de F, lâche -son armature g, qui, par N M, abaisse le contact ~K,de manière à fermer le circuit del sur la totalité de ses enroulements inducteurs et sur la bobine P, qui, amenant le commutateur O dans la position pointillée (fig. 3o) relie les accumulateurs, J J en série parallèle sur la dynamo I.
- Cette dynamo charge alors ces accumulateurs en utilisant ainsi l’excès de puissance de N. Au contraire, quand la dépense de la ligne excède cette puissance, G, attirant son armature, soulève K, de manière à exciter la bobine p\ qui, ramenant le commutateur O -dans la position indiquée en traits pleins, groupe les accumulateurs en série sur la dynamo I, laquelle, agissant comme moteur, vient au secours de la machine H.
- Les perfectionnements des galets ou trollys des tramways à câbles aériens, de types déjà si nombreux, continuent à exciter l’ingéniosité des inventeurs. Afin d’en diminuer le frottement, M. Jacobs le fait rouler sur deux groupes de six billes A, à portées coniques CG (fig. 3i), tandis que M. J. Chase se contente (fig. 33), peut-être avec raison, d’améliorer le graissage de son arbre 3, en le faisant alimenter par les trous 8 d’une boîte à huile en deux parties assemblées par le boulon 14, et remplies d’étoupe imbibée
- (') La Lumière Electrique du 17 février 1894, p, 314.
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- d’huile. L’arbre conique 3 est contre-buté par deux ressorts 6 et 7, et la boîte à huile est d’une forme telle que le câble ne peut pas s’y accrocher
- ni se prendre entre elle et le galet 1. L'huile se renouvelle par les trous 99.
- M. S. Field a récemment proposé de faire le
- Fig. 29. — Régularisation Hunter. C® Thomson-Houston (1893).
- trolley en deux disques d’acier 2 et 4 (fig. 34) séparés par un isolant 5, et magnétisés par la bobine 8, dérivée en 2, 7, i3 sur le circuit principal. On pourrait ainsi faire le bras du trolley
- Fig. 3o. — Régularisation Hunter. Détail du commutateur.
- très léger, le disque étant supposé suffisamment maintenu sur le câble par son attraction seule.
- Le bras A du trolly de MM. Spragne et O'Shaughnessy est (fig. 35) monté par l’isolant
- G sur le ressort F, saisi par les vis a et la clef b dans l’embase E du socle D, fixé à la voiture.
- Fig. 3i et 32. —Trolley à billes Jacobs (1893).
- Ce bras est en trois parties H H'H2, assemblées par les douilles isolantes I (fig. 41).
- La partie supérieure H2 du bras se termine par
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- un isolant c entouré d’une douille métallique b' (fig. 35) et vissé dans le tube métallique L. Le fil K traverse c, et se termine par une tête h pressée par la vis i, qui la relie électriquement à L. Ce tube qui porte le palier M du galet, re-
- Fig. 33. — Trolley Chase (1893).
- çoit un collet ondulé / (fig. 35) sur lequel le manchon ac, à tourillons mm, est appuyé par le ressort/. Sur les tourillons m m, est pivoté le guide O, que l’on amène, par la corde C, dans la position pointillée (fig. 36), quand on veut
- Fig. 34. — Trolley électromagnétique Field (1891-1893,'.
- ramener le trolley déraillé sur son câble B, comme on l’a supposé en figure 36.
- Quand on veut renverser l’inclinaison du bras, on commence par amener le guide O dans sa position la plus élevée, puis on fait pivoter le bras, après l’avoir suffisamment abaissé, de manière à changer le sens de son inclinaison, et on le laisse se redresser. Le guide O aborde
- le câble B par son plan incliné, et lui ramène progressivement le galet en pivotant sur /, malgré le ressort /, qui empêche, d’autre part, le
- Fig. 35. — Trolley Sprague et O'Shaughnessy (1889-1893).
- guide de pivoter à la moindre impulsion dévia-trice.
- Fig. 36.— Trolley Sprague et O. Shaughnessy. Manœuvre de la garde.
- Le bras du trolley de M. Bassett est maintenu par deux ressorts E E, qui, en temps ordinaire, dans la position figure 42 appuient le galet sur
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- le câble, en faisant relever le bras I autour de l’axe a par leur traction sur l’axe a2. Quand le galet lâche le câble, le bras, subitement relevé, frappe, par az, le fond gauche des coulisses /, dont les leviers F F font pivoter les balanciers D autour de b, de manière que les ressorts E se détendent, en faisant prendre aux différentes pièces du mécanisme les positions figure 43 où ils laissent retomber le bras I. Ce même mouvement lâche, en d\ le cliquet g G, qui enclenche automatiquement le bras par le crochet a!.
- Pour ramener les ressorts I dans leur posi-
- K*
- Fig. 37 à 41. — Trolley Sprague et O'Shaughnessy.
- Détail du bras.
- tion d’activité (fig. 42) il suffit d’abaisser tout à fait le bras I, de manière à ramener les leviers D autour de a dans le prolongement de E E, où d'déelenche G de a’. Enfin, il suffit d’enclencher alors, comme en figure 45, D par le crochet H, pour que les ressorts EE fonctionnent toujours, même quand le galet quitte le eâble, comme dans les appareils ordinaires. Le bras pivote sur des billes d’acier L (fig. 46) introduites par le trou M, et qui supportent entièrement son embase C sur le pivot K, à prise de courant k2.
- M. Schaaber ajoute (fig. 47) en temps de glace,
- au mât du trolley deux palettes C articulées en c c, et qui prennent alternativement sous le câble
- Tnrjinr
- Fig. 42 à 44. — Trolley Basse».
- D la place du galet A, de manière à en gratter le givre ou la glace avec un contact parfait en c2.
- Fig. 45 et 46. — Trolley Bassett. C" Thomson-Houston (1893). Détail du déclenchement et du pivot à billes.
- Pendant ce grattage, la palette en jeu appuie sur le galet et l’empêche de tourner.
- Le grattoir de M. W. Heston consiste en une
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- simple lame k (fig. 48) lixée au mât par un collier L, à vis de pression N, faisant contact avec le conducteur O.
- Pour faciliter l’entrée en courbe du galet, M. Fuller le monte sur un châssis F F (fig. 5o) pivoté jautour d’un arc cou jj, légèrement incliné sur'le câble, et pourvu de plans inclinés d b, ten-
- Fig. 47. — Trolley gratteur Schaaber (1893).
- dant à ramener le galet .dans sa .position normale suivant l’axe du bra.s A. Le châssis F est retenu sur c par une goupille G, passée dans l’encoche c, qui lui laisse un petit jeu vertiéal. Une fiche J maintient l’écartement des joues F. Le graissage de C s’opère par un bloc de suif logé dans une embase de F, au-dessus^de G.
- Fig. 48 et 49. — Trolley gratteur Heston (1893).
- Enfin le galet a son contact latéral assuré par un ressort H fixé en I par ses rainures h h.
- MM. Akerman et Lenoir ont (fig. 5y à 59) proposé d’ajouter aux points de la ligne où le trolley est exposé à quitter son fil, tels que les courbes, et aux endroits où cet incident pourrait être particulièrement dangereux, des fils de garde i3 i3, suspendus de chaque côté du câble 8 par des anneaux 12, isolés en 14 et amarrés en i5.
- M. Harris supporte les câbles O O (fig. 60) sur des attaches A, retenues par un losange de fils
- G, amarré en cc. Le système analogue (fig. 62) permet de régler par les mailles filetées C g
- d d. —
- Fig. 5o à 56. — Trolley articulé Fuller (1893).
- l’écartement des câbles. Dans ces deux cas, les câbles sont dans l’entre-voie, et abordés latérale-
- Fig. ?7 il 5g. — Passc-courbes Akerman et Lenoir.
- ment par le gallet du trolley. Pour les câbles placés au-dessus des voitures, et attaqués en
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- dessous, on emploie le système représenté par la figure 63. On obtiendrait ainsi, d’après M. Harris, une tenue plus stable des conducteurs conjugués par leurs supports.
- M. Elliott emploie, pour la pose du câble en
- Fig. 60 à 63. — Suspension Harris (1893).
- courbes, des étriers A (fig. 64) attachés d’une part, en a, à des fils convergents ww, et d’autre part, en c, au câble, par une tige G, à plateau C',
- pivotant dans l’étrier, et convenablement isol Le support de câbles Walker à éclisse B (fig. 66), serrée par des vis ///, enveloppe entièrement le câble G, et reçoit sans secousse, sur son plan incliné <i, le galet du trolley. C’est
- Fig. 64 et 65. — Suspension en courbes Elliott (1891-1893)-
- un support très robuste, facile à poser, et qui dispense de toute soudure.
- Le conducteur souterrain J de M. H. Fran-
- Fig. 66 à 69. — Suspension Walker (1893).
- kliti est (fig. 70) suspendu à l’intérieur de son caniveau garni d’isolant H par les poulies ou galets isolants L, qui le tendent au moyen des ressorts M, et auxquels on peut accéder par les regards I. Il est, en outre, protégé des contacts extérieurs par l’encorbellement isolant N et par les rebords d'd!de la fente du caniveau : enfin, les regards I H communiquent avec des égouts d’assèchement.
- Le fonctionnement du tramway à câble souterrain de Smith est le suivant :
- A chaque passage de la voiture devant la boîte de contact B, le champignon a (fig. 72) porté par son trolley T, fait, par le galet^i pivoter le levier p (fig. 79) qui, repoussant la tige sectionnée Q dans le sens de la marche du train, indiquée par la flèche (fig. 78) amène le contact o (fig. 75) sur o', ce qui met la tige Q en communication, comme nous le verrons, avec le conducteur principal. Aussitôt après, le champignon a, relevant le levier £>’, rompt le contact de sa tige Q avec la boîte de contact qui précède
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- B, puis, quand-la voiture arrive à la boîte suivante D, la même opération se renouvelle : à sa-
- Fig. 70 et 71. — Voie Franklin (i8g3).
- Fig. 72 à 75. — Voie W. S. Smith (1893). Ensemble. Détail des contacts F et x o o'.
- voir, la mise en circuit de la tige M allant de D en E, puis l’isolement de la tige allant de B en D. Les mouvements des tiges Q et M sont limités
- par les butées q et m (fig. 79) et elles portent des gouttières en cuivre T' (fig. 72) sous lesquelles roulent les galets t du trolly, appuyés par des ressorts b, dont la tension, ainsi que la hauteur de a, peuvent se régler de la voiture même, par des transmissions à vis sans fin /' et a.,, commandés par les tiges et ak.
- Ainsi qu’on le voit par les figures 76 et 77, les boîtes de contact reçoivent les sections du conducteur principal, G', isolé en G, par des joints
- Fig. 7fi et 77. — Voie Smith. Détail d’une boîte de contacts.
- sphériques J, à garnitures en caoutchouc/ et ces sections sont reliées l’une à l’autre par des pièces L, reliées elles-mêmes à la prise de contact W par un plomb fusible />. C’est sur cette pièce que le levier F, également à joint sphérique X, prend le courant par sa touche/(fig.74) quand la tige Q ou M (fig. 79) qui lui est articulée par un écrou sphérique (fig. 75) appuie son contact extérieur 0 sur le contact fixe o', dont la fourche le retient jusqu’à l’arrivée de la voiture à la boîte suivante.
- Les contacts du tramway Woods sont (fig. So) constitués par des lames élastiques D D, qui, au passage du balai B de la voiture, se plient, puis
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- font tourner malgré le ressort L (fig. 82) l’axe I cuit du conducteur g G sur la dynamo M de la Ij de manière que son bras I ferme en h le cir- | voiture.
- Fig. 78 et 79. — Voie Smith. Plan et élévation d’une section.
- Fig. 80 et 81 — Voie Woods. (Universal Electric C°, 1893). Plan de trois sections.
- Ainsi qu’on le voit sur la figure 80 la longueur
- Fig. 82 et 83. — Voie Woods. Détail d’une boîte de contacts.
- du balai B est telle qu’il y a toujours au moins
- trois contacts D en prise, et la rupture de ces contacts se fait avant celle des contacts h, de manière qu’il n’y ait jamais d’étincelles dans la boîte G. Ces boîtes sont maintenues par une pompe P, remplie d’huile en circulation par les tuyaux P! Pj, et dont les fuites légères par la garniture d’amiante K2 sont recueillies dans le caniveau. On obtient ainsi un isolement parfait des boîtes.
- Le trolley à voie souterraine de Love, représenté par les figures 84 à 89, se distingue par quelques détails ingénieux et bien étudiés.
- Le support E du trolly traverse la fente médiane d’une poulie F enfilée sur deux barres transversales G G' portées par un châssis b b2, et elle peut se fixer dans F à des hauteurs variables, parles chevilles e, (fig. 87). Pour sortir E de F, il suffit d’ouvrir, comme l’indique la figure 87, le loquet F' pivote autour de l’axe/, La poulie F peut pivoter autour de celles de ses extrémités engagées avec l’une des fourches H
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- Fig\ go à 92. —‘Telphérage Langen.
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- H' conjuguées par la bielle h8 et manœuvrées de l’arbre (fig. 88) de manière qu’il n'y en ait jamais qu’une en prise avec F, suivant le sens de la marche du tramway.
- Chacun des galets du trolley L est pivoté (fig. 8g) à la fois autour d’un axe ]u perpendiculaire au premier, qui supporte les bras K à ressorts de rappel Lj L2 dans le bloc isolant I à plaques métalliques J J reliés au locomoteur par les câbles P P' fixés à E E et protégés par les gaines métalliques P2 P2-
- Les voitures du telphérage Langen actuellement en essai en Allemagne sont suspendues par des balanciers L L (fig. 90 à 92), sur billes T, à deux tiges Au conjuguées par des barres W, portées par des rondelles sphériques V sur les traverses G! Gt G2 des dynamos B à roues H roulant sur le rail unique E. Des galets O O appuyés surG2 guident les petits pivotements de la voiture autour de Aj A2î et les galets E empêchent H de dérailler.
- CHEMINS DE FER ET TRAMWAYS ÉLECTRIQUES DÉCRITS DANS MES PRÉCÉDENTS ARTICLES
- Adams, 3i octobre i885, p. ig5; 12 août 1893, 256; 18 avril
- 1891, 118; 20 août 1892, 364. Akester, 27 avril 1889,167. Allen, 27 avril 1889, i63. Allington, 11 mars 1893, 467. Allsop, 29 octobre 1888, 166. Anderson, 17 octobre 1891, 117* Atwood, 16 janvier 1892, 108. Ayrton et Parry, 23 février 1884, 342.
- Bagger, 21 nov: 1891, 371 Bair, 7 janv 1893, 16. Baldwin, 20 nov. 1890, 4r8 Bassett, 7 janv. 1893, r3. Bâtes, 10 juin 1893, 464. Baxter, 22 avril 1890, 18. Barnes, 14 mai 1892, 3u. Barkley, 10 sept. 1892, 5i8. Bennett, 3 oct. 1891, 220 Bentley-Knigt, 3i oct., 7 nov. i885, 197, 257; 27 avril 1889, io5; 11 mars 1893, 470. Beesbrock-Newry, 4 mai 1889,207. Birmingham, 29 août 1891, 417. Blackwell, 10 juin 1893, 466. Blanchard, 14 et 28 mai 1892, 3n 406, 408; 16 juil.
- 1892, io5. Bonneau-Desroziers, 3 oct. 1891, 212. Blood, 2 déc. 1893, 405. Booth, 7 janv. 1893, i3. Boult, 29 nov, 1892, 423. Boston, 17 oct. 1891, 112. Boynton, 12 déc 1890, 5io. Brush, 17 oct. 1891, 114. Brann, 22 avril 1893, 48. Brill, 22 nov. 1890, 457. Brown, 20 août, 29 nov. 1892, 364, 5i6. Bryon, 7 oct. 1893, 26.
- Carr et Perrin, 20 aoôt 1892, 362. Case, 7 oct. 1893, 25. Chicago-Saint-Louis, 12 mars 1892, 516 ; 16 juil. 1892, 102. Chamberlain, 22 nov. 1890, 459 Christiansen, 8 août 1891, 268. Churchill, 7 oct. 1893, 32. City of London, 22 nov., 6 déc. 1890, 361, 454. Corning, 16 janv. 1892,115. Coradson, 14 janv. 1893, 14. Crâne, 20 août 1892, 36o Crompton, 27 oct. 1888, i63 ; 3 oct. 1891, 2i3. Crosby, 5 avril, 12 juil. 1890, i3, 69; 18 avril 1891, 113; 14 mars 1892, 3n. Currie, 22 nov. 1890, 4i5.
- Daft, 12 juin 1884, 345, 447; 3r juil., 3i oct. i885, 214, 197; 12 juin 1886, 485. Dahl, 12 août 1893, 258. Dallos, 12 avril 1890, 58. Danchelle, 27 sept. 1884, 407; 16 mai i885, 33o.
- Davenport, 12 juin 1886, 483. Davies et Dudson, 4 juil. 1891
- 28 Davis, 2 déc. 1893, 406. Dewey, 12 déc. 1890, 5o8; 3 oct.
- 1891, 218; 12 mars 1892, 5i6. Diatto, 7 oct. 1893, 22. Dickin-son, 5 juil. 1890, 14; 28 mai 1892, 407. Dolbear, 7 sept.
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- Gustave Richard.
- CHRONIQUE ET REVUE
- DE LA PRESSE INDUSTRIELLE
- Les tramways électriques de Gênes, par M. Respighi (').
- Au lieu de simples poteaux de bois [on peut employer des colonnes de fonte plus ou moins élégantes et placées selon les exigences.
- Les fils transversaux en fer galvanisé destinés à soutenir le fil longitudinal de service ont un diamètre de 5 millimètres et sont placés de quarante en quarante ou cinquante mètres. Ils portent chacun au milieu un support spécial de (*)
- fonte représenté sur les figures 9, 10, ii et attaché à l’aide de mâchoires g. Ces mâchoires sont d’un grand secours dans le placement définitif du fil de service.
- Le système isolant est identique à celui décrit précédemment pour les consoles; seulement, dans le cas actuel les deux cônes sont induits de
- Fig. 9
- goudron et la cloche supérieure sert à la fois de logement au boulon et à étreindre les deux cônes contre la cavité conique du support.
- Le fil de service en cuivre phosphoreux a un diamètre de 7,5 mm. ; il est serré par un boulon contre deux coussinets ccet se trouve ainsi sus-
- Fig. 10
- pendu à une hauteur d’environ 6,90 m. au-dessus du sol.
- Par ce dispositif spécial, imaginé par la maison Siemens et Halske, l’isolement du fil de service est triple, tandis que dans d’autres lignes italiennes de tramways faites suivant le système
- Fig. 11.
- Sprague, l’isolement n’est que double. Dans celui-ci, en effet, les fils transversaux sont supportés par des poteaux munis d’isolateurs de verre ; ces fils portent un isolateur de mica et de gomme laque qui soutient le fil de service.
- Le système Siemens présente aussi cet avantage que les coussinets soutenant le fil conduc-
- (*) La Lumière Électrique, du 10 février 1894, p. 276.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- teur peuvent prendre une position angulaire quelconque dans tous les sens, ce qui est particulièrement utile dans les parties courbes de la voie et dans les pentes rapides.
- La prise de courant pour les moteurs de la voiture ont lieu à l’aide d’un ressort ou fil transversal frottant sur le fil de service comme le balai d’une dynamo. Le fil de service n’est nas
- S
- Fig. 12.
- disposé parallèlement à la voie et affecte, comme le montre la figure 12, une forme sinusoïdale de façon à faire déplacer le point de contact sur toute la longueur du ressort et permettre ainsi une usure uniforme.
- Dans les parties courbes, par suite de la traction du fil de service, les isolateurs qui le supporte tendraient à se placer de façon à ce que le point où le fil inducteur est soutenu soit dans le même plan horizontal que l’un des fils tenseurs ; mais dans cette position le ressort ne pourrait glisser sur ce conducteur. Pour obvier à cet inconvénient, on dédouble dans les parties courbes le fil conducteur de façon à maintenir les deux parties dans un même plan vertical par suite de l’égalité des tractions /, et /2 qui
- s>
- Fig. i3.
- s’exercent sur ces deux fils s et s' (fig. i3). Si le point s" représente le point d’attache du fil transversal, le triangle ss' s" est isocèle avec un côté vertical.
- Cette disposition géométrique est représentée sur la figure 14, où les deux fils longitudinaux sont serrés dans des coussinets ou mâchoires qui constituent le triangle rigide isocèle ss's1'. La disposition de la figure 14 présente deux de ces triangles et constitue ainsi un support de forme allongée et servant en même temps de tendeur dans les courbes de faible rayon. Ce support est beaucoup plus léger et plus économique que le
- support décrit précédemment. I, I' sont des isolateurs en porcelaine de forme ovoïde.
- D’autres isolateurs semblables et accouplés deux à deux sont employés pour tendre en courbe, pour soutenir et isoler des fils transversaux et enfin pour supporter des fils morts comme ceux qui ont été placés dans la rue Serra et en d’autres points ouïes fils téléphoniques et les fils télégraphiques passent dans le voisinage des fils en service, de façon à protéger la ligne contre les contacts possibles;
- Voilures. — Tige de contact. — Dans le système Siemens et Halske les tiges de contact sont doubles au lieu d’être simples comme dans la plupart des systèmes ordinaires.
- Lorsque l’une des tiges reçoit une secousse ou passe sous l’un des isolateurs du fil conducteur et a par suite moins d’élasticité, l’autre se trouve dans les conditions normales et évite ainsi les interruptions. Ces tiges sont formées de fils de fer et constituent comme on le
- Fig. 14.
- voit sur la figure 1 (p. 276) un ensemble très léger, élastique et pliant dans toutes les directions.
- L’organe de contact est un simple fil de fer de 8 millimètres de diamètre glissant sur le fil de service. Nous avons vu que ce contact se déplaçait le long du fil par suite de la disposition particulière du conducteur, ce fait présente aussi un très grand avantage dans la courbe et permet de diminuer considérablement le nombre des sommets de la ligne polvgonale formée par le fil.
- La suppression du trolley et de ses inconvénients en courbe est un des traits particuliers de l’installation de Gênes.
- Ce système permet de supprimer les pièces spéciales au point de bifurcation du fil de service, lesquelles, dans le système Sprague, exige une attention spéciale pour empêcher le trolley de lâcher le conducteur. Dans le système Siemens le ressort glissant suit au point de bifurcation les deux fils de service jusqu’à en lâcher un. Un tel système de contact permet le renversement automatique des tiges pour la marche en arrière. . (
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- L’appareil de renversement automatique est représenté sur la figure i5. Le système peut tourner autour de deux axes placés au-dessus de la voiture ; il est formé de deux leviers en triangle munis de deux encoches cû a', d d'permettant à ces triangles de pivoter; ceux-ci sont placés symétriquement de façon que les axes soient parallèles. Les deux triangles sont attirés l’un vers l’autre par un ressort qui tend à faire tourner les axes de droite à gauche et presse ainsi les tiges de contacts sur le fil; de cette façon les quatre points a, b, c, d sont en ligne droite. Si l’on vient à changer le sens du mouvement de la voiture, le ressort de contact rencontrant
- Fig. 15.
- une certaine résistance par suite de l’angle aigu qu’il fait avec le fil de service, tend à soulever ce dernier les axes deviennent alors verticaux et s’incline immédiatement en sens contraire. Les pivots des triangles lâchent leurs encoches auxquelles viennent se substituer les. autres encoches des triangles; c’est alors les points a', b, c, d! qui sont en ligne droite.
- Disposition générale des circuits. — La disposition générale des circuits est presque identique à celle adoptée dans les systèmes de tramways électriques Sprague, Thomson-Houston et autres ; il est inutile d’insister sur ce point.
- Nous ne mentionnerons également qu’en passant l’éclairage de la voiture, obtenu à l’aide dë cinq lampes de 16 bougies, montées en série et alimentées par le courant de la ligne.
- • Les deux moteurs série du tramway, par suite de la différence de charge qui peut avoir lieu sur les essieux de la voiture, sont montés en dérivation de la manière suivante :
- Ces moteurs sont placés en dérivation l’un sur l’autre, de façon à ce que les inducteurs d’une part, et les armatures, de l’autre, soient en parallèle.
- Moteurs électriques. — Les moteurs Siemens et Halske employés sont représentés sur la figure 16. Les balais sont en charbon pour permettre plus facilement la marche dans les deux sens. La puissance de chacun des moteurs est de 18 chevaux, avec une vitesse de 8oo à 900 tours par minute. L’arbre même de chaque induit porte une vis sans fin agissant sur une roue dentée calée sur l’un des essieux de la voiture. Le rapport du nombre de tours des moteurs et des roues est de 10,33. Chaque vis sans fin et sa roue dentée sont enfermées dans une boîte de fonte remplie d’huile.
- Grâce à ces vis, la transmission est absolument silencieuse et est de beaucoup préférable à la transmission par chaîne.
- Les moteurs électriques sont isolés électriquement de la voiture et du truck à l’aide de supports en cuir ; un joint en cuir est, dans le même but, intercalé sur l’arbre du moteur, entre l’induit et la vis sans fin. Une enveloppe en zinc protège les moteurs contre les poussières et les particules de fer qui pourraient être attirées le long de la voie par les électros des moteurs, protection qui n’existe pas dans les systèmes américains.
- Réglage de la vitesse. — La direction de la voiture et le réglage de la vitesse s’effectuent sur chacune des plateformes de la voiture à l’aide d’une manette commandant un commutateur dont les plots de contact sont disposés sur des couronnes concentriques. 11 est renfermé dans une boîte circulaire placée verticalement au centre du poste du conducteur. La manette étant disposée verticalement, le courant ne circule pas dans les moteurs, mais dès qu’on la fait tourner à droite ou à gauche, la voiture se met en marche en avant ou en arrière. Dans le système Sprague, au contraire, le commutateur est disposé horizontalement.
- La régulation de la vitesse s’obtient en réglant la position de la manette sur le commutateur, chaque position correspondant à une résistance plus ou moins grande insérée dans le circuit des moteurs. Ges résistances, qui sont au nombre de 4, ont 4, 12, 18 et 3o ohms, et sont largement suffisantes pour assurer les différents régimes de vitesse nécessaires. La vitesse maxima qu’on peut obtenir avec une voiture à pleine charge (36 personnes) sur les plus fortes pentes de la rue Assarotti est de 12 kilomètres à l’heure.
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- Chaque plateforme contient un commutateur et un jeu de résistances de façon à pouvoir régler la vitesse à volonté aussi bien sur l’une que sur l’autre.
- A chaque position de la manette correspond une détente du ressort d'arrêt, de façon à avertir le conducteur sans qu’il soit obligé de quitter la ligne des yeux.
- L'énergie électrique absorbée par les deux moteurs avec la voiture chargée de 2,5 tonnes de sable et à la vitesse de 12 kilomètres à l’heure, sur les plus fortes montées (8 0/0) de la rue Assarotti est de 26,4 kilowatts.
- Freins. — Chaque voiture est munie des freins suivants :
- x° Frein mécanique avec manivelle à vis d.e commande, chaîne, etc., analogues à ceux em-
- Fig. 16.
- ployés sur les voitures de tramways à traction, les sabots agissant sur les quatre roues.
- 2° Frein électrique. — Un commutateur spécial formé d’une manivelle en forme d’U, et qu’on peut retirer ou insérer, à chaque plate-forme dans deux pièces de contact correspondantes, permet d’interrompre la communication entre le courant d’alimentation et les moteurs en fermant les circuits de ces moteurs sur une résistance convenable. Les moteurs fonctionnent alors comme générateurs et il se forme un courant inverse du précédent qui tend à faire tourner les essieux en sens contraire. En réglant convenablement la résistance, on peut régler facilement la vitesse de la voiture à la descente.
- 3° Courant inverse. — Un troisième mode de ireinage, utile dans le cas d’arrêt instantané, consiste à envoyer le courant en sens contraire c’est-à-dire en quelque sorte à faire machine arrière.
- 4° Frein de sécurité. — Dans le cas d’un danger imminent, le conducteur peut, au moyen d’un levier, faire tomber en avant de la voiture et entre les roues deux sabots en cône. Mais ce procédé ne doit être employé, à cause de l’arrêt violent qui en résulte, que dans des cas'tout à fait exceptionnels.
- Voilures. — Chaque voiture a un couloir central, mais par suite de la faible largeur imposée par la municipalité, les sièges sont à deux places d’un côté et à une seule de l’autre. Elle est divisée en deux compartiments; les plateformes font partie de la seconde classe; elle est ainsi dissymétrique, et, comme nous l’avons dit, les essieux supportent des charges différant d’environ 800 kilos.
- La construction des voitures a été confiée à la maison Savigliano, sous les ordres de la maison Siemens et Halske, en ce qui concerne la partie électrique.
- Quatre de ces voitures sont actuellement en service, trois en activité et la quatrième en réserve. Vingt-six voitures sont prévues pour les autres lignes en construction, dont six doivent fonctionner bientôt sur la ligne de la place Corvetto-Stagliano.
- La ligne de la rue Assarotti a été ouverte au1 public le 16 mai 1893 et fonctionne dans de très bonnes conditions.
- La construction et l’établissement de la ligne ont été dirigés par M. Walter Reichel, de la maison Siemens.
- On voit par cette courte description les avantages du système Siemens et Halske. Ce système, outre le réseau de Budapest, a encore eu de plus récentes applications dans les tramways de Dresde et de Hanovre, dans le chemin de fer à crémaillère de Barmen. D’autres installations analogues sont en cours d’exécution à Bucarest, Bochum et Lemberg.
- F. G.
- Potentiomètre pour courants alternatifs, par J. Swinburne (').
- Une des principales difficultés dans la mesure précise des tensions et des courants alternatifs réside dans l’étalonnage des instruments. Quelques instruments pour courant alternatif, comme
- (') Philosopfiical Magazine, février 1894, h- 201.
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- ceux basés sur le principe de l’électrodynamo-mètre, donnent la même indication que l’on emploie un courant continu ou un courant alternatif; les électromètres et quelques formes d’instruments électromagnétiques avec noyaux de fer doux sont également bien adaptées à la mesure des courants alternatifs ou continus.
- Ce n’est pas le cas avec les autres instruments, et l’unique méthode actuellement employée pour les étalonner est de les comparer avec un autre instrument qui a été étalonné avec du courant continu. Cette pratique peut introduire des erreurs, que la méthode pdtentiométrique permet d’éviter.
- En outre, la combinaison de piles et de résistances formant un potentiomètre est toujours très utile dans un laboratoire, car elle permet de mesurer des intensités de courant et les différences de potentiel comprises entre des limites
- Fig- î
- très étendues et avec une précision qu’il est impossible d’atteindre avec un voltmètre ou un ampèremètre. Il est donc important de pouvoir appliquer la méthode du potentiomètre dans les mesures des courants alternatifs.
- En 1891, l’auteur a décrit deux formes d’un appareil appelé ohmmètre pour courants alternatifs. Ces instruments mesurent soit une quan-E-
- tité R telle que -p- soit la puissance lorsque E
- représente la tension efficace, soit une quantité r telle que 12r soit la puissance lorsque I est l'intensité efficace. Dans un circuit à capacité et self-induction, les quantités R et r ne sont naturellement pas égales. L’une des formes de l’ohmmètre pour courant alternatif est électrostatique, l’autre électromagnétique.
- L’ohmmètre électrostatique peut être couplé de façon à permettre la comparaison de deux tensions, dont l’une peut être alternative et l’autre continue. L’instrument électrostatique
- présente l’avantage de ne nécessiter qu’une seule connexion avec le système mobile et cette connexion peut être légère n’ayant pas à conduire un courant intense. L’aiguille peut donc être suspendue à l’aide d’un simple fil de soie, la connexion se faisant par un fil plongeant dans de l’eau, et ce fil peut se terminer par une ailette destinée àamortir les oscillations. Comme il n’est pas nécessaire d’opposer à la déviation une force de torsion, cet instrument peut être rendu extrêmement sensible. Pour les essais potentiométriques, il est préférable de ne pas déterminer avec l’instrument le rapport de deux différences de potentiel, mais de l’employer plutôt comme galvanomètre différentiel.
- La disposition de l’appareil est représentée schématiquement dans la figure 1. Dans ce schéma a est une batterie faisant circuler un courant dans la résistance bc, qui se règle de telle façon que la différence de potentiel de la pile étalon e soit compensée lorsqu’on met /en contact avec la réststance sur la division correspondant à la force électromotrice de l’élément à la température ambiante, k est une dynamo à courant alternatif et h est le voltmètre à étalonner.
- L’électromètre différentiel est monté comme l’indique la figure. L’aiguille est sollicitée dans un sens par une force variant comme le carré de la différence de potentiel continue, et dans l’autre sens par une force variant comme le carré de la différence de potentiel alternative. Il est nécessaire de donner à l’aiguille la forme en queue de poisson pour qu’elle soit en équilibre stable lorsque les forces sont égales. Dans la figure 1 la résistance b c est représentée par un fil tendu, tandis qu’en réalité elle est formée de bobines de résistance.
- La sensibilité dépend de la construction de l’électromètre; mais aucune force antagoniste ne s’oppose à la déviation si ce n’est celle due au fil de suspension. Prenons, par exemple, un instrument capable d’indiquer un volt, lorsqu’une des deux différences de potentiel est supprimée; cet instrument permettra de comparer deux différences de potentiel d’environ 100 volts avec une approximation d’un dix-millième; et la comparaison de deux tensions d’environ 2000 volts se fera à un quatre millionnième près. Pour trouver le zéro vrai de l’instrument on relie entre eux les quatre quadrants.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- L’un des grands avantages de la méthode potentiométrique est la facilité avec laquelle on peut mesurer des courants intenses par la chute de potentiel qu’ils produisent dans des résistances très petites. Comme l’électromètre doit être employé idiostatiquement pour les courants alternatifs il n’est pas sensible aux très petites tensions. On peut faire des mesures plus précises dans ce cas avec un dynamomètre différentiel.
- Cet instrument possède deux bobines fixes et une bobine mobile. Le circuit à courant continu est relié à l’une des bobines fixes, le courant alternatif à l’autre et les deux à la fois à la bobine mobile. Le ressort antagoniste est supprimé.
- Cette méthode est un peu plus compliquée que la précédente, et il faut faire usage de contact à
- I l IHlî-
- r®iirap
- 05
- /y Fig. 2
- mercure. Le montage est celui indiqué dans la figure 2.
- La batterie a fournit un courant continu, qui est mesuré par la chute de potentiel à travers la résistance b, et qui passe dans l’une des bobines c et la bobine mobile d. Le courant alternatif traverse l’instrument à étalonner/, l’autre bobine fixe e et la bobine mobile d. Une petite erreur peut provenir de ce fait que le circuit alternatif est en dérivation sur la bobine mobile faisant partie du circuit à courant continu, et réciproquement.
- Si les bobines c et e sont enroulées très près l’une de l’autre de façon qu’il n’y ait pas de décalage sensible dans le courant induit par c en e, la petite erreur due à l’induction mutuelle de ces bobines se neutralise.
- On peut naturellement se servir aussi d’un double dynamomètre, mais il faut alors employer quatre contacts à mercure. Peut-être |
- serait-il possible d’éliminer les contacts à mercure et d’obtenir' ainsi une plüs grande précision.
- REVUE DES TRAVAUX
- RÉCENTS EN ÉLECTRICITÉ
- Sur la mesure des propriétés magnétiques du fer, par S. Evershed (').
- Sous le titre de « Autres mystères magnétiques », l’auteur soumet à une critique sévère les expériences faites par M. Thomas Gray, il y a environ un an (2).
- Voici d’abord un exposé de la méthode employée par M. Gray, d’après le travail publié par cet auteur dans les Philosophical Transactions.
- La cause qui rend difficile la mesure des pro-
- a n
- priétés magnétiques des grandes masses de fer par la méthode ordinaire peut devenir un avantage si l’on modifie cette méthode; on peut enregistrer, non la valeur totale de l’induction pour chaque valeur particulière de la force magnétisante, mais la courbe d’établissement du courant à partir du moment de fermeture du circuit.
- Dans des expériences préliminaires les bobines d’un gros électro-aimant à noyaux et pièces polaires feuilletés ont été placées en circuit avec un accumulateur et une résistance non inductive. Un dispositif automatique permettait d’enregistrer à l’aide d’un chronographe l’instant defermeturedu circuit. En même temps on reliait aux quadrants d’un électromètre les extrémités de la résistance non inductive. On pouvait ainsi déterminer un certain nombre de points de la courbe d’établissement du courant. Dans les
- (') The Electrician, 26 janvier 1894. f2) PhiloSuph. Traits., 1893 — La Lainière Électrique, t. XLV1, p 337. ’
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- J OU RÉ AL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 3 8 S
- expériences définitives l’électromètre a été remplacé par un galvanomètre; le montage des appareils est indiqué par la figure i.
- M est l’électro-aimant; G, un commutateur pour renverser le sens du courant, et, dans certains cas, pour mettre en même temps les bobines de l’électro en court circuit ; B désigne la batterie d’accumulateurs; R, une résistance d’environ i ohm; G, un galvanomètre à miroir presque apériodique et à courte période; L, la lampe du galvanomètre; Ch, un chronographe, et S une clef.
- Le tambour du chronographe a 35 centimètres de longueur et 5o de circonférence; il peut tourner à la vitesse uniforme soit d’un tour, soit de six tours par minute. Une lentille projette à la surface de ce tambour l’image d’un réticule fixé devant la lampe.
- Le mode d’expérimentation consiste à suivre
- Fig. 2
- sur le chronographe l’image du réticule et à marquer ses positions successives sur le papier à l’aide d’un crayon. On renverse le courant, et on trace de la même façon la courbe de retour de l’image. Cette expérience est répétée, pour la vérification et, au besoin, la correction de la courbe dessinée.
- Les résultats indiqués plus loin ont été obtenus avec un gros électro-aimant (fig. 2) formé de deux noyaux C C enroulés chacun de quatre bobines, et reposant sur une culasse V, et portant les pièces polaires P P. On peut faire varier la longueur du circuit magnétique en écartant ou en rapprochant l’un de l’autre les deux noyaux, ce qui s’obtient facilement à l’aide d’une tige filetée. Lorsqu’on veut établir un entrefer entre les pièces polaires, on place entre elles des cales pour les empêcher de se déplacer sous l’influence de l’attraction. La section des noyaux, composés de tôles de moins d’un millimètre d’épaisseur, est de 3e3 centimètres carrés, la longueur de la culasse, d’un mètre.
- Soient E la force électromotrice de la pile, R la résistance du circuit, et I l’intensité du courant à chaque instant. e = E — RI est alors la force contre-électromotrice due à l’induction,
- qui est également représentée par L; nous
- avons donc
- edi = Ldi.
- Considérons la courbe de la figure 3 comme représentant l’intensité de courant pendant la période d’établissement; les ordonnées représentent les valeurs de RI correspondant aux abscisses 4— On a alors pour l’ordonnée maxima Oc=E, et la distance a b pour un temps T représente la valeur de e à cet instant.
- L’aire O bac donne donc la valeur de l’intégrale
- rT r1*
- J edt ou I Ldi.
- Jo Jo
- A l’aide de cette courbe on peut étudier l’induction totale produite par une force électromotrice donnée entre le moment de fermeture du circuit jusqu’à l’intensité de régime du courant. De plus, en menant des tangentes à la
- courbe, on trouve les valeurs de et, par
- C
- suite, de ^-j- = L, coefficient de self-induction à dl
- chaque instant.
- On peut de même étudier la courbe et les valeurs de L pour un cycle complet en renversant le sens du courant. La courbe de l’induction pour un cycle forme généralement une' boucle fermée. L’aire de cette boucle donne la
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- différence des valeurs de J e I d l pour les deux
- moitiés du cycle; elle est donc proportionnelle à l’énergie dissipée dans l’aimantation cyclique. Cette aire comprend la dissipation d’énergie due au magnétisme rémanent, de même qu’aux courants créés dans le fer.
- Les courbes des figures 439 montrent l’établissement du courant dans lecircuit de l’électro-aimant avec différentes forces électromotrices. Les courbes en trait plein ont été obtenues après plusieurs aimantations préalables dans le même sens que celui produit par le courant, tandis que les lignes pointillées montrent com-
- ment s’établit le courant lorsque l’électro-aimant a d’abord été aimanté en sens opposé jusqu’à la même intensité maxima. Le circuit de fer était entièrement fermé et avait une longueur moyenne de 2,65 m. On remarque que le temps nécessaire à l’établissement est à peu près inversement proportionnel à la force électromotrice appliquée au circuit d’excitation de l’aimant, et que la forme des courbes change considérablement avec la valeur de cette force électromotrice.
- Comme ces différentes courbes sont les résultantes de plusieurs effets : force coercitive et courants de Foucault dans le noyau de fer, dispersion du champ magnétique, etc., nous ne suivrons pas M. Gray dans la discussion qu’il donne de leur forme et de la variabilité du temps
- qu’il faut pour que L atteigne son maximum. Les courbes qui représentent la variation de ce coefficient d’induction dû à tout ce qui peut dans le circuit modifier la vitesse d’établissement du courant ne présentent de l’intérêt que pour le cas de ce circuit particulier.
- Fig. 10.
- Courbe A: 28 divisionsrr 10 ampères.
- Courbe B : une division des abscisses = 10” cm.
- — ordonnées = 5 volts.
- Courbe C : Induction totale = i5 200 unités C. G. S.
- Energie dissipée = 1,534 X 10° ergs.
- Dans la figure 10, M. Gray donne l’histoire complète des variations qui se produisent dans le circuit pendant une inversion du courant. La courbe A est celle du courant en fonction du temps, la courbe B donne la relation entre le
- Fig. 11 —R= 11,5 ohms. Induction = 13200 unités C.G.S. Courbe A : 28 divisions = 10 ampères.
- Courbe B : 1 division des abscisses = 34,4 x to* cm.
- — — ordonnées = 4,11 volts.
- Courbe C : Energie dissipée = 7,42 x io° ergs.
- coefficient d’induction et le courant et la courbe C est la courbe du flux dont la surface est proportionnelle à la dissipation d’énergie.
- La valeur maxima de l’induction magnétique, en supposant que le fluxest entièrement confiné au noyau de fer est obtenue en mesurant l’aire
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- ObdcO de la figure 3 et en la divisant par la section du fer. La figure io étant obtenue avec le circuit magnétique complètement fermé, cette supposition est justifiée; mais les courbes de la figure ii proviennentd’expériences faites lorsque les pièces polaires sont séparées par un entrefer de o,5 cm. 11 est évident que dans ce cas une partie du flux ne traverse pas l’entrefer, de sorte que l’induction magnétique maxima définie par le flux total traversant les bobines divisé par la section du noyau, perd toute signification précise.
- M. Gray s’y est trompé, et une grande partie de son mémoire est consacré à la discussion de l’effet d’un entrefer sur la perte par hystérésis et par courants de Foucault. Il a fait une série d’expériences pour mettre en évidence la diminution de la perte d’énergie par la présence d’un entrefer. D’après lui, les courbes i à 6 de la figure 12 montrent que beaucoup moins d’énergie est dissipée pour la même valeur du flux dans un circuit ouvert quedans un circuit fermé. La courbe 5 montre que l’énergie dissipée par cycle dans le circuit magnétique fermé, avec une induction de i3200 unités G. G. S. est de 92 X io7 ergs, tandis qu’avec le circuit ouvert on ne trouve que 74 X 107 ergs, l’entrefer ayant un demi-centimètre de longueur. La même courbe montre que l’énergie perdue est de 4X io8 ergs dans le circuit fermé avec une induction de 8610 unités tandis qu’avec un entrefer de deux centimètres, on ne trouve qu’une perte de 3 x' io8 ergs par cycle.
- Des expériences statiques faites en mesurant l'induction dans l’entrefer ont donné des résultats analogues, et M. Gray est naturellement amené à en indiquer les conclusions importantes relativement à la question des transformateurs à circuit magnétique ouvert ou à circuit fermé.
- Toute l’erreur provient de ce que M. Gray a mesuré l’induction à l’intérieur de l’entrefer; toutes les lignés de force qui sortent du fer et retournent par l’air avant d’avoir atteint l’entrefer ont ainsi échappé à la mesure. En réalité, le moindre entrefer produit d'importantes dérivations des lignes de force, comme le prouvent entre autres les expériences suivantes faites par MM. Vignoles et Evershed en 1889.
- Un anneau de fer de 10 centimètres de diamètre et d’un centimètre carré de section fut enroulé de circuits primaire et secondaire, ce
- dernier relié à un galvanomètre balistique. Une partie du noyau de fer était laissée à nu afin que l’on pût y pratiquer une coupure. Ayant d abord obtenu la courbe B-II pour l’anneau complet, les auteurs y firent pratiquer un entrefer de 0,16 centimètre de longueur. Ils trouvèrent alors que sur i5 000 lignes de force passant dans le noyau en un point diamétralement opposé à l’entrefer. 9000 seulement atteignaient ce dernier. Les 6000 autres s’échappaient de l’anneau latéralement. Si la courbe B-H avait été mesurée dans l’entrefer, la perte d’énergie trouvée aurait donc été beaucoup trop faible.
- M. Gray a trouvé que la perte tombait de 92 à 74 joules lorsqu’il passait du circuit fermé au circuit ouvert de o,5 cm. Cette diminution s’explique si l’on admet que l’induction magnétique moyenne dans le fer tombe de 13200 à 11 5oo unités, la différence pouvant se retrouver dans les lignes de force dispersées, comme dans l’expérience précédente.
- Le reste du mémoire est consacré aux observations sur l’effet de la mise en court circuit des bobines secondaires de l’électro-aimant employé comme transformateur, et à une discussion de la loi de variation de l’hystérésis avec l’induction. La conclusion de l’auteur sur ce point est la suivante :
- L’effet que produisent sur la dissipation d’énergie les variations de la force électromotrice imprimée est mis en évidence par les courbes 1 à 4 de la figure 12, dont les abscisses sont proportionnelles à la force électromotrice imprimée et les ordonnées à l’inductioû calculée d’après les courbes d’inversion du courant comme celle de la figure 10. Quoique les expériences ne soient pas suffisamment nombreuses pour permettre d’en déduire une loi exacte, les résultats én sont indiqués par les points des courbes 5 et 6. La courbe 5 est tracée d’après une équation de la forme
- w = A E + B SB,
- w représentant l’énergie dissipée, E la force électromotrice imprimée, 08 l’induction totale, A et B des constantes. Pour cette courbe particulière A = — et B — e5 3oo. La courbe 6 a 2
- pour abscisses la force électromotrice imprimée et pour ordonnées l’énergie dissipée ; elle montre qu’entre les limites de l’expérience l’énergie
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- perdue est proportionnelle à la force électromotrice imprimée.
- D’autres expériences indiquent que l’énergie dissipée dans le circuit secondaire de l’électro-aimant employée comme transformateur, est à peu près proportionnelle à la force électromotrice imprimée; on a donc admis la môme loi pour les courants de Foucault. Les autres constantes ont été obtenues en résolvant, avec les données fournies par l’expérience, l’équation
- w = AE + BSB*.
- On] à trouvé aussi que l’exposant x est approximativement égal à l’unité. Les résultats d’ex-
- Fig. 12. — Courbe i : Energie dissipée = 1,534X io° ergs.
- — 2 : — — 1,126 —
- — 3 : — — 0,771 —
- — 4 : — — 0,598 —
- — 5 : Induction 1 div. = 3ooo unitésC.G.S.
- Energie dissipée = 7, 5 x io°ergs.
- — 6 : F. é. m. imprimée 3 div. = 10 volts.
- Energie dissipée = i,5 x io° ergs.
- périences statiques indiqueraient que le terme B cB* croît plus vite que l’induction, et que l’exposant x serait environ 1,6, d’après les expériences d’Ewing et d’autres. Les expériences de M. Gray ne confirmeraient pas ces résultats, et, d’après lui, de récentes études confirmeraient les siens.
- Il faut remarquer que le mémoire de M. Gray a été écrit en 1892; depuis lors, M. Steinmetz a montré que la perte par hystérésis dans le fer varie comme la puissance, i,6™iede l’induction. Il est vrai que cette loi est empirique, mais il est probable qu’on en trouvera une explication rationnelle.
- En terminant ces remarques sur une recherche expérimentale intéressante, nous avons
- la satisfaction de dire que M. Gray a reconnu l’inexactitude de ses conclusions., et que dans une note publiée en juin 1893, il avoue que ses conclusions relatives à la variation de la perte d’hystérésis avec l’induction sont certainement fausses.
- A. H.
- Sur la force électromotrice et le coefficient de température de l’élément au cadmium et au mercure, par A. Dearlove (').
- Un modèle de cet élément a été breveté par M. Weston, qui en suggère l'emploi comme étalon de force électromotrice.
- L’élément consiste en électrodes de mercure pur et d’amalgame de cadmium et le protosulfate de mercure. Ge dernier sel doit être en excès. Cet élément diffère donc de l'élément Clark en ce que le zinc et le sulfate de zinc de
- Fig. 1
- ce dernier sont remplacés par le cadmium et le sulfate de cadmium.
- Les notes suivantes n’ont pour but que d’enregistrer les résultats obtenus par l’auteur en cherchant à construire ces éléments et en les étudiant.
- Pour le premier élément construit, l’amalgame employé était obtenu en chauffant ensemble dans un creuset du cadmium et du mercure, en ajoutant du cadmium jusqu’à ce qu’à froid l’amalgame fût suffisamment rigide. On n’a pas déterminé exactement les proportions des deux métaux, mais il y avait environ cinq parties en poids de mercure pour une de cadmium.
- La solution était préparée avec de l’eau distillée et du sulfate de cadmium pur. La solution saturée était chauffée avec le protosulfate de mercure lavé, comme on le fait pour les produits entrant dans la composition de l’élément
- (') D’après The Electrwian.
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- de Clark. La figure i montre la forme donnée à l’élément.
- Les nombres suivants indiquent les forces électromotrices en volts vrais trouvées à partir du moment où l’élément a été préparé (rr juin 1892).
- K*, de l'élément l,r juin 10 juin l3 juin 16 juin
- I 1,0398 1,034 i ,0.351 1,0354
- 2 1,0386 1,034 1,0348 1,0340
- 3 1,0373 i ,o36 1,0370 1 ,o365
- Ces nombres sont ramenés à la même température à l’aide des valeurs suivantes trouvées pour le coefficient de température par degré centigrade :
- N° de l'élément Entre o et 1!0 C. Entre 15 et 270 C. Entre 27 et 43° C.
- 1 0,024 0/0 0,05 0/0 0,037 O'o
- 2 0,0235 0,046 o,o3
- 3 0,0205 — —
- Ces nombres sont peu concordants avec ceux indiqués par M. Weston (force électromotrice = 1,019 volt et coefficient de température = 0,02 0/0 par degré centigrade). On a trouvé que la proportion de mercure dans l’amalgame a une influence considérable sur la force électromotrice de l’élément; c’est ce que montrent les
- résultats ci-dessous :
- Force
- électromotrice
- N" 1 Amalgame de cadmium, avec beaucoup de mercure......................... 1,0377 volt.
- N° 2 Amalgame de cadmium, avec moins
- ' de mercure............ i,o5So —
- N» 3 Cadmium pur amalgamé........... 1,0436 —
- N° 4 Electrode de cadmium pur........ 1,0800 -
- Un autre élément en forme d’H a été chargé de 36 grammes de mercure dans chaque branche avec une solution saturée de sulfate de cadmium et du protosulfate de mercure. Puis on a ajouté par petites portions du cadmium finement pul-
- vérisé dans une des branches, et on prenait la-force électromotrice après chaque addition :
- Force électromotrice en volts vrais.
- Mercure pur................ o
- Amalgame de iCdetiooHg. i,oo
- — 2 — — 1,0066
- — 5 — — 1,0139
- — 7 — - 1,0164
- -- IO *- - I,Ol68
- “ 14 — — 1,0192
- On voit donc que la force électromotrice est variable avec la composition de l’amalgame. Il faut que la proportion de cadmium soit au moins la septième partie du poids du mercure pour que la force électromotrice et le coefficient de température aient les mêmes valeurs indiquées par M. Weston.
- L'auteur a également remarqué comme particularité de cet élément, que pour les amalgames moins riches en cadmium que dans la proportion de Cd à 7 Hg, il suffit d’agiter l’élément pour faire varier très brusquement la force électromotrice. Dès que la proportion ci-dessus est atteinte, la force électromotrice reste constante lorsqu’on agite l’élément, qui est supérieur à ce point de vue à l’élément Clark.
- Ce point étant acquis, on a construit un élément en forme de double H disposé comme le montre la figure 2. Ce mode de construction permet de maintenir un élément à température constante, pendant qu’on fait varier à volonté la température de l’autre. Quatre combinaisons sont possibles avec cette forme d’élément, qui permet de déterminer quelle est l’électrode affectée par la température et produisant les variations de la force électromotrice.
- Le tableau suivant donne les résultats d’essais faits au cours d’une année sur divers éléments :
- Elément 25 juin 27 juin 26 juillet l3 octobre 1892 28 avril 1893 i5 mai 3o mai
- g | double II 1,029 1 ,o3o 1 ,o3o 1,028 I ,032 I ,032 ] ,o3o
- 1,027 1,028 1 ,o3o ] ,o3o 1,029 1,029 i,o3o
- C 1,026 I ,029 I . 032 1.0.31 1,029 1.029 1 ,o3o
- Température., 17",5 c. I9°,5 C. 180,5 C. i5“ C. i5“,6 C. 170 G. i5°i7 C.
- Ces éléments se comportent donc assez irrégulièrement, mais les résultats ne signifient pas
- que l’on ne puisse composer un élément de ce type présentant une force électromotrice con-
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- 3go
- stante. Entre o et 20° G la variation n’est certainement] pas supérieure à 0,01 0/0 par degré, et peut être inférieure à o,oo3 0/0 par degré.
- Si la force électromotrice de ces éléments est supérieure au nombre 1,019 indiqué, c’est que l’amalgame n’est pas dans la proportion de 7 à 1 ; 10,8 grammes de cadmium étaient mélangés avec 58,3 grammes de mercure; le coefficient de température entre i5 et 43°G était de 0,016 0/0 par degré.
- On a trouvé que la totalité de la variation de la force électromotrice avec la température se produit à l’amalgame. La force électromotrice la plus élevée est obtenue avec de l’amalgame à o°G et le mercure à i9°C ; la plus basse avec le cadmium à 190 G et le mercure à o°. En d’autres termes, plus la température de l’amalgame est basse, plus la force électromotrice est élevée.
- Quelques éléments ont été préparés par
- M. Muirhead, qui a obtenu les résultats suivants, tout à fait satisfaisants.
- Les six premiers éléments contiennent 7 parties de mercure pour 1 de cadmium ; l’élément n° 7 contient 6 parties de mercure pour 1 de cadmium. La force électromotrice de l’élément Clark employé comme étalon est de 1,4345 volt à i5°G.
- N° de l'élément 9 juillet 1893 12 juillet I893
- I 1,0190 1,0190
- 2 I,0193 1,0190
- 3 1,0190 1,0189
- 4 1,0190 1,0189
- 5 I,0189 I,0189
- 6 I,0188 I,0l88
- 7 1,0196 1,0196
- Le coefficient de température de ces éléments entre 2,5 et 22°C, est de 0,008 0/0.
- Le 20 septembre suivant ces éléments ont été essayés à nouveau par l’auteur, qui a trouvé exactement les mêmes valeurs que dans les expériences du 12 juillet précédent.
- Conclusions.
- L’élément Weston doit être soumis à une plus longue période d’essais avant qu’on puisse le considérer comme un concurrent possible de l’élément Clark dont la force électromotrice reste constante pendant des années.
- L’élément peut être préparé très facilement; soumis à des agitations même violentes, il conserve sa force électromotrice initiale.
- Le coefficient de température très faible et presque négligeable, n’atteignant pas le dixième de celui de l’élément Clark, est un avantage important de cet élément.
- La forme en H adoptée par M. Weston présente l’inconvénient de ne pas être portative. M. Muirhead et l’auteur lui ont donné uneâutfe forme. Dans ce type portatif, construit par M. Muirhead, l’électrode d’amalgame de cadmium est coulée autour d’une spirale de platine ou pressée dans un tube de verre; l’électrode de mercure est remplacée par une spirale de platine amalgamé. Ces modifications n’affectent nullement les constantes électriques de l’élément.
- A. H.
- Recherche sur la déformation et les phénomènes piézo-électriques dans un cylindre cristallin, par M C. Somigliana (*)•
- Les problèmes d’équilibre élastique des corps cristallins étudiés tout d’abord, et dont les solutions, vérifiées expérimentalement, ont servi à la détermination des constantes élastiques des cristaux sont dans une certaine mesure une généralisation du problème célèbre de De Saint-Venant.
- Les importantes recherches théoriques et expérimentales de Voigt sur l’élasticité des cristaux sont en grande partie basées sur cette généralisation, et ces mêmes solutions ont permis à l’illustre professeur de trouver une série d’ingénieuses vérifications expérimentales de sa, théorie des phénomènes piézo-électriques et thermo-électriques.
- L’auteur, en étudiant d’autres cas d’équilibre élastique, ayant le double avantage d’admettre une solution analytique simple et d’être accessibles à une vérification expérimentale, a tenté
- (') Nuovo Cimento, n* 7, p. 14, 1893.
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 3gi
- de généraliser la réciproque d’un théorème de De Saint-Venant, celui de la déformation d’un cylindre droit, dont les bases sont libres, tandis que la surface latérale est soumise à des pressions déformantes.
- Un problème analogue pour les corps isotropes a été traité par Glebsch dans un cas un peu plus général même que celui de De Saint-Venant.
- Le second avait en effet étudié le cas d’un cylindre dont le diamètre est relativement petit par rapport à sa hauteur, tandis que le premier avait étudié celui d’un cylindre de grande section par rapport à la longueur.
- Considérons un cylindre droit rapporté à un système d’axes rectangulaires O X, O Y, O Z, de façon que les génératrices soient parallèles à OZ, et les bases dans les plans Z = ±l. En admettant que sur celles-ci n’agisse aucune force et en représentant les pressions internes par la notation de Kirchhoff, on doit avoir pour z — ±l
- Proposons nous de déterminer la solution des équations générales de l’équilibre pour les* quelles les équations (i) sont satisfaites, même à l’intérieur du corps, et les composantes correspondantes du déplacement u, v, w, sont des fonctions rationnelles entières des variables:*:, j, z. On trouve facilement, en se servant des équations (i) pour éliminer dans les équations fondamentales les dérivées de la composante w, qu’il existe des cas d’équilibre pour lesquels les équations (i) sont vérifiées dans tout l’intérieur du corps, et les composantes u, v, w, sont des fonctions rationnelles entières de degré non supérieur au troisième.
- Si l’on admet que les composantes de la pression interne sont des fonctions rationnelles entières du degré N de la coordonnée z, les composantes du déplacement doivent avoir la forme suivante :
- N I
- « = 2,2 u- +2 (./* ~ hy - s* -)
- fi—o n—N
- V = v. + SN+1 (/, + lix — g.z) (2)
- 71 — O 71 — X
- «' = V 0" W„ + 2 N+ ' (N + Z) (g, X + gty -t- ga),
- où les N -}- I termes des fonctions U„, V„, W» dépendant uniquement des variables x et j, et doivent satisfaire à autant de termes des équations aux dérivées partielles, et où fuf>, gu g2, g3, h sont des constantes arbitraires.
- Dans le cas actuel u, v, w, doivent avoir les formes (2) en prenant pour N les valeurs o et 1, si les constantes arbitraires sont toutes différentes de zéro. En nous limitant au cas où N =0, nous pourrons poser
- u — U + £ (j\ — hy — ^ g, z),
- v = N + s -f hy - l- g, z),
- iy = W + z (g-, .v + gty + g3) .
- Ces formules permettent de trouver que U, V et W ne peuvent être que des fonctions du premier ou du second degré; ce sont bien des fonctions rationnelles entières.
- Il reste entendu que l’on suppose ici qu’on conserve aux équations de l’élasticité toute leur généralité. Si l’on admet, au contraire, que le cristal a une symétrie spéciale, il peut naturellement exister en outre d’autres solutions. Un cas de ce genre a lieu, par exemple, si l’on suppose que le plan OXY est un plan de symétrie; U V W peuvent alors être du troisième degré.
- Si les composantes du déplacement sont des fonctions du premier degré, celles des pressions sont constantes. La pression externe superficielle qui maintient l’équilibre a alors pour composantes :
- X = p cos (n x) + r cos (ny),
- Y — r cos (n x) + q cos (n y),
- où p, q, r sont des constantes et n représente la normale vers l’extérieur.
- Les problèmes les plus intéressants dont on peut trouver la solution dans ce cas sont ;
- a) Déformation d’un cylindre droit de section arbitraire soumis à l’action d’une pression normale constante sur sa surface latérale.
- b) Déformation d’un parallélipède droit soumis à l’action de deux pressions normales différentes sur les deux groupes de faces latérales opposées.
- c) Déformation du même parallélipède soumis à l’action d’une force tangentielle constante sur la surface latérale et dirigée de façon à agir sur
- = 0
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- les deux groupes de faces opposées comme agiraient deux couples de sens contraire.
- d) Déformation d’un cylindre droit à base circulaire soumis à une pression latérale variable dont les composantes sont données par :
- — X = p cos 0 + r sin 0,
- — Y —. r cos 0 + q sin 6.
- où 0 est l’angle que fait un plan passant par l’axe du cylindre avec un plan passant par l’axe O X.
- Si l’on suppose que 11, v, rv sont des fonctions du second degré, le calcul montre qu’on peut déterminer la déformation d’un cylindre soumis à l’action d’une pression latérale dont les composantes sont la forme
- X = (ax + by) cos (11 x) — (dx + ay) cos {11 y),
- Ÿ = — (dx + ay) cos [n x) + (ex + dy) cos (n y),
- où a, b, c, d sont des constantes arbitraires.
- Les formes qu’affectent ces expressions dans le cas d’un cylindre circulaire sont connues; elles sont :
- I:= p cos 2O + r sin 2 0,
- Y — s cos 2G + q sin 2O. (3)
- où p, q, r, s sont des constantes arbitraires liées à a, b, c, d par les relations, R étant le rayon du cylindre :
- p — — R3, r——1- R (b — d), s = RcZ,
- q = — - R (c — a).
- Si on suppose que les composantes de la pression latérale dans le cas général d’un cylindre à base libre sont développées en série de Fourier :
- 71 ~ 'VO
- X = ^ (a„ cos 11') -f bn sin nb),
- n — o
- n == «
- Ÿ = ^ (i\, cos«0 + c„sin n(i),
- les seconds membres de (3) forment le groupe des termes correspondant à n = 2, et la formule permet de construire la déformation correspondante.
- Il est facile de trouver la loi suivant laquelle varie la pression représentée par (3) en considérant séparément les termes qui contiennent
- une des quatre constantes arbitraires. Nous appellerons (e), (/), (g), (h), les problèmes correspondant au cas où chacune des constantes p, r, s, q, est différente de zéro, les autres étant nulies.
- Le cas où zr, v, w sont des fonctions du troisième degré, c’est-à-dire, celui où il y a un plan de symétrie normal à l’axe du cylindre ne donne pas d’expressions simples pour les pressions latérales.
- Les composantes, a, b, c, des moments électriques dus à la déformation des éléments de volume dans les cristaux piézo-électriques et thermo-électiques sont, d’après Voigt, des fonctions linéaires de ses composantes de déformation ou de ce s composantes de pression, on a donc :
- a —s,., Xx -]- y x. + Ei-3 "y- + Ei-ijK/. + s,,c £x+ S),» Xr , b — £s., Xx -f- £*•• y Y -f- £s 3 -Sü “H e2*4 y?‘ -f" £e*K Z?, -f- £9. fl Xx ,
- C — £3., Xx +£30 Yx + £3 3 Sz —(— £3.4 y-/. —(— £3 s Zx + £3.0 Xx .
- où les e sont des constantes dépendant de la substance des cristaux et de l’orientation des axes de coordonnées. En remplaçant xx, yv, par leurs valeurs en fonction des composantes de pression XA-, ...., on a :
- — a— 8, , jv.v -f- Sj.jj^'y'b .
- où les o sont des fonctions linéaires des e et des modules d’élasticité.
- En substituant dans les formules précédentes les expressions des composantes de déformation correspondant aux divers problèmes traités, on en déduit les conditions correspondantes d’électrisation.
- F. G.
- (A suivre.)
- BIBLIOGRAPHIE
- Premiers principes d’électricité industrielle, parM. Paul Janet. — Gauthier-Villars et fils, éditeurs, Paris.
- En réunissant dans un livre les leçons d’électricité industrielle professées à la Faculté des sciences de, Grenoble, M. Janet rend service à un public nombreux. Bien des personnes désireuses de se tenir au courant des principes généraux de la science électrique se résoudront
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- difficilement, « pour së rendre compte de ce qu’est ce potentiel dont leur parle le premier électricien venu, à s’embarrasser d’intégrales qui semblent au premier abord n’avoir qu’un rapport bien lointain avec ces machines qu’elles voient fonctionner et dont elles observent les effets. »
- L’auteur a donc suivi une autre marche; il a pour ainsi dire « pris les choses de l’extérieur à l'intérieur », et a été de ce qu’on voit à ce qu’on ne voit pas.
- Avant tout l’auteur pose le grand principe de la conservation de l’énergie; ce début d’un livre élémentaire sur l’électricité n’est pas banal ; il ne nous fait certes pas regretter de ne pas trouver à cette place l’ambre étymologique des anciens.
- , « L’étude d’une science quelconque, dit M. Janet, est singulièrement facilitée lorsque, dès le début, il est possible d’acquérir la notion d’un principe général qui domine et éclaire toutes les parties de cette science. Tous les faits qu’il faut connaître viennent alors se grouper régulièrement autour de ce principe unique; au lieu d’avoir à parcourir péniblement une multitude de phénomènes et de lois sans lien apparent, au risque de se perdre dans des détails inutiles, on entre tout naturellement dans les idées les plus nouvelles et les plus difficiles, et ces idées même cessent de paraître nouvelles ou difficiles, tant elles viennent à point nommé prendre la place qui leur est assignée par le principe général dont nous suivons la direction. »
- Ce principe permet à l’auteur de définir immédiatement le rôle des générateurs et des récepteurs, qui ne font, en somme, que transformer l’énergie. Le livre s’occupe d’ailleurs principalement de la production de l’énergie électrique, laissant de côté les appareils d’utilisation.
- Le rappel de quelques principes de mécanique générale est une occasion pour l’auteur de définir les principales unités mécaniques. Après cet exposé préliminaire, il passe à l’étude du courant électrique. Des analogies mécaniques font mieux comprendre les phénomènes, et les descriptions d’appareils pratiques en montrent les applications.
- Le troisième chapitre est consacré aux généralités sur les générateurs et récepteurs, dont la description occupe les chapitres suivants. Ces
- descriptions sont limitées aux types les plus usités de piles, d’accumulateurs, de machines dynamoélectriques, etc., et les détails trop circonstanciés sont avantageusement remplacés par d’utiles considérations sur le rendement, les constantes, les caractéristiques, le couplage de ces appareils.
- L’étude des machines dynamo-électriques est précédée de celle, indispensable, du magnétisme.
- Les notions fondamentales en sont exposées sans ambiguïté; après avoir lu, par exemple, l’alinéa sur la saturation magnétique du fer, le lecteur sait nettement que le flux total est composé de deux facteurs dont l’un tend bien vers une limite, mais dont l’autre peut augmenter indéfiniment. Si nous faisons cette remarque, c’est que nous avons vu récemment un auteur prétendre que lorsque le fer est saturé, on ne peut plus augmenter le flux de force, et nous avons été surpris de trouver cette notion fausse assez répandue.
- Dans le chapitre relatif aux machines à courants alternatifs, on trouve expliqué, sans calcul, ce qu’il faut entendre par intensité efficace et par différence de potentiel efficace. Nous croyons que des développements un peu plus étendus n’auraient pas nui à cet endroit.
- Les transformateurs font l’objet du dernier chapitre, qui fait bien saisir l’utilité de ces appareils dans l’emploi des courants à haute tension.
- Un appendice, enfin, donne quelques notions sur les champs magnétiques tournants et les courants polyphasés; dans l’avenir on ne traitera plus les courants polyphasés séparément, leur place étant indiquée dans le chapitre des courants alternatifs, dont ils ne forment qu’un cas particulier.
- En ajoutant à cet appendice un court exposé des expériences sur les courants à haute fréquence, qu’on ne s’attendait pas à trouver dans ce livre, l’auteur a certainement cédé au sentiment général d’admiration que suscite cet ordre de phénomènes depuis que M. Tesla en a montré toute l’importance.
- Quoique l’auteur s’excuse par avance de quelques fautes de logique dans l’ordonnance des matières contenues dans son ouvrage, nous croyons que la classification qu’il a adoptée est dans la plupart des cas très rationnelle, et nous
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- espérons que l’éminent professeur de physique voudra bien nous donner sur les sujets qu’il n’a fait qu’effleurer dans ce livre des études traitées de la même façon claire et concise.
- A. Hess.
- The incandescent lamp and ils manufacture (La lampe
- à incandescence et sa fabrication), par Gilbert S. Ram.
- « The Electrician » printing- and publishing-Company. —
- Londres.
- On sait combien la question de la lampe à incandescence est vitale pour l’industrie électrique. Son apparition dans l’éclairage domestique a incité les compagnies gazières à améliorer leurs appareils d’éclairage, et les nouveaux becs à incandescence font aujourd’hui une concurrence très active à la lampe électrique. Ce fait est de nature à stimuler les chercheurs dont l’attention se porte sur les perfectionnements à apporter à l’éclairage électrique.
- Etant donnée l’extension des applications de l’éclairage électrique à incandescence, il est surprenant que les ouvrages traitant de la fabrication de la lampe à incandescence soient si rares et contiennent si peu de renseignements pratiques, alors que tous les autres appareils dont l'existence est née de celle de la lampe ont été minutieusement décrits et discutés. L’ouvrage de M. G. S. Ram a pour but de combler cette importante lacune.
- Il débute par l’examen des différentes substances dont le filament peut être formé, suggère l’emploi des oxydes réfractaires et compare les conditions auxquelles est soumis le charbon dans la lampe à incandescence et dans le cratère de la lampe à arc.
- Les différents chapitres se succèdent ensuite dans l’ordre de la fabrication : Préparation du filament, carbonisation, montage, nourrissage,soufflage du verre, soudure, épuisement de l’air, etc.
- L’ouvrage ne prétend pas donner tous les procédés de fabrication, l’auteur s’étant sagement limité à la description de ceux dont il a pu acquérir la pratique. 11 s’étend particulièrement sur la fabrication du filament de coton parcheminé de Swan ; on regrettera de ne pas trouver des renseignements utiles sur le traitement d’autres filaments d’origine végétale ou animale.
- On trouve, par contre, de nombreuses données dans les parties traitant du nourrissage du filament, et des dimensions des filaments bruts
- et nourris. Le chapitre de la raréfaction de l’air contient surtout des' descriptions d’un grand nombre de pompes. On a proposé de laisser dans l’ampoule un résidu de gaz, de l’azote par exemple; récemment encore les journaux américains s’occupaient d’une proposition de ce genre; mais- le principal inconvénient de ce procédé réside, comme le fait très bien remarquer M. Ram, dans la perte de chaleur qu'entraînent les courants de convection, qui créent une circulation de gaz à l’intérieur de l’ampoule et portent le verre à une température élevée.
- L’auteur décrit enfin les méthodes d’essai des lampes et donne des courbes et des résultats d’expériences sur leur rendement, leur durée et les relations que l'on peut établir entre l’inden-sité lumineuse des lampes alimentées à voltage constant. La cause première de cette diminution est la désagrégation du filament, dont les effets sont les suivants : i° les particules de charbon détachées du filament se déposent sur le verre et forment une couche opaque qui obscurcit la lumière; 20 la nature de la surface du filament est altérée, son émissivité augmente, et, par suite, la température baisse; 3° la résistance électrique du filament augmente, et il passe un courant moins intense. Des expériences sont citées, qui permettent de différentier ces trois effets.
- En somme, l’ouvrage de M. Ram forme un bon traité de la fabrication des lampes; on pourrait lui reprocher (mais ce reproche peut s’adresser à la majorité des ouvrages anglais) l’emploi d’unités qui n’ont cours que chez nos voisins, les mils et les square mils ne nous convenant décidément pas, mais nous n’irons pas, comme vient de le faire un critique plus qu’orthodoxe, jusqu’à trouver mauvais que des pressions soient indiquées « simplement en atmosphères, sans dire si c’est par centimètre ou par pouce carré. »
- Le terme atmosphère nous suffit, à moins qu’il ne soit démontré que la hauteur de la colonne de mercure dans le tube de Toricelli varie avec sa section. A. Hess.
- Die Lettre von der Elektricitœt (Traité d’électricité), par G. Wiedemann, a’édition, premier volume.—F. Vieweg-et fils, éditeurs, Brunswick.
- Le traité d’électricité de Wiedemann est un des ouvrages les plus précieux de la littérature
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- scientifique. L’érudition de son éminent auteur donne à la partie bibliographique de ce livre une valeur exceptionnelle; c’est, si l’on veut, une. encyclopédie des travaux faits en électricité, mais une encyclopédie bien ordonnée et expurgée des nombreux travaux peu sérieux qui encombrent notre littérature scientifique. Les progrès rapides qu’accomplit de nos jours la science électrique ont nécessité un remaniement de la première édition de cette œuvre laborieuse, et la deuxième édition qui est présentée au public s’est incorporé toutes les conquêtes du progrès.
- Le premier volume est divisé en deux parties.
- La première partie est un exposé des propriétés générales de l’électricité. Après une introduction historique vient un premier chapitre sur les diverses manifestations de l’électricité à l’état statique et dynamique ; le deuxième expose les lois des actions électrostatiques, et le troisième donne les principes de construction et la théorie des instruments de mesure électrostatiques.
- La deuxième partie, qui occupe plus de 800 pages sur 1023, est entièrement consacrée à l’excitation de l’électricité par le contact de corps hétérogènes. Ces corps se divisent en conducteurs et non-conducteurs; dans la première subdivision, la plus importante, donnant les lois fondamentales du courant électrique, l’auteur s’occupe successivement des phénomènes de contact entre corps hétérogènes, des appareils les plus employés, de la loi d’Ohm et des nombreuses méthodes de mesure de la résistance électrique et de la force électromotrice, enfin des principales piles voltaïques.
- La subdivision relative aux non-conducteurs est elle-même divisée en quatres chapitres intitulés : Production d’électricité au contact de non-conducteurs avec des non-conducteurs et des conducteurs; production d’électricité parles changements d’état moléculaire; machines électriques et à influence: courants de déplacement et endosmose électrique.
- Ce premier volume, contenant 3oo belles gravures sur bois et édité avec un soin tout particulier, doit être suivi de quatre autres ; nous sommes persuadé que tous les physiciens au courant de la langue allemande attendent l’achèvement de cette œuvre avec impatience.
- A. II.
- Recent Researches in Eleclriciiy and Magnetism, par Thomson, membre de la Société Royale, professeur à l’Université de Cambridge. 1 vol.in-8de 578pages,
- II. Frowde, éditeur, Londres.
- A plusieurs reprises, nous avons eu l’occasion de signaler cet ouvrage. La place importante qu’il occupe dans la littérature électrique de l’année qui vient de s’écouler nous fait cependant un devoir d’en donner maintenant une analyse complète.
- Gomme l’indique suffisamment le titre, l’auteur a eu pour but, en écrivant ce volume, de coordonner et de mettre au point les nombreuses recherches théoriques et expérimentales entreprises pendant ces dernières années et suggérées par la diffusion des idées de Maxwell. Il a voulu compléter l’œuvre du grand savant, qu’il suppose d'ailleurs connue du lecteur et dont il adopte les théories, à l’exclusion de toute autre, dans son ouvrage.
- Les matières sont réparties en sept chapitres. Dans le premier, intitulé : déplacement électrique et tubes de force de Faraday, les équations du champ électrique et magnétique sont obtenues par la considération du mouvement des tubes de Faraday. En adoptant cette méthode, qui est plutôt physique et géométrique qu’analytique, M. J.-J. Thomson n’avait nullement en vue la simplification de la partie mathématique des raisonnements de Maxwell; les nombreuses formules et intégrales du reste de l’ouvrage font foi de cette assertion. Mais il a pensé que les étudiants, principalement ceux qui ont fait de fortes études mathématiques, sont trop souvent disposés à considérer la théorie de Maxwell comme un simple exercice de solution d’équations différentielles, et il a voulu réagir contre cette tendance, qui, à son avis, est de nature à retarder les progrès de la science. Il est d’accord en cela avec la plupart des écrivains anglais, qui s’efforcent toujours, aussi bien dans les ouvrages de haute science que dans ceux de vulgarisation, d’imaginer un mécanisme capable de donner une image (mental picturé) du phénomène observé. Certes, cette méthode offre des avantages pour la compréhension des phénomènes complexes que l’on rencontre en électricité, mais elle nous paraît offrir bien des inconvénients, car il est à craindre que l’on ne prenne l’image pour la réalité. Quoi qu’il en soit, les applications qu’en fait M. Thomson à l’explica-
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- tion des décharges des bouteilles, à celle de la propagation des perturbations électriques le long des fils, sont des plus intéressantes.
- Le second chapitre est consacré à l’étude du passage de l'électricité à travers les gaz. Dans un article sur la Déperdition de Vélectricité (17 juin 1893), nous avons indiqué l'opinion deM. Thomson sur cette question. Mais ce chapitre contient un grand nombre d’autres sujets. La décharge par étincelles est complètement traitée ; les stratifications de la décharge dans les tubes à gaz raréfiés, avec ou sans électrodes, sont l’objet d’un essai de théorie ; l’action d’un aimant donne lieu à des développements importants. Enfin le chapitre se termine par une théorie générale de la décharge.
- Dans le chapitre suivant l’auteur aborde le problème de la distribution de l’électricité sur les solides géométriques. On y trouve une fort belle application de la méthode de transformation de Schwarz à la solution des problèmes d’électrostatique à deux dimensions. Les fonctions elliptiques de Legendre sont également mises à contribution pour le calcul de la capacité d’une série de plaques conductrices empilées les unes sur les autres ou disposées de manière à passer toutes par une même droite.
- L’étude des Ondes et Oscillations électriques ne comprend pas moins de 140 pages et forme la matière du chapitre IV. L’auteur commence par les conducteurs à deux dimensions et aborde ensuite les conducteurs cylindriques. Récemment nous avons reproduit en partie les considérations qu’il développe à propos de la propagation des oscillations dans ces conducteurs et du dégagement de chaleur qui en résulte; mais M. Thomson ne se borne pas là. Il étudie les oscillations dans un fil réunissant deux sphères ou les deux armatures d’un condensateur chargé, dans un système de fils réunis par leurs extrémités; il calcule l’amortissement dans le cas d’un conducteur cylindrique creux quand les lignes de force magnétique sont parallèles ou sont perpendiculaires à l’axe du cylindre, etc. En outre il aborde l'étude, nécessairement fort compliquée, des oscillations électriques sur les sphères. Ce chapitre, des mieux remplis, est, par la nature des questions traitées, des plus intéressants, bien que la lecture en soit assez pénible.
- Le chapitre V, intitulé Ondes électromagnétiques, est consacré à l’exposé des expériences ,
- faites pour vérifier les conséquences théoriques développées dans le précédent. Les expériences de Hertz forment nécessairement le commencement de ce chapitre. La discussion de leurs résultats et de ceux des expériences de MM. Sa-rasin et De la Rive occupent une large place. Nous y trouvons également des considérations sur les expériences de Kerr sur la réflexion de la lumière par le pôle d’un aimant, celles de Kundt sur l’absorption de la lumière par les lames métalliques minces, et enfin sur le phénomène de Hall.
- Pour 11e pas allonger outre mesure cette indication des matières contenues dans l’ouvrage, passons rapidement sur les deux derniers chapitres. Dans celui consacré à la distribution des courants rapidement alternés, l’auteur établit que la distribution s’effectue de telle sorte que l’énergie kinétique devienne minimum; il étudie la distribution dans un système de conducteurs cylindriques et en fait l’application à la recherche de l’équilibre du pont de Wheat-stone dans le cas des courants alternatifs. Dans le dernier il applique les équations de Maxwell au calcul de l'intensité électromotrice dans les corps en mouvement. Nous avons déjà indiqué les réserves que nous faisons sur l’exactitude des équations adoptées (Sur une hypothèse de Maxwell, n° du 4 novembre) et dans le n°du 7 octobre quelques pages de ce chapitre ont été reproduites. Il nous suffira d'ajouter que M. Thomson traite en outre le cas d’une sphère conductrice ou diélectrique en rotation autour d’un de ses diamètres.
- Autant qu’on en peut juger par cette énumération, on voit que M. Thomson s’est particulièrement attaché aux quelques questions, actuellement à l’ordre du jour qui découlent immédiatement de la théorie de Maxwell. La faveur dont elle s jouissent et la compétence indiscutée de l’auteur assurent au livre un succès certain. Mais, par la nature même des questions étudiées, il est destiné à se trouver bientôt en retard; déjà le chapitre V demande un complément. Souhaitons donc que les éditeurs &e voient prochainement dans la nécessité de publier une seconde édition permettant à l’auteur de maintenir son ouvrage au niveau des rapides progrès de la science.
- J. Bi.ondin.
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- CORRESPONDANCE
- Paris, le 17 février 1894.
- Monsieur le directeur,
- Dans le tome X du Journal de Physique (1891), M. G. Pellissier donne une description intéressante de la machine de Wimshurst et il fait remarquer que cette machine électrique, munie de conducteurs diamétraux avec peignes, peut être construite avec des plateaux unis sans secteurs métalliques, l’amorçage se fait alors avec une source étrangère; le rôle des secteurs métalliques étant surtout de faciliter l’amorçage automatique et de rendre la machine auto-excitatrice.
- L’idée de construire une machine de Wimshurst sans secteurs, que M. C. Truchot a suggérée à M. Bonetti en 1893, était donc ainsi décrite bien antérieurement à cette date.
- En construisant les conducteurs diamétraux avec peignes et balais semblables à ceux des machines électriques de Voss, on obtient de très bons effets avec les machines sans secteurs. Les peignes (mobiles sur eux-mêmes) peuvent être obliqués, on peut ainsi les amener rapidement aussi près que possible des plateaux à rotation opposée.
- En maintenant la disposition des plateaux des machines de Voss, avec secteurs ou disques métalliques arrivant au contact des balais des conducteurs diamétraux, les peignent agissant à droite et à gauche des disques métalliques sur un certain rayon, on maintient l’auto-excitation de la machine. Des disques avec ou sans pointes, placés sur les conducteurs diamétraux donnent aussi de bons résultats, ils peuvent recevoir les balais.
- Veuillez agréer, etc.
- P. Ducretet et L. Lejeune.
- FAITS DIVERS
- UElectrical World cite quelques chiffres relatifs à des courroies de dimensions tout à fait inusitées, exposées à Chicago par la maison Page.
- La plus grande courroie en cuir du monde ne pèse pas moins de 2600 kilogrammes; elle a une largeur de 2t5o m. et une longueur de 60 mètres; à triple épaisseur, elle a demandé 569 peaux de bœuf pour sa confection.
- Une autre courroie, articulée celle-là, la plus large qu’on ait faite, a i,5o m. de largeur, 2 centimètres d’épaisseur et 60 mètres de longueur; il n’y entre pas moins de 400000 chaînons et son poids dépasse 2 tonnes.
- La même maison avait plus de 400 courroies de toutes
- dimensions en service dans les diverses parties de l’Exposition; en particulier, les grandes machines Westinghouse, de 2000 chevaux, étaient commandées par des courroies à triple épaisseur de 1,80 de largeur. La vitesse linéaire admise était de 2,85 m. par seconde.
- Le professeur Radlkofer, de Munich, a constaté la présence de cellules renfermant du caoulchouc dans des plantes appartenant à des familles chez lesquelles on n’en avait pas encore observé, et il en démontre l’existence sur des échantillons. On en reconnaît facilement la présence dans la tige et jusque dans les feuilles de plusieurs espèces de Wimmeria, de Salacia, de Plagiopteron. M Olivier a déjà fait sur YEncomunia ulmoides des observations analogues.
- On annonce, d’autre part, que d’importantes quantités d’arbres à caoutchouc ont été découverts à Madagascar.
- Une commission a été nommée à Nice pour procéder à des expériences sur le système Hermite pour l’assainissement des eaux d’égout par l’électricité.
- Ces expériences avaient pour but de constater le rendement de rélectrolyseur. Tous les quarts d’heure, on mesurait la production de chlore afin de pouvoir en établir le prix de revient. On a fait aussi des essais de combustion par le chlore des matières organiques contenues dans des volumes déterminés d’eau d’égout. Ces eaux désinfectées seront remises à un laboratoire bactériologique où l’on pourra se rendre compte si, en même temps que les matières organiques, tous les microbes sont détruits
- Ces diverses expériences qui se continueront jusqu’à ce que la commission soit complètement édifiée sur les avantages du système Hermite sur les autres systèmes préconisés jusqu’à ce jour, ont été suivies par M. Gibbert, électricien, qui se propose de les renouveler, dans quelques jours en présence du maire de Marseille et de quelques spécialistes
- Un rapport sera incessamment dressé par les membres de la commission sur cette importante question.
- Un physicien italien, M. Brucchinetti a fait des expériences sur la force thermo-électrique et la résistance d’un couple de palladium pur avec du palladium contenantde l’hydrogène. Le palladium contenait 986 volumes d’hydrogène ; le courant thermo-électrique va du métal hydrogéné au métal pur à travers la soudure chaude. La force thermo-électrique de ce couple est 1,66 fois celle du couple palladium-nickel.
- La résistance électrique croît avec la teneur en hydrogène ; à l’état saturé sa résistance est i,553 fois celle du platine.
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- 398'
- M. O. E. Meyer, à Breslau et M.Dorn,à Halle, ont remarqué que les tramways électriquès créent des perturbations assez considérables dans les instruments de mesure magnétiques. Le retour du courant par les rails donnent lieu, à des dérivations qui atteignent l'intérieur des maisons en suivant les conduites d’eau et de gaz. En outre, le passage de chaque voiture donne lieu à des troublés passagers niais gênants. Dorénavant, on devra effectuer les travaux délicats la nuit. Avec la multiplication des lignes électriques on sera également obligé de déplacer les observatoires, magnétiques et de les établir en dehors des villes, ce qui est d’ailleurs préférable sous d’autres rapports encore.
- On projette l’installation, à Berne, d’ascenseurs électriques pour faciliter l’accès des parties élevées de la ville qui présentent avec les parties basses une différence d’altitude de 28 mètres. Ces ascenseurs se composent en principe d’un treuil permettant d’élever une voiture équilibrée par un contrepoids. Le treuil sera actionné par un moteur de 8 chevaux recevant l’énergie électrique nécessaire des machines à eau de la ville.
- La charge permise sera de 800 kilogrammes, la vitesse de 1/2 mètre par seconde. Cet ascenseur pourra transporter journellement 1900 personnes. Un frein régulateur empêche que l’on puisse dépasser une vitesse d’un mètre par seconde. En cas de rupture des câbles de suspension la voiture, par suite d’une disposition spéciale, ne pourrait tomber de plus de 20 à 3o centimètres.
- Dans les communications relatives à la photographie en couleur, une circonstance importante a été laissée dans l’ombre.
- L’opération réussit également bien si au lieu d’avoir recours à la lumière du Soleil on emploie la lumière électrique.
- L’intervention de la lumière électrique est en outre fort utile pour la vérification de la nature des teintes obtenues avec les nouveaux procédés.
- En effet, la lumière électrique possède un avantage que n'a point le soleil; on peut la graduer d’une façon absolue et l’arranger pour l’avoir constamment semblable à elle-même.
- Cette vérification est très importante à cause du procédé employé pour obtenir l’isochromatisme, au moins dans les épreuves que M. Louis Lumière de Lyon a mises sous les yeux de la Société française de photographie.
- En effet les clichés ne sont point en réalité le résultat de l’action de la lumière naturelle, comme on le croit généralement. Pendant une partie plus ou moins importante de la pose, l’on intercale sur le parcours des rayons actifs une couche liquide teinte en couleur jaunâtre. C’est de la sorte que l’on a obtenu l’isochromatisme. Mais par ce procédé ingénieux n’a-t-on point altéré le
- ! rapport naturel des teintes? C’est ce que l’on.ne peut s’empêcher de craindre.
- Afin de s’assurer de ce qui a eu lieu, il faudrait réexé* cuter la reproduction de tableaux dont les tons sont fixés et que l’on peut comparer tant de fois qu’on le voudra ! avec leur copie photographique.
- Cette opération est des plus simples avec la lumière électrique à incandescence, qui peut être constamment pareille à elle-même, ce qui n’est point le cas avec la lumière du Soleil.
- Il semble ainsi que l’on doive s’adresser à la lumière, électrique pour la reproduction des clichés.
- En effet, on ne peut espérer que cette opération si im-. portante réussisse avec la lumière normale à la plaque,-car vus de face, les clichés colorés ne sont que de mau-r vais négatifs. La lumière incidente devra frapper la plaque toujours sous le même angle. Cet effet ne peut être obtenu qu’avec un héliostat.
- L’emploi de la lumière électrique dispensera donc de l’emploi d’un appareil cher et d’une manipulation difficile.
- Après avoir essayé des plaques de plusieurs constructeurs, la station centrale des tramways électriques de -Birmingham a chargé l’Electrical Power Storage Company du renouvellement intégral de sa batterie d’accumulateurs.
- Les deux batteries que cette Compagnie avait déjà installées à la même station ont fonctionné très régulièrement depuis deux ans.
- MM. Oddos et Colliex viennent de dresser un avant-projet pour l’utilisation des chutes de la Valserine, au-dessous de Châtillon (Ain). La Valserine traverse une ’gorge étroite qu’elle s’est creusée dans le roc, et que l’on peut facilement barrer, de manière à transformer une partie de la vallée supérieure en un vaste réservoir permettant d’obtenir, à l’aide d’un canal de dérivation, une chute que l’on peut évaluer à 100 mètres de hauteur.
- Les études préliminaires ont montré que le débit normal de cette rivière est de 3,6 m" par seconde, qui permettrait de créer une force motrice de 4860 chevaux. Le réservoir â établir à l’aide du barrage emmagasinerait six millions de mètres cubes.
- Les dépenses totales d’installation, y compris les turbines, s’élèveraient à \ 700000 francs, et le prix du cheval annuel, de 4380 heures serait de 56 francs. En outre, l’usine pourrait être utilisée la nuit pour l’éclairage électrique.
- Nàlure, de Londres, nous apprend que Mme Tyndall, ayant l’intention do publier une biographie de son mari, prie les personnes qui auraient été en correspondance
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- avec l’illustre savant et en auraient conservé les lettres, de contribuer à l’œuvre entreprise en voulant bien communiquer, à titre de prêt, les dites, lettres.
- M. Tyndall avait certainement quelques correspondants en France, qui se feront un devoir de répondre à cet appel. L’adresse de Mme Tyndall est Hind Head House, à Haslemere (Surrey).
- La question du chemin de fer métropolitain de Vienne (Autriche), pendante depuis quelques temps, est définiti-. vement réglée. La première partie des travaux, construction des ‘deux lignes de la vallée de la Wien et du canal du Danube, sera effectuée par la commission gouvernementale. La ligne intérieure, longeant les boulevards, sera confiée à une entreprise privée, probablement la Banque des pays autrichiens, l’exploitation demeurera réservée au gouvernement. On emploiera la. traction élec-triq ue.
- On nous prie d’informer nos lecteurs qu’une seconde série de conférences pratiques sur les mesures industrielles commencera au Laboratoire central de la Société internationale des électriciens dans les premiers jours de mars.
- C’est M. Vigneron, chef de travaux au Laboratoire, qui en est chargé..
- Les .conditions d’admission sont les mêmes que pour la série qui a eu. lieu à la fin de l’an dernier.
- Éclairage électrique.
- Voici quelques renseignemenis que donne The Elec-trician sur l’éclairage électrique â Barcelone. La lumière électrique a été introduite dans cette ville dès 1882; des dynamos Gramme, qui fonctionnent aujourd’hui encore, alimentaient quelques lampes à arc.
- Actuellement, outre l’éclairage à incandescence on compte 3i5 lampes à arc de i5 ampères Les premiers essais d’éclairage à incandescence avaient été faits avec le système à courant constant et montage en tension, qui fut remplacé en 1891 par la distribution à haute tension avec transformateurs. Les lampes à incandescence de 10 bougies sont au nombre d’environ 12 000.
- La station centrale est située prés des docks, dans le voisinage de la ville. Elle comporte neuf machines à vapeur de divers types : deux machines Corliss de 100 chevaux, actionnant des dynamos, à arcs, deux machines à condensation de i5o chevaux, actionnant par câbles des machines Ferranli; deux machines verticales de 60 chevaux directement couplées avec des dynamos, une marine Corliss de 60 chevaux actionnant un alternateur Mordey, une machine compound de 40 chevaux pour un circuit d’éclairage privé, et enfin une machine compound de 3oo chevaux-installées l’été dernier pour actionner un grand alternateur Ferranti. Cette dernière, machine tour-
- nant à 295 tours par minute donne un courant de 90 ampères sous 2600 volts.
- Une sous-station est établie à environ 1600 mètres de de la station centrale au point Je plus dense du réseau de distribution. A l’arrivée le voltage est de 25?o volts, qu’un transformateur de grandes dimensions réduit à io5 volts.
- Les câbles du réseau sont essayés chaque jour avant la mise en marche.
- Voici un résumé du programme d’un concours ouvert pour l’éclairage électrique d’une partie des terre-pleins du p'ort de Rouen.
- Le programme comprend la fourniture et l’installation d’un éclairage électrique sur Le quai Jean-de-Béthaucourt et sur les terre-pleins du bassin au bois, au port de Rouen, comprenant : générateur de vapeur, machines et dynamos avec leurs fondations, canalisation, pylônes et' lanternes, et tous accessoires; en un mot, l'installation complète à l’exception du bâtiment de la machinerie.
- Le générateur, les machines et les dynamos seront établis dans le bâtiment de la machinerie hydraulique, près de la cale au bois.
- Le générateur à vapeur sera de mêmes type et dimensions que les deux générateurs établis pour les machines de l’outillage hydraulique.
- Le conduit de vapeur de ce générateur devra être relié à ceux des deux générateurs existants, et la prise de vapeur des machines électriques devra être faite sur le conduit commun, comme celle des machines hydrauliques, de manière qu’on puisse indifféremment actionner l’une ou l’autre des machineries avec la vapeur de toutes les chaudières.
- Les installations devront donner une intensité d’éclairage suffisante pour rendre faciles la manutention et la surveillance des marchandises, ainsi que la circulation sur toute la partie des terre-pleins et chaussées, sur une surface d’environ 26 hectares. Cet éclairage devra être plus intense sur le bord du quai Jean-de-Béthaucourt, de manière à rendre faciles les opérations de chargement et de déchargement des navires accostés à ce quai.
- Sur un point fixé, il sera établi un foyer lumineux visible d’une distance de 5 milles marins par une nui-noire en supposant la lampe garnie de verres de cou-leu r.
- L’intensité totale des foyers sera comprise entre 1200 et i5oo carcels, en comptant sur le fonctionnement de tous les foyers pendant 3520 heures par an.
- Les machines motrices seront au nombre de deux, ainsi que les machines dynamo qu’elles actionneront; chacune d’elles devra pouvoir produire un courant électrique capable d’assurer le fonctionnement du nombre de foyers lumineux nécessaires â l’éclairage défini ci-dessus, augmenté du tiers pour tenir compte de l’augmentation probable de la superficie à éclairer.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- Les dynamos seront d’un type connu et consacré par l’expérience.
- Les machines à vapeur seront à condensation; le graissage se fera automatiquement. Les machines et dynamos pourront être réglées de manière à pouvoir actionner à volonté des lampes à l’intensité normale d’éclairage ou une partie seulement. Le courant devra être tel que le contact des conducteurs ne soit pas dangereux.
- Si les concurrents croient nécessaire l’emploi d’accumulateurs pour assurer l'éclairage, ils devront indiquer la dépense supplémentaire qui en résultera, tant au point de vue du premier établissement qu’au point de vue de l’entretien et de l’exploitation.
- Les foyers lumineux seront des lampes à arc placées dans des globes, avec des charbons d’une longueur suffisante pour assurer 16 heures d’éclairage continu.
- Les lampes seront portées par des. pylônes en fer ou en fonte, de hauteur déterminée d’après celle des foyers lumineux, munis de treuils de guidage pour lever et abaisser la lampe, et installés sur fondations.
- La canalisation sera aérienne, appuyée sur les pylônes et supports intermédiaires à fournir par l’adjudicataire.
- L’installation comprendra en outre un tableau de distribution placé dans le bâtiment de la machinerie et l’outillage nécessaire au fonctionnement et aux réparations courantes.
- L’installation devra être complètement terminée et prête à être essayée avant l’expiration d’un délai maximum de cinq mois.
- Télégraphie et Téléphonie.
- Des pourparlers ont été engagés avec l’Office belge pour l’extension des relations téléphoniques de Dunkerque avec la Belgique. Il sera incessamment procédé à des essais en vue d’ouvrir le service téléphonique :
- i° Entre Armentières, Douai, Dunkerque, Bergues, Halluin, Valenciennes, Denain et Arras, d’une part ; Gourtrai, Roulers, Gand et Ostende, d’autre part; 2; entre Armentières, Douai, Dunkerque, Bergues, Halluin et Arras, d’une part; Bruxelles, Vilvorde d’autre part.
- L’achèvement de la ligne télégraphique qui relie Pékin aux provinces de l’ouest est activement poussé. En 1892, son terminus a été porté de Lan-tchou à Tourfan. D’après les prévisions, il devait atteindre Kashgar avant la fin de 1893, et un rameau secondaire de la grande ligne touchera Ouroumsi, vers le nord. Dans ces conditions, on croit que le réseau télégraphique reliant le Turkestan au nord et â l’est de l’empire sera terminé en février 1894.
- Le réseau téléphonique d’Abbeville a été ouvert et mis à la disposition des abonnés et du public à partir du 11 février dernier.
- L’invention du récepteur téléphonique Bell étant tombée dans le domaine public depuis le 3o janvier dernier, tout le monde peut aujourd’hui construire cet^excellent appareil. Le Scientiflc American donne à ce propos d’intéressants détails de construction.
- L'Electrical Review, de Londres, donne le tableau suivant relatif à la situation des services télégraphiques, à la fin de 1892, en Suède, en Norvège et en Danemark :
- Suède Norvège Danemark
- Longueur de lignes, km. 8588 7863 4604
- — fils — 23 387 15 548 12894
- Nombre de bureaux 412 178 389
- — télégrammes. 1 866 823 I 660 370 1 636 971
- Recettes totales fr. I 819 5i8 1747115 1 145016
- Dépenses — — 1 648 642 I 679 363 —
- Le réseau téléphonique suédois comprend 56x3 kilo-
- mètres de lignes avec 29528 kilomètres de fils, et 695 stations centrales. Le nombre des abonnés est de 27838.
- Bibliographie
- La douzième édition (année 1894) de VElectrical Tra-des’ Directory vient d’être publiée. Ce gros volume, édité par « The Electrician Printing and Publishipg Company », de Londres, forme le recueil le plus complet des adresses de tous les industriels ainsi que de toutes les personnalités intéressées à un titre quelconque dans l’industrie électrique; c’est le « Bottin » de l’électricité.
- La première partie donne une revue des principaux événements scientifiques et industriels de l’année écoulée, des nécrologies, des renseignements sur les lois régissant les brevets d’invention, les règlements, lois, etc., relatifs aux installations électriques, des statistiques sur l’éclairage des tramways, etc., les communications téléphoniques, des tables de constantes physiques, des renseignements commerciaux et autres de toute espèce.
- Les listes des adresses pour l’Angleterre, les colonies, le continent et l’Amérique sont, comme les années précédentes, tenues au courant et complétées sur les indications des intéressés.
- Enfin, une série de 261 biographies de personnalités de toutes nationalités termine cet utile ouvrage.
- Imprimeur-Gérant : V. Nory.
- Imprimerie de La Lumière Électrique. — Paris, 3i# boulevard des Italiens.
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- La Lumière Electrique
- A
- Journal universel d’Electricité
- 31, Boulevard des Italiens. Paris
- Directeur : D' CORNÉLIUS HERZ
- XVI- ANNÉE (TOME Ll) SAMEDI 3 MARS I8S4 N° 9
- SOMMAIRE. — Sur la propagation de l’électricité dans les conducteurs; J. Blondin. — Applications mécaniques de l’électricité; Gustave Richard. —Notes sur l’industrie électrique aux États-Unis ; E.-J. Brunswick. — Chronique et revue de la presse industrielle : Sur l’éclairage artificiel des amphithéâtres et des salles d’opération, par M. Cohn. — Rhéostat à liquide Hirschmann. — Electrochimie industrielle. — Compteur Humphreys et Green. — Bain de galvanoplastie Thofehrn. — Câbles Ferranti. — Voltmètre enregistreur Bristol. — Bobine à self-induction compensée de M. Tesla. — La station centrale de Kingston. — Interrupteur automatique. — Pile sèche à l’iode. — Revue des travaux récents en électricité : La densité de courant critique pour le dépôt électrolytique du cuivre et la vitesse absolue de migration des ions cuivre, par Samuel Sheldon etG.-M. Downing. — Détermination des valeurs instantanées d’une force électromotrice périodique, par F.-H. Loring. — Loi de l’aimantation du fer doux, par M. P. Joubin. — Variétés : La théorie des unités; E. Francken. — Faits divers.
- SUR LA PROPAGATION DE L’ÉLECTRICITÉ
- DANS LES CONDUCTEURS
- D’après Maxwell les équations générales du champ à l’intérieur d’un corps imparfaitement isolant en repos sont :
- 471U Z
- dy
- dy
- d a.
- 47:V=dï'
- d |3
- 47c w— ~ — dx
- P =
- Q =
- R:
- dF
- dt
- dG
- dl
- dH dt
- d3 , dH
- d\ 1 CL — -3— dy
- dy f dx / - (0 dz
- d oc dG C dx
- dy 1
- dit ^ dx 1 u — CP +
- d‘b \ dy ( (3) »=CQT
- d‘b A ~ , W = C Q 4-
- u,v, w désignant les composantes du courant; a, p,, y celles de la force magnétique ; a, b, c celles de l’induction magnétique; F, G, El, celles du moment électromagnétique; P, Q, R, celles de la force électromotrice; étant le potentiel électrostatique, C la conductibilité du milieu et K son pouvoir inducteur spécifique.
- Les premières équations des groupes (3) et (4) donnent
- u —
- — G
- (d¥ dç\ \dt ^ dx )
- K /d-F d2 Æ \
- 4?t \ dt* ^ dx dt)
- et en remplaçant u par la valeur (1),
- d2<p
- dfi
- dz
- dy d“ F d F
- -=K-^F + 4uG^rr + K
- dy '
- dt
- ______, r djy
- dx dt 4 4 K dx ‘
- (5)
- Mais a, b, c sont égaux aux produits de a, (3, y par la perméabilité magnétique ; par conséquent
- d3_dy_£ Sdb dc\ r d2 F d^H _ d- G d2F~|
- dz dy \i. \dz dy) L d dx dz dx dy drs J ’
- Or, Maxwell suppose
- dF dG dH _ dx dy ' dz °’
- d’où
- d2F__ d1 H d2G
- dx* dx dz dx dv’
- de sorte que
- dft d y__r /d2 F d2F d*_F\_ p
- dz dy ~ n\d-r2 ' dy- ^ de2/ n ’
- et l’équation (5) devient
- AF = K|i
- d2 F
- dt*
- + 47î [j.C
- dF
- dt
- + IG
- dî
- dx dt
- + C
- dj.
- dx *
- Telle est l’équation qui donne la valeur de F à chaque instant, en chaque point de l’espace. Deux équations de la même forme donnent G et H. Si on prend la dérivée par rapport à y de l’équation en El et la dérivée par rapport à a de l’équation en G, et qu’on retranche membre“â membre les égalités obtenues, on a, en tenant compte des relations (2),
- . „ d2 a , . da , ,
- Aa~K v~dt* + 4Tt!,-C (6)
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- 4ÔÛ
- les dérivées de disparaissant par la soustraction.
- De l’équation (6) et des deux qu’on en déduit en y remplaçant successivement a par b et par c, on peut également obtenir par le même mode opératoire et en tenant compte des relations (1),
- , __ d'u du . .
- + (7)
- Enfin en dérivant par rapport à l l’équation
- dF
- en F et en remplaçant dans le résultat par
- sa valeur tirée de la première des équations (3), on voit facilement que l’on a
- AP = K>* *S + 4^CW: (8)
- Les équations (6), (7), (8) et celles qu’on déduit par permutation des quantités qu’elles contiennent sont de la forme générale
- AV = K!i -dtr + 4^c ~dï' (9)
- qui, par conséquent, est de la plus haute importance dans l’étude de la propagation de l’électricité.
- L’étude de cette équation différentielle (9) vient d’être l’objet de plusieurs notes communiquées à l’Académie des sciences, par M. Poincaré (*), M. Picard (2) et M. Boussinesq (3).
- M. Poincaré se place dans l’hypothèse où V ne dépend que d’une des coordonnées, z par exemple. L’équation (9) se réduit alors à
- oTV dz*
- „ d*V , ndV
- ,K!,.-Tr+4^.C—,
- qui donne le mouvement de l’électricité le long d’un fil indéfini et que, pour cette raison, on appelle équation des télégraphistes. Par l’emploi des fonctions de Fourier, M. Poincaré parvient à l’intégrale générale de cette équation quand
- la fonction V et sa dérivée sont données à
- al
- l’instant t — o. Cette méthode très élégante et très rigoureuse devant être analysée, ici nous ne faisons que la signaler.
- A la méthode de M. Poincaré, M. Picard
- (') Comptes rendus, t CXVlI, p. 1027 (26 déc. 1893),
- (*) Id., t. CXVIII, p. 16 (2 janvier 1894).
- (5) Id., t. CXVIII, p. i6x-i66, 223-226 et 271-277 (22, 23 janv. et 5 fév. 1894).
- substitue la méthode d’intégration de Riemann, qui fournit une solution plus rapide et plus élégante encore de la question, toujours dans l’hypothèse où V ne dépend que d’une des coordonnées.
- Quant à M. Boussinesq; il montre que l’intégration de (9) dans le cas où V dépend d’une, de deux ou des trois coordonnées peut toujours s’effectuer simplement par l’introduction d’une variable auxiliaire que l’on rend finalement égale à zéro. C’est cette méthode générale que nous nous proposons d’exposer.
- Remarquons que si la conductibilité C du milieu était nulle, c’est-à-dire si le milieu était un isolant parfait, l’équation (9) se réduirait à
- iV = K|i
- d*Y dt ’
- équation .qui montre que la vitesse de propagation d’une perturbation électrique est alors
- —-—. Si donc on prend une unité de longueur \/K(j.
- telle que cette vitesse soit représentée par l’unité, l’équation (9) devient
- t „ d* V , ,dV A V — dP + 4k dt ’ 1
- k désignant un coefficient positif.
- Posons
- — 2 ht
- Y — u c
- et remplaçons V par cette valeur dans l’équation précédente; les termes en ^ disparaissent et il vient
- cru æu dru dut dt* dx* + dy* + dz* ^ 4 ^
- Nous sommes donc ramenés à l’intégration de cette équation.
- Quand le coefficient k2 est nul, cette équation devient
- dr il _ d* u d* u d*u dt2 ~ dx2 ’’’ dy2 ' dz*'
- et l’on sait qu’elle admet pour solution générale l’intégrale de Poisson :
- = -L 9 ^+Icosa,y+Icosp,3+/cosy^ ^ — / <I> (-rI cos a.y-M cos B, 3 + I cos y') ^
- 4 V» V J 1
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- qo3
- où 9 (x, y. z,) <ï> (.*, y, z,) désignent respectivement les valeurs initiales de u et de sa dérivée et ou les intégrations sont étendues à
- toute l’aire <r= 4 Tt /2 d’une sphère décrite autour du point (*, y, z,), a,p, y, étant les angles d’un rayon de cette sphère avec les axes de coordonnées.
- C’est en s’appuyant sur la connaissance de l’intégrale générale de l’équation (11) que M. Boussinesq parvient à la résolution de (10).
- Supposons d’abord un instant que la fonction V et, par conséquent, la fonction u ne dépendent pas de x. L’équation à résoudre est alors
- (Pu
- dl%
- (P u , P u , ..
- ïF+dï +4* “•
- 03)
- d U
- u et -jj-j étant représentés, à l’instant t = o par
- les fonctions connues/(y, z) et F (V, z).
- Rien n’empêche d’admettre que u est une fonction des trois coordonnées x, y, z, d’intégrer dans cette hypothèse et de faire ensuite x — o. Mais la manière dont u doit dépendre de a: étant arbitraire, nous pouvons supposer que
- l’on ait
- (P u dx*
- = 4 k* u
- (14)
- et la fonction u se trouvant alors assujettie à satisfaire aux équations simultanées (i3) et (14) satisfait à l’équation (u), de sorte que sa valeur est immédiatement donnée par l’égalité (12).
- Toutefois il faut montrer qu’il est possible de satisfaire à chaque instant à la condition (14) et d’exprimer cp et *I> en fonction de/et F.
- La fonction u devant satisfaire à (14), elle est de la forme
- 2 h x — 2 k x
- i( = C, e + C, e
- Ct et C2 ne dépendant pas de x, mais dépendant de y, z et /, on peut écrire :
- C, +C, ( ihx
- ( 2hx , -2kx\, C,-C. / (e 4e )+—- (
- 2 hx —zhx 1 — e
- ->
- ou, en employant les cosinus et sinus hyperbO' liques :
- u =± (C, + C2) coh 2 h x 4- (C, — C2) sih 2 k x,
- et on aura pour la dérivée par rapport à l,
- du . d(Ct + C.) .. , d (C, — C.)
- dt - dt COn 2hx + dJ—
- sih ‘2 kx.
- Pour t = o ces relations donnent
- [c'+c-L
- du _ rd(Ci 4- C,)' dt L dt
- par conséquent, pour que les conditions initiales qu’on s’est imposées soient remplies, il suffit que
- c, 4- G, —f(y, s),
- d (C, 4- C,) dt
- = F (y. s).
- Mais si la fonction u que l’on cherche satisfait à (ii) à cet instant t = o, sa valeur et celle de sa dérivée doivent être respectivement 9 (x. y, z) et <t> (x, y, z). Il faut donc que
- V {x y, z) —f(y z) coh 2k x 4-/, (y z) si h 2 k j <b(xy, s) = F(jrs)coh2ftj;4-F1(xs)sih zkx\ '
- ou/ et Ft sont des fonctions arbitraires.
- Ainsi, la fonction u, qui doit satisfaire à l’équation (i3) et aux conditions initiales que l’on s’est données, est donnée par la relation (12) à l’instant/—o. Or, si après y avoir remplacé y et <I> par les valeurs qui précèdent, nous prenons la dérivée seconde des deux membres par rapport à la variable x -j- t cos a, nous obtiendrons pour le second membre les mêmes intégrales multipliées par 4 Æ2; nous aurons donc
- d\x+ f cos <x)*~4^ u (A'4-*cos<x,r+ / COS P, 3 4-f cos y,/)
- ce qui montre que l'équation (14), si elle est satisfaite à l’instant 1 = o, l’est également â urt instant quelconque. Il en résultera donc bien la vérification constante de (i3)
- Il s’agit maintenant, pour avoir u, d’effectuer les intégrations indiquées par (12) après y avoir remplacé 9 et <I> par les expressions (i5) où l’on a donné aux variables les valeurs x -f- t cos a< y + t cos p, 2 -{- l cos y. Pour deux éléments d a de la sphère symétriques par rapport au plan des y, z, .v et cos a ont la même valeur absolue mais des signes différents ; par conséquent les éléments des intégrales correspondant à ces deux éléments de surface ne différeront que par le changement de.v/cos a en — (x -f- t cos a) les autres variables conservant les mêmes valeurs. Or, si l’on effectue ce changement de signe de x -j- / cos a dans les expressions de 9 et <I> en fonction de/et F les termes en cosinus conserveront le même signe, ceux en sinus prendront des valeurs égales et désignés contraires. La somme de ces derniers sera nulle et celle des premiers égale au double de l’intégrale
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- étendue à la moitié de la sphère. Par consé- I faire * = o, il vient pour l’intégrale générale de quent, en remarquant que finalement il faut I l’équation (i3)
- U—-LÈ ( coh (2 k tcosx)f(r H- / cos B, s + tcos y)
- z n d t J/if t
- 4-— / coh (2 kl cos a)F(;r + tcos 6, z + t cos -v) “
- (16)
- Il est facile de passer au cas d’un milieu indéfini dans une seule direction, celle des z par exemple.
- Les fonctions/et F qui fixent l’état initial ne dépendent plus alors que 2 -f- t cos y. Si on exprime la position d’un point de la sphère par l’angle g que fait le rayon passant par ce point avec le plan des x y et par l’angle 0 que. fait le plan vertical contenant ce rayon avec le plan' des z x, on a :
- cos oc = cos 9 cos (x cos y = sin |x d0 — t* cos |x d [x d 0,
- et l’une quelconque des intégrales définies figurant dans (7) prend la forme
- jO
- /(^-)-/sin|x)/cos
- V-dV.J' J
- coh (2\/ç cos 0) dô (17),
- Ç.désignant, pour abréger, le produit k2 /2 cos2 <j..
- Or l’on reconnaît dans l’intégrale définie relative à 0 une fonction de Fourier dont le développement en série est égal au produit par tc de
- u (rî = 1 + — 4- s - - j-----h . . . .
- w T 1* ^ i«2i ‘ i* 2S a* T
- Si l’on pose il vient
- et
- t sin [x — t, t cos (x d fi — dr,
- k-12 cos* |X= k- t%— k8 T2;
- par conséquent l’intégrale (17) devient
- slt
- It j /{z + T) U (/{* t- - k2 y-) d T
- V.
- et Ton a pour u, /*+1-
- /(
- +-1) U (A:8 î2 — /e2 T2) dr
- (>8)
- F (s + t) U(/e*i2- /<2T2)dî
- Passons maintenant au cas plus difficile de la propagation d’une perturbation dans un milieu à trois dimensions.
- On peut supposer que u dépend, non seulement de x, y\ x, t, mais encore d’une autre variable auxiliaire r que l’on prendra finalement égale à zéro. La manière dont u dépend de r étant arbitraire, on peut admettre que l’on a
- d5 u dt2 '
- d8 u : dr2
- 4 A8 u.
- (19)
- Alors la résolution de l’équation (10) revient à celle du système d’équations simultanées formé par la précédente et la suivante :
- d2 u dr8
- d8 u d^u d2 u "dxi + dÿ* + cfs*-
- (20)
- Or nous savons intégrer séparément ces deux équations. L’intégrale de (20) est donnée par (12) en y remplaçant t par r. D’autre part, quand on ne considère qu’un milieu à une dimension, l’équation (20) se réduit à
- d-u d t8 '
- dont l’intégrale générale est (18). Cette équation ne différant de (19) que par la substitution de r à x, l’intégrale de (19) est
- /* — â8t81 di
- knO d 1
- S>+t
- + l~ J F (x,r,z,r -t U (V2A2
- où/et F sont des fonctions arbitraires auxquelles se réduisent u et ~ pour t = o. Si nous supposons que les conditions initiales de la fonction u satisfaisant à l’équation (10) sont déterminées par des fonctions connues cp (x,y, z) et «))/et F doivent devenir respectivement égaux à cp et <I> quand r — o. Or, si u satisfait à l’équation (20), sa valeur est donnée par le second membre de (12) après y avoir remplacé
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- 405
- / par r, et l’on sait que les fonctions 9 et 4» qui y entrent sont les valeurs de u et de ^ pour
- r = o. Par conséquent, la fonction u définie par la relation (21) satisfera aux conditions initiales, ainsi qu’aux équations (19) et (20), si l’on a
- f(x,y, z, r) = ~ É j ? + r cos *, y + r cos p, s + rcMTjy+^ J , I
- F (x,y, z, 7-) — — ~ j <l> (x -F r cos a, y + r cos p, 2 F r cos y') — -1- — C<I> — .
- \ ) 4*drJo \ ) r r
- (22)
- Portant ces expressions dans (21), on aura une expression de u dont les dérivées par rapport à Xi y, z et r s’obtiendront par de simples différentiations sous les signes J' des facteurs f (x,
- y, z, r -j-x), F (x,y,z, r + x) par rapport à leurs quatre variables respectives x, y, z et r -j- x. On voit facilement que la somme des dérivées secondes par rapport à x, y, z est toujours égale à la dérivée seconde par rapport à r. L’équation (20) se trouve donc identiquement satisfaite, et puisque (19) l’est aussi, l’équation proposée (10) le sera aussi.
- Remarquons que si l’on change r en —r dans les fonctions 9 et <I> des relations (22), ces fonctions prennent les valeurs qu’elles auraient poulie point de coordonnées x — r cos a, y — r cos p, 2—r cos y, point qui est situé sur la sphère d’intégration, à l’extrémité opposée du diamètre aboutissant au point x -j- t cos a, y -j- r cos p, z -j- r cos y. Par conséquent, par ce changement de signe de r, un élément des intégrales, par exemple,
- x -F r cos <x, y -F r cos p, z + r cos
- s y)
- prend une valeur égale et de signe contraire à celle qu’il possédait pour l’élément de surface diamétralement opposé à de. En intégrant, on obtiendra donc, après le changement de signe de r, une valeur égale et contraire à celle qu’on avait avant.
- En d’autres termes, les intégrales des expressions (22) changent de signe avec r; ce sont des fonctions impaires de r. Par suite, les premiers termes de ces expressions, qui sont des dérivées des intégrales par rapport à r, seront paires.
- Quand on portera ces expressions de /et de F dans (21) après y avoir remplacé r par r -j- x, puisqu’on y fera finalement 7' = o, les intégrales porteront sur des fonctions paires et des fonctions impaires de x. Par l’intégration entre —l et -f-1, ce s dernières disparaîtront et les premières fourniront des termes deux à deux égaux et de même signe.
- On peut donc ne pas écrire les secondes intégrales de (22) et n’efifectuer les intégrations dans (21) qu’entre o et t en ayant soin de doubler les résultats. Par suite, l’intégrale générale cherchée est
- w=4u — A!T*)dT dS: J* «P (x + T cos et, y -f x cos p, z +- x cos y j + 7*jT U (**/- A*r’)rfx A jf
- $ ^x ~F x cos a, y -F x cos (3, 2 F t cos y
- \ du
- 'JT'
- (23)
- En résumé, l’intégrale générale de l’équation (10) est donnée :
- i° Par la formule (18), qui ne contient que des intégrales simples quand u ne dépend ni de x ni de y ;
- 20 Par la formule (16), qui contient des intégrales de surface quand u ne dépend pas de x ;
- 3° Par la formule (23), qui contient des intégrales triples quand u dépend des trois coordonnées.
- D'ailleurs cette dernière formule peut être
- employée, même dans les cas où il y aurait moins de trois coordonnées, car il est évident qu’il suffit alors d’admettre que les fonctions 9 et <I> qui définissent les conditions initiales ne renferment pas les coordonnées dont u ne doit pas dépendre.
- Considérons donc la fonction « -comme définie par (23) et cherchons à quelle époque le point de coordonnées x,y, 2, se trouvera influencé par les circonstances d’état initial d’un point Ç, y), Ç appartenant à la région d’ébranlement, il
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
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- faudra évidemment pour cela, et il suflira, en général, qu’un point
- X -f t cos a, y + COS [3, 3 -i- t cos y
- des sphères sur lesquelles se font les intégrations |* *adans (23) coïncide avec E, Y|, Ç. Puisque
- t est compris entre o et /, il revient au même de dire qu’il faut que la distance-c du point x,y,z au point ébranlé E, tj, ? soit égale ou inférieure à t.
- L’ébranlement se propage donc avec une vitesse égale à 1, c’est-à-dire avec une vitesse égale à celle qu’il aurait dans un milieu diélectrique parfait de même pouvoir inducteur et de même perméabilité magnétique. Mais une fois qu’il est arrivé en x, j, 2, ce point continue à subir l’influence des circonstances initiales au point E, 7|, Ç pendant un temps indéfini car les sphères sur lesquelles se font les intégrations dans (28) ont des rayons de toutes les grandeurs allant de o à t et il y en a toujours une qui passe par E, y|, K-Ainsi donc les ondes élémentaires émanant de chaque point de la région d’ébranlement ont un front parfaitement défini qui se propage avec la
- vitesse ——- et se prolongent par une queue-
- V’K(P
- sans limite précise dont l’effet sur le point x,y, z de l’onde dépend du facteur U (/e3/3— k" -P).
- Cette conclusion est de la plus haute importance pour la discussion des résultats des recherches expérimentales sur la vitesse de propagation des perturbations électriques. En effet, supposons qu’on lance un courant de durée e dans un fil conducteur. A la fin de l’émission la portion V s du fil comprise entre deux points A et B sera le siège d’une perturbation électrique. A l’instant l après la fermeture du courant, le front de l’onde émise par le pont B passera par le point z = V /, tandis que le front de l’onde émise par A ne passera par ce point qu’à l’instant / e. Si en ce point se trouve un instrument d’une très grande sensibilité capable d’enregistrer le passage du front de l’onde émise par B, il se mettra en mouvement à l’instant t. Mais au moment de la fermeture le courant est faible; par suite la perturbation émise par B sera 4e faible intensité. Au contraire la perturbation émise par A, qui correspond à la rupture du courant sera plus intense et de plus quand elle parviendra au point z = V l elle se superposera aux queues des ondes dont les fronts ont déjà passé par ce point. Il y a donc plus de chances pour
- que l’enregistrement du passage de la perturbation ait lieu à l’instant t -j- e qu’à l’instant t. Par conséquent on mesurera une vitesse apparente
- t -h e
- qui sera plus petite que la vitesse réelle, laquelle dépendant de la durée du contact et même de la manière dont il sera effectué.
- On s’explique ainsi les résultats très différents trouvés par les divers expérimentateurs qui se seront occupés de la mesure de la vitesse de propagation de l’électricité dans les fils.
- J. Blondin.
- APPLICATIONS MÉCANIQUES
- DE L’ÉLECTRICITÉ (*)
- Le pont roulant électrique de Morgan (2) représenté par les figures 1 et 2 est commandé par
- Fig. 1 et 2. — Pont roulant Morgan à trois dynamos ' (1893); ensemble et plan du chariot.
- trois dynamos : l’une a, actionnant le roulement du pont par les trains c:, a3, a.t, l’autre G', ac-
- (’) La Lumière Électrique du 27 janvier 1894, p. 160.
- (*) La Lumière Électrique du aa juillet 1893, p. ii3.
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- tionnant le roulement du treuil E sur le pont par le train c', et la troisième G, commandant les tambours FF par le train 4, 5, 9, 10, 11, 12, i3, 14, 15, 16, 17, de manière que les tambours tournent à l’unisson. Cette disposition permet, en outre, de disposer ces tambours dans l’axe du
- pont, que l’on peut ainsi faire très étroit. Quand les ponts sont très longs on remplace, pour éviter la torsion de l’arbre b, la dynamo unique a par deux dynamos D et D' (fig. 3) conjuguées par un arbre B.
- Dans le dispositif représenté par les figures
- Fig-. 3 et 4. — Treuil de pont roulant Morgan à dynamo unique. Vue latérale et plan du chariot.
- 3 à 6, une seule dynamo A' commande à la fois le roulement du treuil sur le pont et le mouvement des tambours.
- Le roulement du treuil se commande par le train a1, a2, a3 F 3e (fig. 3 et 4), dont la roue 3c engrène avec les deux pignons 2 et 21 (fig. 6). Quand on pousse, au moyen d’un levier d’embrayage, les roues conjuguées g3 g3 vers la droite, on embraye, par le chuck G2, le pignon 21
- avec l’arbre G, qui entraîne alors, par le double train (24, 27, H5, 3o, 3i) l’essieu D des roues porteuses motrices Bg B5. Quand on pousse g3gs à droite, on débraye 21 et 23 de G, et l’on y embraye 22 par G', de sorte que G tourne en sens inverse par 2, 1 et 22.
- En poussant les roues g.ig3 vers la gauche, on embraye, par G4, les pignons 1 et 2 sur l’arbre Ao, qui est alors entraîné par les engrenages 3a
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- et 2, tandis que si l’on pousse gxg.x à droite, l’on débraye 2 et l’on embraye, par G3, 3 sur A,, qui se trouve entraîné en sens contraire par 32, 21,
- Fig. 5. — Pont roulant Morgan, à commande de translation par deux dynamos.
- 23 et 3. Les mouvements de l'arbre A3 sont transmis par 4 et 5 à l’arbre des changements de vitesses B, lequel commande à son tour l’arbre
- Fig. 6. — Treuil Morgan. Tableau des mécanismes.
- C, soit à grande vitesse, par 6 et 14, soit à petite vitesse, par 7 et 9, suivant qu’on l’embraye, de gi0, par G5, avec 6, ou, par g7, avec 7. Quant à
- l’arbre G. il commande le tambour H par 15,16, 17, 18, E, 19, 20 (fig. 5), et il porte en outre la roue du frein de descente et d’arrêt gn (fig. 6).
- Fig. 7. — Treuil Morgan. Détail du treuil auxiliaire.
- ^ •or -
- Fig. 8 et 9. — Rhéostat commutateur Morgan (1891-1893}.
- Le tambour H peut donc tourner dans un sens ou dans l’autre, en même temps que le treuil se promène sur le pont.
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- Le petit tambour I. à frein i, destiné à la manœuvre des fardeaux légers, est commandé (fig. 5), de l’arbre B, par le pignon 8, embrayable en y, et le train 33, 10, 11, 12, 3i.
- Les mécanismes de ce pont constituent un ensemble parfaitement accessible et très bien groupé, qui se manœuvre avec une grande facilité au moyen des leviers indiqués à droite de la figure 4.
- Les figures 8 et 9 représentent le type de
- Fig-, 10 à i3. — Manœuvre d’ascenseur Fislie, 1891-1893 (General Electric C9). Ensemble, schéma des circuits et détail du levier H,.
- rhéostat commutateur employé par M. Morgan. Quand on fait tourner, par la manette g5, l’arbre 79 dans un sens ou dans l’autre, sa manivelle 77 fait descendre la crémaillère 76, qui fait pivoter le bras 71 du rhéostat 70, de manière à en supprimer successivement les résistances; mais, en même temps, et dès l’origine de ce mouvement, le bras 81 abaisse ou soulève l’osselet 83, de manière à fermer le commutateur 88 sur sa touche inférieure ou sur sa touche supérieure, de sorte que la dynamo démarre dans un sens ou dans l’autre, suivant le sens de la rotation de la ma- .
- nette 95. Dans la position indiquée en figure 8, le rhéostat et le commutateur sont ouverts; il ne passe pas de courant à la dynamo.
- Le fonctionnement delà manœuvre électrique des ascenseurs de Fiske est (fig. 16) le suivant :
- Le bras de cette manœuvre est divisé en trois parties A, An A2, isolées l’une de l’autre, et il est manœuvré, de la cabine, par le levier D P', à secteur r, en prise avec son pignon g. Supposons que l’on amène ce bras sur la touche C7; le
- Fig. 14 à 16. — Manœuvre d’ascenseur Fiske. Détail du rhéostat commutateur.
- courant, entré par a (fig. 11) et l’anneau R, ira du contact B de A, sur cet anneau, aux contacts B' et B2 : de B', il ira, par l’anneau R' et le fil c, au frein électrique S, qui se desserre, puis aux inducteurs de la dynamo en dérivation S4, d’où il revient à la ligne parù c'. De B2, le courant ira, par la moitié gauche de l’anneau R2 et par a', à l’armature du moteur M, d’où il reviendra à la ligne b par la moitié droite de R2, suivant B3, B4, G7, C0, 7» G9, G10, 6, Cj, C4, 5, Cji, Cj2, 4> G3, C2, 3, C13, C14, 2, C', et la dernière résistance G.; puis; en continuant la rotation, on supprime peu
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- à peu ces résistances, de manière que la dynamo démarre, et que le frein se desserre graduellement.
- Lesmêmesphénomènesse reproduisent quand on tourne le commutateur en sens contraire; mais on change en même temps le sens du courant dans l’armature M, dont la marche se trouve ainsi renversée.
- Fig. 17 à 21. — Manœuvre d’ascenseurs Allen (i8g3).
- Dès que le courant cesse de passer, le frein S lâche son armature K, de sorte que le poids w serre aussitôt le frein L. s-a. g3 sur la poulie O, reliée à la dynamo, et arrête l’ascenseur.
- Les contacts sont constitués (fig. i5) par des blocs de charbon G, emmanchés dans le bras B, et pressés par un ressort S3, avec interposition d’un isolant L.
- Enfin, la cabine E porte (fig. 10) un levier
- dont le galet X vient, aux extrémités de sa course, heurter les taquets Q et Q', qui lui font rompre automatiquement le circuit. Ces taquets peuvent se déplacer horizontalement, et sont pourvus de coulisseaux pt p2, qui se trouvent saisis au passage de la cabine par sa coulisse N, de manière que leur distance de X soit toujours la même au moment du contact, indépendamment du jeu de la cabine dans ses guidages.
- La manœuvre de II. yl//e?îest(fig. 17) disposée de manière à éviter les étincelles. Quand on tourne dans un sens ou dans l’autre la poulie de manœuvre B', elle entraîne avec elle, par B, le levier L (fig. 19), fou sur le prolongement A' de l’arbre A du treuil; et le ressort M de ce levier, pris entre ses tocs o et p, entraîne, par o' et p', le levier L', également fou sur A', jusqu’à
- Fig. 22, — Pompe Merritt (i8g3).
- ce qu’il soit arrêté par la butée de son extrémité sur les talons jg de l’un des cliquets O ou O' pivotes (fig. iS) en r sur la plaque fixe N. A partir de ce moment, le levier L, continuant à tourner, tend le ressort M jusqu’à ce que ses galets n (fig. 19) venant à passer sur les extrémités des cliquets O ou O', en déclenchent le levier L', qui se trouve alors brusquement ramené en avant par la détente du ressort M. Il en est de même du bras K du rhéostat, solidaire de L', de sorte que les ruptures et fermetures de contact s’opèrent très brusquement.
- Les mouvements de L sont régularisés par un dashpot P (fig. 21) dont le piston oppose dès l’origine de sa montée, correspondant au déclenchement de L pour un rétablissement du circuit, une faible résistance, qui augmente ensuite dès que le piston a franchi l’orifice b \ inversement, quand le piston descend, sa résistance,
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- d'abord faible, augmente vers la fin de sa course, correspondant au renversement de la marche de la dynamo par le rhéostat, de sorte que ce renversement ne se fait pas trop brusquement.
- L’arbre A' porte (fig. 17) un écrou G, que les glissières uetii' rendent solidaire de B, de sorte qu’il se visse sur A dans un sens ou dans l’autre, suivant que la cabine monte ou descend, et qu’il vient, à la fin de la course, s’embrayer sur A' par </3 q2. L’arbre A' entraîne alors B, qui, faisant tourner L, rompt automatiquement le circuit.
- La pompe électrique A (fig. 22) de M. Mer-
- Fig-, 23. —Ventilateur Bennett (1891-1893).
- rill a son circuit rompu automatiquement dès que la pression y dépasse la limite fixée par la tension du ressort O, dont le piston J est en communication avec le réservoir de refoulement H de la pompe. Ce piston recule alors vers la droite, et amène le levier K dans la position pointillée, malgré le ressort P, qui tire sur le contact L, pivoté sur K en l. En cette position, le levier M se déclenche de L, et revient prendre sous le rappel du ressort Q, la position indiquée en traits pleins, en rompant ainsi brusquement le circuit de la génératrice au commutateur G de la pompe. Quand la pression reprend sa valeur normale, les ressorts O et P ramènent les différentes pièces de l’appareil aux positions
- indiquées en traits pleins : le contact L franchissant M en pivotant autour de son axe /, puis en fermant le circuit, comme l’indique la figure.
- Le ventilateur de Bennett est (fig. 2'S) sus-
- Fig. 24 à 26. — Ventilateur Bennett. Détail des contacts. Coupes verticale, médiane et horizontale 3-3 4-4.
- pendu à un tube A auquel est fixé l’inducteur D. L’armature F tourne sur une crapaudine H, qui porte les balais h du collecteur à plateau g. A cette crapaudine, est fixé un bloc I (fig. 24) pourvu
- Fig. 27. — Ventilateur Bennett. Schéma des circuits.
- d’une tige J à ressort appuyant sur les contacts fixes i'i' ou i2ü les contacts à ressorts k, fixés au bloc mobile K. On voit que ces contacts sont disposés de manière à s’emboîter toujours exactement dans les contacts fixes. En outre, il suffit, pour faire varier la vitesse du ventilateur, de tourner la clef de manière a fermer les
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- contacts sur le circuit 2 (fig. 27) au lieu du circuit 1.
- Le ventilateur de M. Hill est (fig. 28 à 3i) monté
- Fig. 28 à 3i. — Ventilateur Hill (1893). Knsemble. Détail du pivot.
- sur un pivot M, avec vis de retenue K0 et balais N'N2, amenant le courant à la dynamo par les collecteurs K4 K5. Le bras K8 porte un gouvernail qu’il suffit d’orienter à droite ou à gauche
- I pour que le vent produit par le ventilateur le fasse tourner dans un centre ou dans l’autre sur le pivot M.
- On sait que l'électricité est très fréquemment employée aux Etats-Unis pour la chirurgie dentaire (*) ; la figure 32 en représente l’une des applications les plus fréquentes, à l’actionnement d’un petit maillet plombeur R. Dès que le courant passe, l’électro A, attirant son armature B, frappe un coup sur la tête J du maillet, et s'arrête brusquement, de manière que l’inertie de la petite masse F, entraînée par B, fasse fléchir le ressort D, et rompe le contact G; l’armature B se met donc à vibrer, comme celle d’un trem-
- Fig. 32. — Maillet dentaire Richardson (1893).
- bleur, avec une amplitude limitée par le réglage M du taquet I.
- Le rhéostat de Fiske représenté par les figures 33 à 36 a pour effet de permettre de diriger facilement la marche des dynamos qui actionnent les petits appareils de chirurgie.
- Les balais H H (fig. 34) sont portés aux extrémités d’un bras mu par une pédale tournante B, que l’opérateur manœuvre sans effort et les mains libres. Les balais en carbone N, appuyés sur leurs contacts D abc par des ressorts G, se remplacent facilement. Ils amènent le courant aux bornes N N de l’armature L par les fils flexibles 11. L’inducteur K est dérivé en mm, de sorte que le moteur atteint sa plus grande vitesse quand le bras se trouve en ak' ou en dk,
- (*) La Lumière Electrique, i3 octobre 1888, p. 59.
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- positions où il supprime toutes les résistances Q; pour l’arrêter, on amène le bras en //, ce qui
- Fig-, 33 à 36 — Rhéostat commutateur Fiske à pédale (General Electric C°, 1893).
- met l’armature en court circuit par une faible résistance.
- Enfin, de chaque côté des contacts II on a
- disposé les touches isolées fj, qui permettent à la pédale un certain jeu de part et d’autre de sa position normale.
- Le principe de l'indicateur Fiske représenté parles figures 37 à 40 est le suivant :
- Si l’on relie comme l’indique la figure 38 trois galvanomètres D E F au circuit A B d’une pile G par une dérivation à curseur E', les déplacements de ce curseur détermineront des déviations synchrones dans les trois galvanomètres, en supposant, bien entendu, E et F également conditionnés par rapport à D.
- En exécution, chacun des galvanomètres est
- c- E'
- e E
- Fig. 37 à 40. — Indicateur Fiske (1893).
- pourvu d’un rhéostat composé d’un cylindre d’ébonite K, dans le filet duquel se trouve enroulé le fil i, relié à la borne 2 par le pivot g-, et sur lequel fait contact la pointe E du bras K, coulissé sur la barre I.
- Le circuit n°i (1 2 g i 5 6) correspond au circuit CAB (fig. 38) et le circuit dérivé n° 2, par le galvanomètre D et (3 4 J K i 56 C) correspond au circuit A B. Le circuit n° 3, va (par 2 7 8E9 10 K i 11 12) à la borne 4 de D, et le circuit n° 4, par i3 et 2 de D, à (14 F i5 16 I K i 17 18) puis^à la borne 4 de D.
- On voit que E et F, en série l’un avec l’autre, sont en parallèle avec D. Le réglage de l’appareil se fait en tournant la roue H de D jusqu’à
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- faire marquer à son aiguille d une indication connue, puis en amenant de même les aiguilles des galvanomètres E et F, préalablement installés à' distance, à marquer la même indication que D. A partir de ce réglage, les trois appareils fonctionnent identiquement : e et /répétant les signaux de d, indiquant, par exemple, en mètres, la distance d’un point visé en D.
- Le pointeur Fiske représenté par les figures i
- 41 à 43 indique à la fois la distance et la direction, c’est-à-dire la position d’un objet B, visé par la lunette d’observation A.
- La distance est indiquée au poste central par le galvanomètre F, dérivé en E sur le circuit de la pile D, par un arc G, que parcourt un contact de la lunette, de manière que ses indications soient fonction de l’inclinaison dé la lunette, i La direction est donnée par un second galva-
- Fig 41 et 42. — Pointeur Fiske (1893).
- nomètre S, dérivé en Q R sur les fils O et P, relits aux extrémités des résistances circulaires I et K, placées l’une à la base du télescope et l’autre au poste central, et reliées par les contacts des bras G et L au fil N de la pile D.
- Fig. 43. — Pointeur Fiske (1893).
- Le pont de Wheatstone ainsi constitué par (I KGL S) est établi de façon que l’aiguille de S ne revienne au zéro que si L est parallèle à la lunette A, de sorte que si l’on dispose L au-dessus d’u'ne carte de la passe à défendre, comme l’indique la figure 43, on pourra presque suivre sur cette carte, au moyen de l’alidade T, les mouvements de B.
- Ainsi qu’on le voit en figure 41, le fil 1 est1 protégé par la gorge en ébonite U du plateau qui porte le télescope A, qui se manœuvre au tour du pivot G par ia manette W, à contact W. Le pointage vertical, ou en distance, s’opère par la vis a, filetée dans l’écrou isolé b, et qui porte la résistance C (fig. 41) sous la forme d’un fil enroulé dans le filetage de son cylindre d’ébo-nite d, à contact e, appuyé dans ce filet.
- Gustave Richard.
- NOTES SUR L’INDUSTRIE ÉLECTRIQUE
- AUX ÉTATS-UNIS (J)
- Recueillies au cours d'une Mission du Ministère du Commerce (septembre 1898)
- Chapitre 3. — Traction électrique.
- La traction électrique remplace aujourd’hüi, aux Etats-Unis, presque exclusivement tous les autres modes de transports urbains. (*)
- (*) La Lumière Électrique, 17 février 1894, p. 3oi.
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- A l’heure actuelle même, les slreet railways deviennent interurbains et se substitueront à l’affreux, mais si commode, chemin de fer élevé, surtout lorsque les municipalités voudront rendre un peu de clarté et d’air aux voies trop encombrées.
- On peut dire que le système uniquement employé est celui de la canalisation aérienne avec le retour par la terre. Des essais ont cependant été faits pour établir des canalisations souter-raines.après nombre d’accidents journaliers dus à l’encombrement des canalisations et aux conditions d’installation souvent rudimentaires; les difficultés rencontrées dans cette voie n’amenaient à rien moins qu’à abandonner le mode de traction considéré. Le public a tenu compte de ses besoins et des services rendus et malgré municipalités et jugements les canalisations aériennes se sont maintenues. Les accidents rentrent simplement dans le prix de revient du « car mile. »
- Ceci explique l’état parfois médiocre de beaucoup de canalisations. Il ne faudrait pas croire cependant que nul effort n’a été tenté; les compagnies onto profité de l’expérience acquise et les canalisations se perfectionnent journellement; le plus sûr garant du succès est la nécessité de réussir, condition essentiellement américaine.
- Quant aux accumulateurs, ils ne sont pas en suffisante considération en Amérique pour être employés à la traction.
- Toutes les stations génératrices sont semblables et tout y est prévu pour assurer un fonctionnement à toute épreuve et très économique : Transport du combustible, aménagement des chaufferies, double canalisation de vapeur, économiseurs de chauffe, machines interchangeables, appareillage simple et bien compris.
- A noter surtout les soins minutieux de l'entretien : toutes les fois qu’un groupe de matériel est stoppé, des agents spécialement responsables procèdent à une sévère inspection (tout comme les vérificateurs des essieux dans les gares de chemins de fer). Les accidents sont ainsi prévenus. On nous a cité dans l’usine de Boston des remplacements d’énormes volants, de cylindres, etc., qui, reconnus nécessaires à temps, ont pû éviter des accidents graves.
- Une telle surveillance est indispensable si l’on veut bien songer que de pareilles usines fonc-
- tionnent sans arrêt. Les machines font entre elles un véritable service de roulement. Les machines de rechange sont intercalées en circuit sans aucune interruption du service.
- Dans le jour les cars se succèdent parfois à intervalles réglementaires de moins de trois minutes et la nuit à intervalles de quinze à vingt minutes. Nous avons vu à Brooklyn la circulation interceptée par l’excès de cars.
- Les parcours sont très longs et l’usine génératrice est déjà très chargée lorsque la voie est fournie seulement de toutes ses voitures à vide. Cette condition nous semble favorable à la bonne marche de l’usine; il y a pour ainsi dire un volant de charge formé par le matériel roulant très considérable. Le trafic étant en outre fort intense, les variations de puissance à l’usine sont faibles et le service des générateurs est parfaitement régulier.
- Les indications assez étendues que nous avons fournies au chapitre précédent sur les stations centrales pour lumière nous éviteront d’entrer ici dans de longs détails et nous exposerons seulement quelques considérations générales l'elatives à la traction électrique par stations centrales et résumant à peu près l’état de la question.
- i. — Voie et canalisation.
- Voie de roulement. — La tendance actuelle est d’employer des rails lourds de o,i5 m. de haut pesant 38,5oo kilog. et plus le mètre courant, serrés dans de hautes chaises clouées dans des pièces de chêne de 125 x 175 sur 2,10 m. de long. Les rails sont éclissés par des barres de 0,90 m. de long traversées par 6 boulons; ils sont entretoisés tous les 2,40 à 2,70 m. par des tringles. Les traverses supportant les chaises des rails ne sont pas éloignées de plus de 0,75 m. d'axe en axe. (Le bois coûte si bon marché qu’il est employé à profusion; un pavage rudimentaire forme un simple remplissage et ne peut pas être considéré comme balastage). Sous chaque joint de rail on dispose côte à côte deux traverses. _
- Depuis peu on emploie aussi des rails de 0,22 m. de haut cloués directement sur les traverses sans interposition de chaises.
- Des boîtes en fonte ménagées au-dessus des
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- joints des rails donnent un accès facile aux boulons et éclisses.
- Lorsque les intervalles des cars sont de plus de io minutes, il n’est employé qu’une voie avec garages.
- Les pentes atteignent ro et même 12 0/0.
- Les courbes minima ont 9 mètres de rayon; la résistance due aux courbes est évaluée à une augmentation de pente de 4 0/0.
- Canalisation. — Les procédés de canalisation aérienne sont ceux employés pour la lumière, mais ici avec retour par la terre; les rails sont réunis électriquement par un conducteur en cuivre qui court tout le long de la voie.
- Le montage des poteaux et les attaches des fils, en quantité innombrable, sont tout aussi disgracieux que dans les canalisations pour-lumière. Nulle recherche; la rue est encombrée par une véritable résille métallique suspendant à hauteur convenable les fils de ligne. Par une bonne précaution la plupart de ces poteaux sont munis d’échelons.
- A Niagara Falls nous avons rencontré un mode de montage plus coquet : les. cars cheminent près des trottoirs, de chaque côté de la chaussée. Au bord des trottoirs une rangée de poteaux en fonte supporte le fil de ligne que suit le trolley; on évite ainsi la résille métallique dont nous parlions plus haut et la vue n’est plus attirée que par l’encombrement (qu’on pourrait éviter) des feeders. Un tel système serait parfaitement applicable même dans les cités de France les plus élégantes.
- Des retours par la terre il n’y aurait rien à dire si les communications des rails entre eux étaient parfaites et si lors de son établissement la voie était construite et soutenue assez sérieusement pour ne pas occasionner aux roues des chocs tels que celles-ci quittent très souvent les rails.
- Les aiguillages se font très simplement, grâce à la permanence d’un préposé qui, armé d’une pince, fait jouer l’aiguille dès que le timbre spécial du car lui indique la direction demandée. Cet aiguilleur doit être très habile, car, avec une circulation aussi intense, des fausses manœuvres immobiliseraient des files interminables de cars. Les croisements sont réalisés avec la même facilité que les aiguillages : Le conductéur ou breakman tire sur le trolley pour le dégager du fil de ligne, et le car, profr
- tant de la vitesse acquise, franchit le croisement, après quoi le conducteur laisse porter à nouveau le trolley contre le fil.
- La plupart du temps le trolley est constitué par une poulie en cuivre qui frotte en roulant contre le dessous du fil de ligne. Cette poulie est montée au bout d’un long bras qu’un ressort énergique tend à redresser verticalement. A l'intérieur ou le long de ce bras passe le conducteur souple qui amène le courant du trolley au car.
- 2. — Stations centrales et appareillage.
- Les réseaux suburbains étant très développés, les terrains très coûteux à proximité des villes et les stations devant être amples, il est rare que la station soit située au milieu du parcours; elle est presque constamment à l’extrémité.
- Il y a toujours deux machines à vapeur au moins, sauf lorsque l’exploitation est inférieure à 5 cars.
- Jusqu’à i5 cars les variations de régime pouvant être très accusées, les engins à grande vitesse sont préférés. Ordinairement ‘le nombre des cars est plus élevé, la charge est plus stable, et c’est alors la Corliss, ou l’une de ses dérivées, qui est employée. Pour plus de 40 cars, s’il est possible de faire de la condensation, on emploie des compound, groupées de façon que l’unité ou les unités en marche soient toujours en charge, condition facile à réaliser avec des tramways. L’économie réelle d’exploitation avec la triple expansion est considérée comme douteuse, eu égard à la complication, au prix plus élevé de construction et aux difficultés de régulation avec de brusques et violentes variations de charge.
- Quant à la puissance de la station, il est compté en moyenne 3o ampères par car pour 5 à 10 cars (avec moteurs de 25 chevaux) et 25 ampères par car pour 10 cars et plus (avec moteurs de 20 chevaux), la différence de potentiel étant uniformément de 5oo volts.
- Les stations sont calquées les unes sur les autres, et la station de Boston (West End street railway C°) peut servir de type par son aménagement et ses proportions grandioses.
- Cette station est montée en étages comme il suit :
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- Etage moyen ou rez-de-chaussée : moteurs à vapeur;
- Etage inférieur (sous-sol) : transmissions, pompes, condenseurs et économiseurs de chauffe;
- Etage supérieur : dynamos.
- La chaufferie est contiguë à la salle des ma-, chines et présente deux superbes batteries de six groupes de chaudières jumelées. Ces chaudières, du type Babcock, ont une puissance nominale chacune de 25o chevaux, soit au total 6000 chevaux, mais peuvent supporter en marche prolongée une surcharge de 5o 0/0.
- jï)yntimo.
- Fig. 12. — Parafoudre type « Non arcing ». A, cylindre d’alliage de zinc et d’antimoine.
- Une vaste allée sépare les deux batteries et reçoit, dans son milieu, d'un roulage supérieur le charbon amené directement de l’estacade voisine où abordent les bateaux charbonniers.
- Une double canalisation de vapeur dessert les moteurs, les condenseurs automoteurs, les pompes et économiseurs.
- Les moteurs à vapeur, au nombre de six, sont des machines genre Corliss à triple expansion, chacune de 1000 chevaux. Les deux petits cylindres en tandem sont placés parallèment au
- grand cylindre. La pression au petit cylindre est de 12 kilogrammes; ces machines, munies d’enveloppes de vapeur, consomment 5,75 kg. par cheval-heure. Le volant de chaque moteur est placé entre les deux groupes de cylindres et attaque par courroie la transmission située à l’étage inférieur. (La courroie à 1,20 m. de largeur.)
- Les moteurs étant disposés sur deux lignes symétriquement, chaque série de trois moteurs commande une transmission. Outre les trois courroies des moteurs, cette transmission porte six courroies de commande des génératrices. Mais le plus remarquable dans cette partie de l’installation, et qui montre une entente supérieure de l’exploitation, c’est l’ensemble des dispositions prises pour assurer un fonctionnement irréprochable de la transmission : une pompe refoule constamment l’huile dans une longue canalisation qui alimente les paliers graisseurs et retourne ensuite à un épurateur; une circulation d’eau froide autour des paliers empêche tout échauffement.
- Chaque moteur peut être relié à la transmission par un embrayage à friction et chaque dynamo est attelée directement par accouplement élastique à une transmission intermédiaire. L’installation possède donc toute souplesse, une dynamo ou un moteur quelconque pouvant être stoppé sans troublèr la marche.
- Les dynamos fournissent en service normal 5oo ampères sous 55o volts et peuvent supporter pendant plusieurs heures 5o o/o de surcharge.
- L:appareillage présente quelque intérêt relativement aux différents parafoudres usités dans les stations. Nous décrivons ci-dessous les types les plus originaux.
- Type « Non arcing arrcsler » (fig. 12). — Ce parafoudre, qui convient mieux pour les courants alternatifs, est basé sur la propriété curieuse que possèdent certains métaux d'étouffer l’arc électrique qui jaillit entre deux baguettes de ces métaux, principalement, paraît-il, lorsque l’écart entre ces baguettes est faible.
- Cette propriété a été signalée en premier lieu par M. Alexander Wurts.
- Ici le métal employé est un alliage_de zinc et d’antimoine.
- Le type A comprend 7 cylindres de « non arcing métal » chacun de 3o millimètres de diamètre et 90 millimètres de long, placés côte à
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- côte à 1 millimètre environ de distance. La dynamo est connectée avec deux blocs extrêmes; le parafoudre est ainsi connecté entre deux pôles de la dynamo.
- Après chaque décharge il est indispensable de regarnir l’appareil.
- Depuis un an environ (invention de l’appareil) plus de 2000 appareils de ce genre seraient en service, principalement dans les stations à courants alternatifs.
- Nous avons d’ailleurs signalé le peu de souci de la foudre dans la plupart des stations centrales; rien d’étonnant qu’un appareil commode se soit rapidement répandu.
- Type Keystone (fig. i3). — Dans les parafou-
- 7'arnrion
- ^ JJ L-COC us —— ^
- Terre
- Fig. i3. — Parafoudre Keystone.
- dres ordinaires, lorsque l’arc jaillit entre des peignes dont les dents sont plus ou moins écartées, la grande difficulté consiste à éteindre l’arc formé, afin d’éviter le court circuit qui suit invariablement la décharge. Dans les appareils à enroulement, la self-induction s’oppose à la prompte décharge.
- Dans l’appareil Keystone, aucun enroulement n’est interposé, et c’est l’arc lui-même qui détermine la rupture du circuit.
- L’appareil se compose d’un parafoudre à mâchoires ordinaires; ces mâchoires sont enfermées dans une boîte incombustible à travers les panneaux de laquelle pénètrent deux crayons de charbon.
- Lorsque la décharge a lieu, un premier arc jaillit entre les mâchoires; l’air se dilate brusquement et tend à repousser les crayons ; il y a alors un arc à chaque crayon. Ces arcs augmentent la dilatation de l’air, et les crayons sont projetés violemment au dehors en rompant ainsi les
- arcs formés. Les crayons viennent buter, en se relevant, contre un tampon supérieur, puis se remettent immédiatement en position..
- Différents modes de connexion sont employés d’après le même principe, d’où un certain nombre de types, suivant la disposition des circuits.
- Le « parafoudre de station » est monté sur base de marbre, tandis que les parafoudres « de ligne » ou « de car » sont placés dans une élégante boîte en fonte bien proportionnée.
- Les différents types construits par la Westinghouse Electric C" sont :
- Type K. — Parafoudre de station de railways pour 5oo volts (courants continus) ; deux connexions : une pour la terre et une pour rattacher le circuit.
- Types L el M, parafoudre pour car. — Même disposition que pour le type K, mais l’appareil est enfermé dans une boîte en fonte.
- Le type M est employé pour les lignes.
- Type N. — Parafoudre à double pôle pour station de 100 à 5oo volts dans le cas où l’installation n’a pas de retour par la terre.
- Type O. — Similaire du type N, mais enfermé en boîte pour service des lignes.
- Type « Réservoir » (fig. 14). — La théorie des décharges, prouvée maintes fois par l’expérience, indique que la décharge est éminemment oscillatoire; un parafoudre relié par suite en un point nodal peut être absolument inefficace.
- Il est connu, a'autre part, que le meilleur passage de la charge est obtenu lorsqu’il n’y a pas de résistance solénoïdale interposée et lorsque la résistance est très faible.
- Le parafoudre idéal sera donc obtenu lorsqu’on aura pu prévenir toute accumulation de charge sur la ligne en créant de nombreux points de passage sur le circuit avec de faibles résistances.
- Le « réservoir d’arrêt » réalise ces conditions pour les lignes de tramways : là les points de contact du circuit avec la terre sont formés par les voitures elles-mêmes, le retour du courant ayant lieu parla terre.
- Le « réservoir » est interposé entre la ligne et la dynamo. Il se compose de solénoïdes peu résistants intercalés sur la ligne, au voisinage de la dynamo génératrice. En différents points de ces solénoïdes sont connectées des électrodes
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- plongeant dans un réservoir à circulation d’eau qui assure une excellente mise à la terre.
- La résistance inductive des solénoïdes s’oppose à la propagation des décharges jusqu’à la génératrice ; les solénoïdes sont accouplés en quantité pour avoir une section convenable à offrir au passage du courant normal.
- Les connexions pour la mise à la terre sont mobiles, de sorte qu’on peut n’établir le « réservoir d’arrêt » en service qu’en cas d’orage.
- Pour compléter ce dispositif, des chicanes sont disposées dans le réservoir même pour assurer une circulation complète de l’eau.
- Des essais faits il semblerait résulter que l’efficacité serait plus grande lorsque l’eau est courante.
- Lorsque le « réservoir» est connecté, il forme en réalité une dérivation parla terre sur la génératrice, mais la perte est peu considérable.
- Le schéma (fig. 14) montre l’installation du dispositif sur une ligne de tramways.
- 3. Matériel moteur.
- Les différents moteurs en usage montrent les étapes parcourues successivement : le moteur à double réduction, puis à simple réduction et enfin le moteur accouplé directement à l’essieu.
- Les Américains semblent préférer comme la meilleure solution le moteur à simple réduction, qui assure la légèreté du matériel et le rende-
- Motcur
- Moteur
- Sortie t<te l'eaju.
- ‘'Entrée du courant d'eau.
- en. communication at/ec
- Terre
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- Terre
- Fig-. 14. — Parafoudre « Réservoir
- ment élevé, les moteurs pouvant être utilisés à une vitesse assez grande de l’induit, et les pertes dues au frottement dans les engrenages étant relativement faibles.
- C’est surtout dans la forme et les dispositions générales des moteurs que l’unité de vues et l’uniformité des types sont remarquables.
- Une pratique très active, sinon ancienne, a obligé les constructeurs à suivre une même voie. Il nous semble que notre pays pourrait fort bien adopter les mêmes principes de construction qui ont amené le succès outre Océan.
- Nous allons essayer de résumer les points saillants propres aussi bien aux moteurs à réduction qu’à ceux qui attaquent directement l’essieu.
- Tous les moteurs que nous avons vus sont d’accès facile pour le démontage et ne comportent pas de pièces étriquées, obstacle que l’on
- rencontre fréquemment surtout dans les moteurs attaquant directement l’essieu.
- Les moteurs et le train d’engrenages sont hermétiquement clos par une boîte en fonte servant de culasse au moteur et constituant la garniture « waterproof » ; c’est le «. type ironclad ».
- Les moteurs, quels que soient les constructeurs, sont de 25 ou 35 chevaux et fonctionnent avec une différence de potentiel normale de 5oo volts.
- Le bâti est toujours constitué par deux parties formant charnière, le joint magnétique pouvant être très pratiquement assuré par un boulonnage. La partie inférieure peut être basculée au-dessus d’une fosse à visiter, la partie supérieure pouvant être relevée de l’intérieur même de la voiture. Il n’est donc pas besoin de déplacer la caisse du car lors d’une réparation du moteur. Les bobines d’inducteurs peuvent être changées sans démontage complet du moteur
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- lorsque le demi-bâti supérieur ou inférieur a été basculé. Enfin, dans la plupart des types de moteurs une section de l’induit peut être remplacée sans séparer le moteur d’avec le truck.
- La vitesse des cars est en moyenne de 16 à 20 kilomètres à l’heure; elle atteint souvent 3o kilomètres dans les faubourgs et parfois même 40 à 45 kilomètres.
- Ajoutons que les voitures sont naturellement éclairées à l’électricité, au moyen de 5 lampes en tension dont la série est alimentée par le circuit général des moteurs. Lors des croisements, où le trolley s’écarte du conducteur,-ou lors des cahots, quand les roues quittent les rails, l’éclairage est tout simplement interrompu.
- Actuellement les constructeurs adoptent presque uniquement pour induits des moteurs de
- tramways les noyaux dentés enroulés en tambours; les moteurs sont le plus souvent à quatre pôles. Les anciens railways étaient munis d’induits enroulés aussi en tambour, mais à noyau lisse.
- Les accidents aux induits sont assez fréquents et la plupart sont dus à des contacts aux collecteurs par suite de poussières ou d’humidité.
- Les moteurs de la Compagnie Westinghouse et ceux de la Thomson-Houston ont les axes de leurs induits parallèles aux essieux, et la commande se fait par engrenages réduisant la vitesse dans le rapport de 7 à 10. La Short Electric C° commande par engrenages ou directement.
- La Sperry electric railway C° (Cleveland, Ohio) n’emploie par car qu’un seul moteur dont
- Fig. i5. Moteur Short. — Type Pittsburg.
- l’axe de l’induit est perpendiculaire aux essieux; e mouvement est transmis par engrenages d angle.
- Moteurs de la Short Electric C°. — La Short Electric C° a cherché à simplifier la transmission du mouvement en accouplant directement l’induit avec l’essieu. La vitesse maxima imposée correspond à io5 et i5o révolutions par minute. Dès 1891, un moteur désigné sous le nom de type de Pittsburg (fig. i5) était présenté au Congrèsde l’Association de l’American Street railway et était appliqué à 10 voitures. Ce moteur était lourd et délicat et la Short Electric C° y renonça bientôt. Des voitures munies de ces moteurs sont encore actuellement en service à Saint-Louis, Houston, Béatrice, etc.
- La vitesse des cars étant en moyenne de 10 à i5 milles à l’heure (le mille = 1600 mètres environ), le nombre de révolutions par minute
- est de 112 à 170 pour les roues de 0,75 m. et de 106 à 160 pour les roues de 0,80 m.
- Les moteurs de ce type ont une armature de 0,60 m. de diamètre, faisant 94 révolutions par minute avec roues de 0,90 m. de diamètre et donnant une vitesse de 16 kilomètres à l’heure. L’armature est du type Paccinotti; les inducteurs, au nombre de 8, sont répartis face à face deux à deux de chaque côté de l’armature. L’ensemble est bien protégé par le bâti en fonte de fer.
- L’armature est montée sur un arbre creux au travers duquel passe l’essieu relié à l’armature par un entraînement flexible.
- Les diamètres des roues sont 0,60 m., o,65m., 0,70 m., 0,75 m., 0,80 m., 0,90 m., i,o5 m. ; mais les plus généralement employées sont celles de 0,75 m. et 0,80. Chaque car comporte deux moteurs de 20 chevaux.
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- L’inconvénient principal de ces moteurs est le grand diamètre de l’armature, qui nécessite des roues de 0,90 m. de diamètre.
- Type dit de 1891. — Ges moteurs sont de même disposition que les précédents, mais avec inducteurs disposés sur le pourtour de l’armature. Ges moteurs sont montés avec des roues de o,832 m. de diamètre et pèsent i5oo kilog. environ.
- Type de 1892, figure 16. — Ce moteur est disposé pour des roues de 0,775 m. de diamètre et pèse 1 i5o kilog.
- Il est triangulaire d’aspect ; le bâti est en fonte d’acier doux et sert de circuit magnétique.
- Ce bâti comprend trois noyaux inducteurs recevant les bobines inductrices ou magnéti-
- Fig. 16. — Moteur Short, type 1892.
- santés et trois pôles conséquents, formant ainsi une dynamo à six pôles de forme particulière.
- L’armature a 0,525 m. de diamètre et tourne à une vitesse de 120 tours par minute quand elle produit une puissance de 20 chevaux. Elle consiste en un noyau de tôles de fer sur lequel sont montés 92 éléments séparés et indépendants; l’enroulement est fait de telle sorte que l’un quelconque des éléments peut être remplacé sans nécessiter le déplacement des autres. Chaque élément comprend 16 tours de fil.
- Le diamètre intérieur du tube supportant l’armature est de o,i5o m. A travers ce tube passe un axe de 0,10 m. de diamètre. Les extrémités de l’arbre creux sont placées dans un entraînement flexible connecté avec l’essieu du car, et le moteur supporté par des ressorts transmet sa puissance à l’essieu. La flexibilité de
- l’entraînement est assurée par des tampons en caoutchouc.
- Le bâti est en deux parties : la partie supérieure supportée par le truck est reliée â charnière avec la partie inférieure. Les deux parties sont serrées par de forts boulons assurant le joint.
- Pour assurer une bonne protection des pièces contre les poussières et les boues des routes, la moitié inférieure du bâti ne comporte aucune ouverture, sauf celle pour le passage de l’arbre creux; le moteur est ainsi waterproof.
- Il est à rémarquer que les connexions de l’induit sont réalisées pour n’employer que deux balais ou deux zones de balais diamétralement opposées; le collecteur comprend 184 lames et tous les couplages de l’induit sont obtenus entre les lames convenables par l’intérieur du collecteur.
- Cette disposition peut être critiquée en ce qu’elle laisse le champ libre à bien des causes d’accident.
- La principale question est ici d’éviter le démontage des roues. A cet effet, le plancher du car est muni d’une trappe permettant d’atteindre facilement le moteur et au besoin de régler les balais en marche.
- En cas de réparation à l’induit, la caisse du car est enlevée, puis la moitié inférieure du bâti est basculée et le truck soulevé; l'induit reste alors seul sur l’essieu avec les roues, et les sections endommagées peuvent être remplacées sans difficulté.
- Le gros écueil réside dans le remplacement du collecteur; dans ce cas il faut démonter les roues, mais il est estimé que la durée du collecteur est trois à quatre fois celle des roues, et par suite cet organe peut être considéré relativement comme pièce inusable.
- L’armature du moteur sans engrenages peut être déplacée par un homme seul dans un temps court aussi bien que celle du moteur à engrenages et avec moins de chances de danger dans les manœuvres, l’armature étant toujours supportée sur l’essieu.
- Dans les essais comparatifs avec les moteurs à engrenages, l’avantage a plutôt été pour les moteurs sans engrenages par suite de la suppression des frottements des engrenages.
- Nous donnons (fig. 17) quelques courbes de rendement (fournies par les constructeurs) qui
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- permettent de comparer les systèmes et de se rendre compte des progrès réalisés.
- La tendance actuelle à augmenter la vitesse des cars ne peut qu’être très favorable au développement des accouplements directs.
- Les moteurs les plus récents de cette compagnie sont de 20 et 25 chevaux.
- Nous indiquons les dimensions principales du moteur sans engrenages à 6 pôles (type Short et G0) :
- Puissance 20 chevaux sous 5oo volts.
- Diamètre de l’armature o,55o m.
- Poids n5o Kilog".
- (longueur.. i,o5om.
- Dimensions principales... <. largeur.... o,g5o m.
- (hauteur... o,65o m.
- Moteur Short à simple réduction. — Ce moteur est analogue à la machine Schuckert, mais la
- 6 noies
- puissance mecaniqiue en chevaux
- Fig. 17. — Courbes de rendement des différents types de moteurs Short (sans engrenages).
- N“‘ 1, de 0,600 m. exposé à Pittsburgh, 1890.
- 2, de o,575m. construit après le congrès de Pittsburg.
- 3, de 0,527 m. 6 pôles, exposé à Cleveland (1891).
- 4, de 0,525 m , 6 pôles, type actuel.
- construction mécanique est appropriée particulièrement aux nécessités du service.
- La figure i5 donne la disposition générale de ce moteur analogue à celle du moteur à accouplement direct.
- Le bâti forme enveloppe complète et protège les inducteurs et l’induit contre les poussières et l’eau; il comprend 8 inducteurs.
- Les noyaux inducteurs et les épanouissements sont coulés sous forme de solides pièces d’acier doux. (L’induction dans ces noyaux est poussée jusqu’à 20000 unités C. G. S. par cm8).
- L’enroulement des inducteurs fait préalablement sur mandrins est enfilé directement sur les noyaux, qui sont isolés par une composition de 7 millimètres d’épaisseur. Cette composition 1
- consiste en couches de ruban, de gomme laque, de„ papier, etc. Le fil est maintenu en bout par des brides de cuivre rivées aux noyaux. Les quatre bobines de chaque côté sont eh série èt les deux côtés sont accouplés parallèlement.
- Le noyau d’armature est formé d’une bande de tôle enroulée sur un tambour de 0,465 m. de diamètre sur 0,125 m. de largeur. Les différents tours de bande sont isolés les uns des autres au moyen de papier. L’enroulement de l’induit est fait au moyen de fil méplat. L’isolement du noyau, établi comme pour les électros, a 4 millimètres d’épaisseur. Le nombre de sections est de 48, accouplées parallèlement en trois séries. Les accouplements avec le collecteur sont faits au moyen de câble souple en maülechort.
- Le maillechort et employé comme étant plus résistant au point de vue mécanique que le cuivre; les connexions étant très courtes, l’augmentation de résistance électrique est insignifiante ; la section offerte au courant est d’ailleurs augmentée en conséquence.
- Ces connexions sont maintenues par des taquets et des rubans entrelacés afin de prévénir tous mouvements qui tendraient à détériorer l’isolant; un cerclage en fouet gomme-laqué maintient l’ensemble.
- Un élément quelconque de l’induit peut être remplacé sans déranger les autres; les dents formées par les séparations des sections facilitent la construction d'abord, puis la ventilation.
- Le collecteur a o,315 m. de diamètre et comporte 144 lames; les bagues de serrage du collecteur sont en fonte et les bagues isolantes sont en fibre de 7 millimètres d’épaisseur.
- L’armature est centrée sur son arbre au moyen de deux douilles en bronze. L’enveloppe générale formant le bâti est en fonte de fer et constitue le waterproof; elle peut basculer én deux parties. Les coussinets sont insérés dans leur logement par pression hydraulique. La longueur des paliers est 0,18 m. Les coussinets sont chambrés intérieurement, et un collet de l’arbre tournant dans cette chambre constitue un garde-huile ; l’huile ne peut sous l’action de la force centrifuge, être projetée vers le collecteur.
- Dimensions principales.
- Diamètre _______ Dimensions
- Type -
- bOO volts de Poids Longueur Largeur Hauteur
- i’arnmturo
- 20 ch. 0,465 m. g5o kg. 0,600 m. o,53o m. o,56o m.
- 1 3o ch. o,5i5 m. n5o kg. 0,620 m. 0,700 m. o,5go m.
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- Moteur et car de la Sperry Electric Railway C°. — Le moteur de cette Compagnie (fig. 18 et 19) a été établi en vue d’éliminer une partie des chocs et vibrations préjudiciables à l’armature et à la voie.
- Le moteur est élastiquement suspendu à un truck qui, à son tour, est supporté électriquement sur les essieux.
- La particularité consiste dans l'emploi d’un seul moteur puissant dont l’axe est suivant la longueur du car attaquant les deux essieux au moyen d’engrenages d’angle. Des essais très sérieux ont amené les constructeurs à constater que le travail absorbé par les engrenages d’angle non taillés était seulement de 1,740/0 plus
- Fig. j8.— Equipement du car de la Sperry Electric Railway C° : A, moteur; B, accouplements ; G, boîtes enveloppant les engrenages ; D, supports du moteur ; E, supports des boîtes d’engrenages.
- grand que celui des engrenages droits parfaitement taillés, soit une différence sinon insignifiante, du moins facile à regagner par une construction soignée.
- Le moteur étant relié aux deux essieux, l’effort de traction est entièrement utilisé, l’uniformité si désirable de vitesse périphérique dès roues est absolument réalisée.
- Le gain dû à l’emploi des deux essieux couplés est estimé à 11 0/0, comparé à l’emploi de deux essieux indépendants actionnés chacun par un moteur. Ceci est compréhensible, l’absolue identité des vitesses de deux moteurs qui agissent séparément étant pratiquement irréalisable.
- Cet avantage est plus particulièrement évident sur les pentes, dans les démarrages et par
- les temps humides, où l’adhérence est fortement diminuée.
- Le poids total du moteur repose sur deux barres supportées par des tampons élastiques reposant sur le truck. Le seul poids non suspendu sur ressort est, par suite, l’engrenage et son enveloppe, ce qui ne fait que quelques kilogrammes sur chaque essieu.
- Ces cars ont été employés avantageusement sur des pentes de 6 à 10,5 0/0 (Pittsburg).
- Le rendement est au moins aussi élevé qu’avec deux moteurs si on veut bien envisager la réduction du nombre des pièces frottantes.
- De plus l’emploi d’un seul moteur à permis une construction aisée et très rationnelle ; la puissance spécifique est aussi élevée que dans les meilleures machines.
- Fig. ig. — Renvoi d’engrenage du moteur Sperry. Moitié supérieure de la boîte déplacée.
- Le bâti de ce moteur, comme celui des autres, peut basculer en deux parties, et l’accès des différentes pièces est aisé.
- La forme particulière de l’enveloppe a fait donner au moteur le nom de moteur « à dos de baleine».
- A tous les avantages énumérés parla Compagnie, avantages qui nous paraissent justifiés, on peut opposer un inconvénient capital ; l’unité d’appareil moteur ne permet plus la marche en cas d’accident, tandis que les cars à double moteur peuvent encore, sauf des cas exceptionnels, se remorquer à vitesse réduite.
- Les moteurs Westinghouse (fig. 20) et Thomson-Houston sont trop connus pour qu’il soit utile de les rappeler. D’ailleurs, à part le remplacement de l’engrenage d’angle par un engrenage droit, ces moteurs ont les mêmes dispositions que le moteur Sperry.
- La Compagnie Westinghouse semble avoir abandonné complètement les induits à noyaux, lisses pour les induits à dents.
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- Équipement des cars. — Les cars ont généralement 4,80 m. de long et pèsent, complètement chargés, 835o kilos. Les cars longs ont 6 m. à 6,60 m.
- Pour les fortes pentes, ils sont tous munis de boîtes à sable, afin d’augmenter l’adhérence, qui doit être de 125 à i5o kilos par tonne dans les plus mauvais temps.
- Pour les voies en palier et jusqu’à 2 0/0 de pente, un moteur de 20 chevaux est employé. Si le car doit faire du remorquage, un moteur de 3o chevaux est utilisé préférablement.
- Sur pentes jusqu’à 4 0/0, sans remorquage, un moteur de 3o chevaux fait le service avec des cars de 6 m. de longueur.
- Au-delà de 4 0/0 de pente, tous les cars sont montés avec double équipement. Le remorquage d’une seconde voiture se fait couramment tant que les pentes ne dépassent pas 7 ô/o.
- On voit dans plusieurs villes (Brooklyn, Boston, Pittsburg) des cars moteurs de 4,80 m. équipés de deux moteurs de 3o chevaux remorquant deux voitures supplémentaires. Ces trains ne sont pratiqués que quand le trafic est important et lorsque les pentes ne dépassent pas 3,5 0/0.
- Appareillage. — Nous signalerons la disposition originale et très pratique des rhéostats employés par la Compagnie Westinghouse (fig- 21).
- Fig. 20. — Moteur Westinghouse.
- Le rhéostat se compose d’un certain nombre d’éléments identiques constitués chacun par une sorte de petit tambour ou poulie en fonte sur lequel est enroulée une bande de tôle dont les spires sont isolées par des lames de mica; le tambour est également isolé de l’enroulement par une garniture de mica et de fibre.
- L’un des bouts de la bande pénètre dans une fente de la poulie, l’autre extrémité reste libre. Chacune des poulies porte une seconde jante a dont le diamètre intérieur correspond au diamètre extérieur de l’enroulement. Un certain nombre d’éléments sont enfilés sur un arbre commun, l’enroulement d’un élément s’emboîtant exactement dans la jante du tambour voisin et le bout libre de l’enroulement pénétrant dans une fente de cette jante ; les extrémités des
- bandes sont simplement rabattues pour assurer le contact et fixer les enroulements.
- 4. — Statistique et renseignements généraux.
- En octobre 1892, la statistique officielle indiquait, pour les Etats-Unis :
- Nombre de routes munies de rail-
- ways électriques.......... 443
- Nombre des moteurs.......... 5202
- Capital employé environ..... 1 620 000000 francs.
- Nous donnons plus loin l’énumération des compagnies de railways électriques pour les villes que nous avons visitées avec les principaux éléments d’établissement. (V.tableau III.)
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- JOURNAL UNIVERSEL D'ÉLECTRICITÉ
- 4*25
- Le capital moyen par cheval est d’environ 3ooo à 35oo francs.
- Il faut tenir compte que, dans les chiffres du tableau, la puissance indiquée pour les usines est la puissance nominale et qu’il est possible
- d’obtenir en réalité une puissance effective plus grande.
- Le coût moyen d’une voiture équipée complètement avec moteurs et accessoires est d’environ 16000 à 18000 francs.
- TABLEAU III. — Exploitation de railways.
- Sociétés Capital on francs Milles (1600 ni.). Pente muxiina N. do cars mo- teurs Puiss. totalo des géuéral. Observations
- H Atlantic Av. R. et G° 6 000 000 42 6 0/0 5o 1750 Usine primitive
- ! — — ....... 60/0 500 lOOOO Usine nouvelle
- Ël Brooklyn City R. R. C° 14 40 0200
- ( b. 1 Essex C°. 2,2 4 i5o
- «J I s \ Newark South Avenue C° 7 500 000 i3 5 5o 1000
- Rapid Transit Stat. G° 2 5oo 000 10 16 400
- Pittsb,KnoxwilleSt. Clair Ry C“ i,5 10 10 3oo
- Gitizens traction C°.... 1 75o 000 7 3o 275 i5 cars seulement possèdent des moteurs
- Duquesne traction G°...;,... i5 000 000 68 7 . .40 4700
- O) Fédéral Street Ry G0 6 5oo 000 22 6,1 75 1200 60 cars avec moteurs
- Pittsburg traction C° 2 13,2 6 IOO 2 cars avec moteurs
- t/i Sî 1 Pittsb.AÎleghenyManchesterRy 65 1000
- CL. J Pittsb. et Birmingham Ry G0 .. i5 000 000 7 65 4200
- Schenley Park Ry G0 5oo 000 2 5,5 2 200
- Suburban rapide circuit 600 000 25 2,4 250 7 cars avec moteurs
- Second Avenue Electric G°... io,5 20 • 525
- =>( Calumet Tl. St. Ry C° 2 5oo 000 38 IOO i3o‘o 40 cars moteurs
- S] Gicero andPuvis St Ry C° 5 000 000 26 0 54- 5oo \
- §) South Chicago City Ry G° 5oo OQO 3o 2 26 3oo
- Wester South Towers st. Ry. G°. 2 5oo OOO 12 ' 12 En construction
- Boston and RevereEl. G0 250 OOO 4,3 7 14 i5o 5 cars moteurs
- il West End Street.Ry G0 68 000 000 25q 7,26 5oo 12000 5oo cars moteurs
- Le trafic des railways est en général augmenté de 3o 0/0 (trente pour cent) lorsque la traction
- Fig. 21. — Rhéostat Westinghouse.
- électrique remplace un autre mode d’exploiia-tion.
- Des moyennes de trafic très nombreuses ont
- été établies pour des populatious d’importances différentes :
- Dans les villes de 20 à 3o,*000 habitants, on relève 3o voyages par tête et par an, soit 7 fr. 5o par tête ;
- De 40 à 60,000 habit., 59 voyages, soit i5 fr. par tète
- 100 à 200,000 — 129 — — 3i,i5 —
- 400 à 800,000 — 164 — — 41,10 —
- 800 à 1,5oo,ooo — 190 — — 47,55 —
- Terminons ce chapitre en indiquant les poids de cuivre pour lignes de longueurs variables parcourues par des cars à intervalles de cinq minutes :
- Longueurs simples en kilomètres
- 4
- 8
- 10
- 16
- Poids total du cuivre [en kilogrammes 1,072 7,702 13,362 61,504
- La vitesse moyenne admise dans l’établisse-
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- 42G
- LA LUMIÈRE ELECTRIQUE
- ment de ces chiffres est de 14 kilomètres 400 a l’heure, avec 25 ampères sous 5oo volts par car; la perte en feeders est de i5 0/0.
- Il est compté aux Etats-Unis comme nombre de voyages par individu et par an au moyen de la traction électrique :
- Massachusets.............. 70
- New-York.................. 40
- Pensylvanie............... 47
- E.-J. Brunswick.
- (A suivre).
- CHRONIQUE ET REVUE
- DE LA PRESSE INDUSTRIELLE
- Sur l’éclairage artificiel des amphithéâtres et des salles d’opération, par M. Cohn (')•
- Chargé par le Congrès d’hygiène de Berlin (2) de rendre compte de l’état où en était l’éclairage artificiel, l’auteur a formulé, dans son rapport, en mai i883, les desiderata suivants :
- i° La lumière artificielle ne doit pas être insuffisante ;
- 20 Elle ne doit pas chauffer ;
- 3” Elle ne doit pas trembler ;
- 46 Elle ne doit pas éblouir.
- L’éclairage électrique a tant progressé depuis dix ans, qu’aujourd’hui l’accomplissement de ces desiderata ne paraît plus au-dessus des ressources de nos ingénieurs.
- La lumière électrique et les brûleurs à gaz ou à pétrole perfectionnés permettent actuellement d’obtenir un éclairage plus que suffisant. Pour l’hygiéniste, il ne s’agit pas d'’apprécier l’intensité de l’éclairage à la partie supérieure d’une flamme, mais l’intensité de l’éclairage sur les tables de l’amphithéâtre ou bien sur un tableau noir, ou encore sur un tableau à projections, placé au fond de la salle (3).
- L’auteur s’est préoccupé, en hygiéniste, de (*)
- (*) D’après une conférence faite à la section d’hygiène de la Société Silésienne, le 6 janvier 1893. Deutsche medi-cinische Wochenschrift, n° 26 de 1893.
- (!) Vierteljahrschri/t des deutschen Vereins Jür œffen-tliche Gesundheitspflege, i883.
- (3) L’auteur recommande l’emploi du photomètre de Weber et les mesures en bougies-mètres, introduites, dit-
- déterminer le minimum d’éclairage indispensable au travailleur.
- Il a fait des essais Q sur la vitesse avec laquelle, pour divers éclairages, on pouvait lire à haute voix des articles de journaux imprimés en sept, en se plaçant à un mètre de distance. (Le sept est le caractère employé dans nos faits divers).
- A la fenêtre, avec 3oo bougies-mètres de lumière du jour, l’œil sain lit en moyenne 16 lignes; de même, pour 5o bougies-mètres de lumière artificielle. Avec 2 bougies-mètres, au contraire, on a peine à lire 6 lignes; avec4 bougies-mètres, 8 lignes; avec 8 bougies-mètres, 10 lignes; avec 10 bougies-mètres, 12 lignes, c’est-à-dire trois quarts de ce qu’on lit avec une bonne lumière de jour. On aurait donc un bon éclairage avec 5o bougies-mètres; pourtant j’ai admis comme minimum dix bougies-mètres, nombre qui maintenant est adopté universellement.
- Les 10 bougies-mètres nécessaires ne se trouvent guère sous une flamme de gaz, à moins qu’elle ne soit munie d’un abat-jour convenable, et encore ne trouve-t-on cet éclairage que juste au-dessous de la lampe.
- Du moins, d’après les mesures (2)que M. Cohn a prises dans nos amphithéâtres d’universités, beaucoup de places n’avaient que de 1 à 2 bougies-mètres, au lieu de 10, et cela sans que l’on tînt compte de l’ombre portée par la main qui écrit et par le corps.
- M. Renk (3) a trouvé récemment des résultats défavorables analogues.
- On ne sait pas quel est l’état de choses, à cet égard, dans les écolès. Il 11’y a point, paraît-il, en Allemagne, de médecins scolaires qui mesurent avec un photomètre la clarté sur les tables. Du reste, dans l’état actuel de la science, un médecin scolaire ne disposant pas d’un photomètre ressemble aujourd’hui à un médecin qui ne posséderait pas de thermomètre.
- il, il y a neuf ans par Léonhard Weber. Il entend.par cette expression la clarté d’une surface placée à 1 mètre en face d’une bougie normale. Il renvoie à la Central Zeitungfur Optih und Mechanik, 1893, n<>' 16 et 17. Il renvoie en outre à son Lehrbuch der Ilygiene des Auges, Vienne, 1892, p. 351 et suivantes.
- (') Untersuchungen über den Beleuchtungsuerth der Lampenglocken. Wiesbaden, i885, p. 65.
- (!) V. Berllner Klinische Wochenschrift, i885, n°5i.
- P) Ueber künstliche Beleuchtung. Programm der Universitœt. Halle, 1892.
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 427
- En 1888, M. Erismann (’), à Moscou, a fait des essais en vue d’arriver à une distribution plus uniforme de la lumière sur les tables. Il avait remarqué que l’ombre de la tête de la personne qui écrit supprime près de la moitié de la lumière, et que l’ombre de la main en supprime près des quatre cinquièmes. Il plaça, au-dessous des lampes, des écrans opaques qui réfléchissaient la lumière vers le plafond blanc, d’où elle se diffusait. Seulement cela produisait une grande diminution de l’éclairage : les tables n’avaient plus que 6 bougies-mètres.
- En 1892, Renk a essayé d’adapter, sur les brûleurs régénérateurs, des réflecteurs métalliques en forme d’entonnoir, avec un angle d’ouverture de 1200, réfléchissant la lumière
- Charbon.
- jtositif
- Fig. ï.
- vers le plafond. Mais cette disposition faisait perdre sur les tables 60 0/0; il est vrai que la différence de clarté aux différents endroits de la table était devenue insignifiante. Un abat-jour en papier réduisit la perte de la lumière à 53 0/0, un abat-jour de verre doublé (verre à deux couches) la réduisit à 35 0/0; mais ce dernier fit se produire des différences considérables aux divers endroits et des ombres épaisses.
- La conquête la plus récente est représentée par les intéressants réflecteurs pour lumière à arc, invention de l’ingénieur berlinois Hraboski. Ils conviennent parfaitement pour les grands amphithéâtres, et à mon avis il y a lieu de les recommander tout spécialement pour les salles d’opération. Hraboski a construit deux réflecteurs, un pour éclairer en haut, un pour éclairer latéralement.
- (‘) Kotelmann’s Zeitschrift fur Schulgesundheüspjlege, 1888, p. 347.
- 1. Le réflecteur pour éclairer en haut. — Hra-bowski a étudié la répartition spéciale de la lumière des lampes à arc. Il a trouvé très insignifiante la quantité de lumière qui se dirige en haut, en faisant un angle de plus de 20“ au-dessus de l’horizontale : la proportion n’est que de 6 0/0 environ (fig. 1).
- Très insignifiante également, la quantité de lumière qui est émise à plus de 70° sous l’horizontale, parce que là les charbons portent ombre. Quant à la quantité de lumière qui descend depuis l’horizontale jusqu’à 25°, elle est de 33 0/0, et celle qui est émise entre 25° et 45° constitue les 42 0/0 de la lumière totale. Ceci reconnu, Hrabowski a construit un réflecteur d’une façon très ingénieuse. Une sorte de voûte concave, enduite de blanc (fig. 2 B C D E) est assujettie, à demeure, à la lampe; sur cette voûte est adapté
- un support conique, en fil métallique, enduit d’une substance blanche (A B EF). A la voûte est suspendu un anneau de verre prismatique (GH), qui entoure la flamme; au-dessous de la flamme est suspendu un diaphragme avec cendrier en verre opale (L).
- Les l'ayons de lumière qui viennent d’en haut jusqu’à 25° d’inclinaison sont recueillis directement par le réflecteur conique (A B E F) et rejetés par en bas (ces rayons sont dessinés selon A B) ; ils contiennent 39 0/0 de la lumière. Quant aux rayons compris entre 25 et 45°, ils entraînent 42 0/0 de lumière; ils sont obligés de traverser l’anneau de verre prismatique; la réfraction les projette sur le manteau enduit de blanc (HE, H P, HS, HT, MF), qui, lui, les réfléchit par en bas. Les rayons enfin qui sont compris entre 45 et 70° et qui forment les 19 0/0 de la lumière rencontrent le diaphragme de verre opale; une partie d’entre eux le traverse pour se rendre en bas; une autre partie (H U, NV, MW) retourne au réflecteur avant de tomber sur le sol. Il se perd 10 0/0 de la lumière dans l’anneau de verre ;
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- malgré cela, il reste près des deux tiers de la lumière pour rencontrer le réflecteur.
- Ce système produit dans l’amphithéâtre et sur les tables une lumière diffuse, très uniforme.
- J’ai pris un certain mombre de mesures photométriques. M. O.-E. Meyer, professeur, avait donné l'autorisation de suspendre la lampe au milieu du plafond de l’amphithéâtre de physique. Un double moteur à gaz placé dans la cour, actionnait la dynamo. Il est vrai que des variations de tension entre 64 et 6g volts rendaient difficiles les mesures de lumière; en outre on ne nota pas toujours i5 ampères, mais parfois 18 ampères. Aussi les mesures n’ont-elles pas toujours une valeur absolue, mais elles n’en sont pas moins utilisables pour la pratique.
- J’ai effectué les mesures photométriques pour un endroit déterminé au milieu de la table d’expérimentation. Quand, comme d’ordinaire, 12 flammes de gaz à papillon brûlaient au-dessus de cette table, j’y trouvais 17 bougies-mètres; quand 19 lampes à incandescence de 5o volts et 25 ampères éclairaient la même place, c’était 18 bougies-mètres.
- Par contre la moyenne de 20 mesures, lorsque la lampe à arc brûlait avec le réflecteur à éclairage par en haut, fut de 37 bougies-mètres; avec une simple lampe à arc, adaptée, à vrai dire, en arrière, la moyenne ne fut que de 16 bougies-mètres.
- Au milieu, à 3,iom. au-dessous du réflecteur, à la première place d’auditeur, à o,g5 m. au-dessus du sol, 65 bougies-mètres; un autre jour, à la vérité, 48 bougies-metres seulement.
- Perpendiculairement au-dessous de la simple lampe à arc qui ne portait que la cloche d’albâtre ordinaire, je ne constatai que 17 bougies-mètres comme moyenne de 4 mesures ; par contre, sous le réflecteur, se trouvaient 42 bougies-mètres.
- Il y a dans la salle, deux colonnes de fer. Avec la lumière à arc ordinaire, je ne trouvai que i,5 bougie-mètre à l’ombre d’une de ces colonnes; avec le réflecteur, au contraire, 2,8 bougies-mètres. Il est donc certain que l’ombre était éclairée.
- Je mesurai l’éclairage d’un carton blanc sur le tableau. Volontiers, pour mettre l’essai à l'abri de toute objection, j’aurais commencé par mesurer pour une lampe à arc sans appendice, puis j’aurais mis le réflecteur sur cette lampe et j’au-
- rais alors mesuré à nouveau. Mais tout ce qui fut possible, vu la difficulté de monter le réflecteur et le temps que cela prenait, ce/ut de fixer en arrière de la lampe à réflecteur une lampe à arc sans réflecteur, de telle sorte que la distance delà première au carton fût de 4,7 mètres et que celle de la lampe à arc sans réflecteur fût de 5,6 mètres. Avec le réflecteur je trouvai 8,1 bougies-mètres; avec la lampe à arc, telle quelle, 5,7
- 472 22 57
- bougies-mètres. Or = -— = -f. Il s’en suit 0 562 3i 81
- qu'avec le réflecteur la table nest pas devenue
- plus sombre que sans le réflecteur, et c’est là un
- grand progrès sur les anciennes expériences de
- Renk et Erismann, ceux-ci, avec leurs réflecteurs
- éprouvant de grandes pertes de lumière.
- Il y a un autre avantage : c’est que d’aucune partie de l’amphithéâtre on ne peut voir l’arc de la flamme; il est impossible, par conséquent, que le professeur, ou les auditeurs, ou l’opérateur, ou le spectateur soient éblouis. Comme la lampe électrique, qui déjà par elle-même ne donne que fort peu de chaleur, se trouve accrochée au plafond, les têtes ne sont pas chauffées par cette lampe comme elles le sont par les lampes Wenham et Rutzke, ce qui est si désagréable. Même au dernier banc, j’ai trouvé 10 bougies-mètres; la- lumière d’une seule des lampes est donc plus que suffisante ; il ne reste plus que l’inconvénient commun encore à toutes les lampes électriques : celui du tremblement intermittent. Il est causé, en partie, par les irrégularités de marche de la dynamo, en partie par l’éclatement de parcelles de charbon dans l’arc. Les perfectionnements ne manqueront certainement pas de se faire, et alors sera accompli le dernier vœu des hygiénistes : la tranquillité de lumière des lampes à arc.
- Le réflecteur de Krabowski, éclairant par en haut, est breveté; le brevet appartient à Siemens et Halske. Le prix du réflecteur varie, selon les dimensions, entre 100 et 120 marks; la lampe coûte le même prix.
- 2. Le collecteur à éclairage latéral (fig. 3). — Il se compose de deux réflecteurs disposés obliquement par rapport à la muraille et excentriquement l’un par rapport à l’autre. Le réflecteur principal (ABCD) est grand comme une fenêtre d’atelier. Le petit réflecteur (EFGH) se compose de matière différemment transparente. C’est à son centre que se trouve le 'foyer de la
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
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- lampe à arc. La moitié (OJ, OC) de la lumière qui rayonne du foyer arrive sur les objets à éclairer, après une seule réflexion contre le grand réflecteur. L’autre moitié (OP, OR) tombe sur le réflecteur transparent (FG); elle est partiellement transmise, partiellement réfléchie (PL, RK) sur le réflecteur principal. Ce qui réalise un grand effet de clarté, c’est qu’il ne se produit qu’une petite perte lorsque la lumière directe se transforme en lumière diffuse. Ce qui est perdu par la réflexion unique et par l’absorb-tion dans le verre transparent se récupère en se réunissant de l’un des deux côtés. L’appareil ressemble à un grand corps lumineux qui serait égalemcn1 clair de tous les côtés et qui au mi-ieu présenterait une place un peu plus claire.
- a
- En insérant'des plaques de verre transparent, on peut à volonté modifier la clarté de cette place de sorte que le professeur ou l’artiste peut choisir lui même les ombres et les rendre, à sa guise, douces ou dures.
- Mes mesures avec ce réflecteur également très intéressant ne peuvent pas se compareravec celles relatives au réflecteur à éclairage par en haut, car ici je n’avais à ma disposition qu’une lampe à arc, de 9 ampères. La lumière était donc bien plus faible; cependant elle peut naturellement être augmentée par des lampes plus fortes. La tension oscillait entre q5 et 48 volts à la lampe, entre 96 et 98 volts à la dynamo; j’ai noté tantôt 8 ampères, tantôt 9. A 1,7 mètre de la lampe (moyenne de trois mesures), j’ai constaté 11,6 bougies-mètres; à 4,1 mètres, j’ai trouvé encore 7,8 bougies-mètres, et à 10 mètres sur la muraille opposée 1,3 bougie-mètre.
- La lumière tombe obliquement d’en haut.
- comme de la lumière d’atelier; elle est diffuse, elle n’aveugle pas et elle donne des ombres molles. A la lumière du jour, on a à la fenêtre 100 fois autant de clarté que sur la muraille vis-à-vis ; à 2 mètres de distance déjà j’ai trouvé 9 fois seulement autant de lumière que sur la mu-
- ,6 bougies-
- raille à 10 mètres de distance
- 3 bougie-
- —rr—)• Cet éclairage convient donc moins métré / 0
- pour les amphithéâtres et les salles d’opérations que pour les salles de dessin, les musées, etc., et elle a été introduite à Berlin dans des locaux de ce dernier genre.
- Le réflecteur à éclairage latéral de Hrabowski est breveté, lui aussi. Le brevet appartient à la Société générale d'électricité de Berlin. Le prix varie entre 174 et 35o marks.
- Pour amphithéâtres et salles d’opération, le réflecteur à éclairage par en haut est préférable. Il serait à désirer qu’il fût introduit dans toutes les universités. A la vérité, il faudrait que la lumière électrique et les réflecteurs fussent livrés à meilleur marché. G. B.
- Rhéostat à liquide Hirschmann.
- La partie caractéristique de ce rhéostat est une soupape élastique qui permet défaire varier la section de la colonne liquide.
- Fig-. 1. —Rhéostat à liquide Hirschmann.
- Le liquide remplit le tube en caoutchouc G qu’un piston à vis J permet de comprimer plus ou moins.
- Electrochimie industrielle
- Après MM. Hermite et Dubosc, et par le même procédé, M. Despeisses propose la fabrication de la potasse et de la soude par électrolyse des chlorures; la cathode étant constituée par un bain de mercure s’amalgame avec le potassium et le sodium et donne un produit qui, lavé rapi-
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- 43o
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- dement et traité par l’eau bouillante, engendre de la potasse et de la soude.
- M. Gosselin reprend l’idée de faire du phosphore par voie électro-chimique. On sait qu’en Angleterre des expériences ont été faites sur une assez vaste échelle et on avait même prétendu qu’à Wednesfield on fabriquait du phosphore au four électrique; à nos confrères anglais de nous renseigner. A. R.
- \\ d-
- / /
- _b A
- Compteur Humphreys et Green (1893).
- Ce compteur a pour objet la mesure de l’énergie dépensée par un circuit à potentiel constant.
- Le courant traverse une bobine à gros fil A, qui entoure deux tiges de fer parallèles, l’une fixe, 6, l’autre, a, calée sur l’axe d, pourvue d’une came G, de sorte que a repoussé par £>, aimanté comme lui, pivote autour de d, et s’écarte de 6,
- Fig-, i et 2. — Compteur Humphreys et Green.
- en entraînant G, d’autant plus que l’intensité du courant est plus forte.
- D’autre part, à des périodes réglées, chaque fois, par exemple, que le taquet e de la roue des minutes ferme en ef le circuit du solénoïde C, l’armature P de ce solénoïde abaisse le levier D, attaché aux cordes i et j. Il en résulte que ce levier remonte d’une part, au moyen de la cordej et du levier M, le mécanisme d’horlogerie de F,
- en même temps que, d’autre part, il fait basculer, par f, le levier H, jusqu’à sa rencontre avec la came G dans sa position actuelle; la position indiquée en pointillé, par exemple. Le levier H pivotera donc, toutes les minutes, par exemple, d’un angle fonction de la position de G, ou pro-portionel à l’intensité actuelle du courant, de sorte qu’il suffira de communiquer, par un cliquet h, cette relation à la première roue du
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 431
- compteur B, pour lui faire totaliser ces ampères. Les retours des leviers M et H, équilibrés en n et q, après le passage de e sous /, sont limités par les butées p et r, et le quadrant de A porte une graduation sur laquelle la pointe de la came G marque à chaque instant l’intensité du courant;
- Fig-. 3. — Compteur Humphreys et Green.
- enfin, cette pointe est dentelée de manière à empêcher l’extrémité du levier H de la dépasser.
- Bain de galvanoplastie Thofehrn (1893).
- • Dans cet appareil, le cylindre à cuivrer, par exemple I, tourne sur ses axes 22, au-dessus des anodes inclinées 77, auxquelles le liquide arrive
- Câbles Ferranti (1893).
- Le conducteur D traverse un mandrin A, sur lequel on enroule, à la vitesse même de l’entrée de D, d’abord une enveloppe longitudinale B, d’une largeur égale à la circonférence de A, puis l’enveloppe transversale G.
- On obtient ainsi des tubes creux, que l’on aplatit en les passant à la filière, de manière à leur donner successivement les formes figures 2, 3 et 4, et à constituer, par l’accolement de deux tubes (fig. 4) un câble cylindrique renfer-
- Fig. 1.
- par 6, pour s’échapper par 8 du bain, sans cesse entretenu en circulation par une pompe centrifuge 9, qui l’envoie au réservoir 10. De ce réservoir, le liquide passe au saturateur 11, d’où il revient au bain par le tube 12, perforé de manière à le distribuer uniformément sur la cathode, sous une faible pression; on obtiendrait ainsi un dépôt parfaitement uniforme.
- <Fùj. 8
- Fig. 1 à 8. — Câblés Ferranti.
- mant un conducteur d’aller et un de retour, séparés par une cloison isolante.
- On peut aussi, comme l’indique la figure 5, grouper en un seul câble un grand nombre de ces tubes, à l’intérieur desquels le conducteur peut être, comme en figures 7 à 9, non pas droit, mais courbé ou zigzagué, de manière à présenter une grande rigidité.
- G. R.
- Voltmètre enregistreur Bristol.
- Ce voltmètre pour courants continus et pour courants alternatifs est représenté par les figures 1 et 2.
- 11 se compose de deux bobines A et B, dont
- G. R,
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- 482
- l’une B est fixe, tandis que l’autre A peut se déplacer dans le sens de son axe, sous l’influence de l’attraction qui s’exerce entre les deux bo-
- Fig. 1 et 2. — Voltmètre enregistreur Bristol.
- bines lorsqu’elles sont parcourues par le même courant, les deux bobines étant en série. La bobine A est montée sur deux ressorts D et E, l’ai-
- guille indicatrice F est fixée au ressort E. Elle porte à son extrémité une plume qui enregistre les voltages sur un disque de papier mis en rotation par le mouvement d’horlogerie que l’on voit à gauche. G est une bobine de résistance auxiliaire.
- Les divisions sont plus grandes aux environs du voltage 100, ce qui donne à l’instrument une grande précision dans la partie la plus souvent employée dans la pratique.
- Deux de ces instruments ont été employés à l’Exposition de Chicago dans les essais officiels des lampes à incandescence.
- A. H.
- Bobine à self-induction compensée de M. Tesla (*).
- Dans les appareils électriques pour courants alternatifs, la self-induction joue souvent un rôle désavantageux. Ses effets peuvent, comme on sait, être neutralisés en proportionnant conve-
- Fig.ri et 2. — Bobine à sell-induction compensée.
- nablement la capacité du circuit. C’est ce que l'on a fait jusqu’ici en employant des condensateurs. Pour éviter de se servir de condensateurs auxiliaires, M. Tesla a imaginé un procédé d’enroulement des bobines qui permet de leur donner une capacité propre variable.
- On sait que dans toute bobine la self-induction et la capacité se compensent pour une certaine fréquence du courant. Dans les bobines ordinaires la différence de potentiel entre les spires contiguës et généralement très faible, de sorte que la capacité est petite et ne peut avoir d’effet utile que pour les courants de grande fréquence.
- Pour augmenter cette capacité, M. Tesla enroule la bobine de façon que la différence de potentiel entre les spires soit plus grande et par conséquent aussi la capacité d'emmagasinement de l’énergie.
- Les figures 1 et 2 montrent deux bobines, l’une
- (*) Electrical Engineer, de New-York.
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- ^33
- enroulée comme on le fait d’habitude, l’autre d’après,l4$néthode Tesla.
- Dans la figure 1, supposons qu’entre les extrémités du fil existe une différence de potentiel de 100 volts et que l’enroulement comporte 1000 tours de fil ; il existera entre deux points contiguës de deux spires une différence de potentiel d’un dixième de volt.
- Si maintenant, on enroule parallèlement au premier conducteur A un second conducteur B, dont l’extrémité d’entrée soit reliée au bout de sortie du premier, et si le nombre de tours est le même, soit 1000, la différence de potentiel entre deux points en A et B sera de 5o volts, et l’énergie que pourra emmaganiser la bobine grâce à sa capacité, augmentant comme le carré de la différence de potentiel, sera 25oooo fois plus grande.
- Sur ce principe, une bobine peut être enroulée en totalité ou partiellement, non seulement comme nous venons de le dire, mais encore de plusieurs manières analogues, toujours dans le but de créer entre deux spires une différence de potentiel convenable pour l’effet de capacité que l’on désire obtenir. La capacité ainsi obtenue présente encore cet avantage d’être uniformément distribuée le long du conducteur tout comme la self-induction.
- A. II.
- La station centrale de Kingston (').
- Cette station centrale est un exemple des installations qu’utilisent les villes d’importance moyenne en Angleterre. Pour le moment, elle n’est établie que pour alimenter 5ooo lampes à
- incandescence de 35 watts et 35 lampes à arc de 5oo watts. Toutefois, on a prévu les dispositions nécessaires pour son extension future.
- La salle des machines comporte sept dynamos à vapeur développant au total 3oo chevaux. Elles se composent de trois machines : deux de “5 chevaux et une de 40, pour l’éclairage à incandescence, composées d’une machine à vapeur coumpound Belliss actionnant des alternateurs Siemens.
- Pour l’excitation de ces alternateurs, il y a deux dynamos à courant continu de 160 ampères et io5 volts, à55o tours par minute.
- Enfin, l’éclairage à arc. est assuré par deux machines de 3o chevaux actionnant des dynamos à courant continu fonctionnant sous 950 volts.
- Les alternateurs à vapeur de la maison Siemens (fig. 1 et 2) donnent, à 462 tours par minute, un courant de 24 ampères sous une différence de potentiel de 2100 volts, à une fréquence de 77 par seconde. L’induit, formé de bobines plates sans noyau de fer, tourne entre deux couronnes de pôles inducteurs, créant des champs très intenses peu affectés par la réac-
- (') D’après Engineering.
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- tion de l’induit. La résistance d'isolement de l’armature est de 3 mégohms après six heures de marche de la machine.
- La figure 3 représente une des excitatrices avec son moteur à vapeur. C’est une dynamo
- shunt Siemens. Les machines à vapeur, de la maison Belliss and C°, de Birmingham, sont du type compound, à graissage automatique, avec cylindres à basse et à haute pression placés côte à côte et agissant sur des manivelles en.op-
- Fig\ 3. — Dynamo à vapeur Siemens et Belliss et G".
- position. Les organes de ces machines sont complètement enfermés, mais une grande porte facile à ouvrir donne accès à l’intérieur pour l’inspection des paliers, etc. En cas de réparation, tout un côté de cette boîte extérieure peut être enlevé.
- L’admission de vapeur se fait pour les deux cylindres par un même tiroir, ou plutôt par deux tiroirs logés dans la même boîte, et actionnés par la même bielle et le même excentrique. Un autre côté intéressant de ces machines est le système de graissage, permettant d’atteindre la vitesse normale assez élevée (55o tours par minute) sans inconvénient. L’huile est amenée aux paliers sous pression par un système continu de
- canaux disposés dans les portées; les résultats obtenus à l’aide de ce procédé sont excellents.
- A. H.
- Interrupteur automatique.
- La figure 1 représente un interrupteur automatique décrit il y a quelque temps par M. Félix Leconte; il a pour but de rompre un circuit d’éclairage, par exemple, à une heure prédéterminée.
- Il consiste en un vase cylindrique contenant du mercure et dont le fond est fermé par une plaque de fer maintenue par deux ressorts r et r\ dont on peut régler la tension à l’aide des vis v et v' ; cette plaque de fer garnie de cuir ferme le
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- cylindre hermétiquement et empêche le mercure de se déverser.
- Le courant des lampes arrive au mercure par la tige a et s’en éloigne par le fil d soudé au cylindre. Au-dessous de la pièce de fer est un électro-aimant dont l’enroulement est compris dans un circuit contenant une pile et un contact c mobile sur le cadran d’une horloge. On met ce contact sur l'heure à laquelle les lampes doivent être éteintes; l’aiguille étant arrivée à ce point, ferme le circuit local, l’électro attire la plaque de fer, le mercure s’écoule dans un réci-
- pient, et le circuit est rompu sans qu’il ait pu se former d’arc.
- Le courant ne peut être rétabli que si l’on verse le mercure dans le cylindre, ce qui exclut toute fermeture accidentelle du circuit.
- A. H.
- Pile sèche à l’iode.
- M. Northrup a présenté au Franklin Institute une pile sèche qui a été employée pendant plusieurs mois au laboratoire de la maison Queen et G0, à Philadelphie.
- Dans la figure 1, A est une électrode de charbon plongeant dans un' dépolarisant G; B est l’électrode de zinc; G une pâte composée de chlorure d’aluminium, d’oxyde de zinc, de bioxyde de manganèse et d’eau.
- Le fil fin de platine D sert de prise de courant à l’électrode de charbon. Un bouchon E scellé dans le vase à l’aide d’une couche de plâtre F assure une fermeture hermétique. Cette pile n’a que 5 centimètres de hauteur et 1,2 cm. de diamètre.
- Lorsque le dépolarisant est formé d’iodure de soufre (S2 F), la force électromotrice est de 1,35 volt; avec un mélange d’oxyde de mercure et
- d’iode elle est de 1,65 volt, mais descend bientôt à environ 1,4 volt.
- Au début la résistance intérieure est de 25 à 3o ohms, mais elle diminue pendant le fonctionnement. Il se forme un peu d’iodure de zinc qui rend l’iode du dépolarisant légèrement soluble.
- Fig. 1. — Pile sèche à l’iode.
- Gette partie soluble est absorbée par le charbon poreux, ce qui dépolarise complètement l’électrode.
- Ges piles s’épuisent très lentement. .
- REVUE DES TRAVAUX
- RÉCENTS EN ÉLECTRICITÉ
- La densité de courant critique pour le dépôt électrolytique du cuivre et la vitesse absolue de migration des ions cuivre, par Samuel Sheldon et G.-M. Downing (*).
- On sait que dans la précipitation du cuivre par le courant, une trop grande densité de courant donne un dépôt brun dans les solutions concentrées et noir mat dans les solutions diluées. On admet souvent que ce dépôt est formé de cuivre très divisé. Magnus prétendait qu’il est constitué par un hydrure de cuivre (2). Il admettait qu’au-dessus d’une certaine densité de courant critique, l’eau de la solution ou l’acide sulfurique prend part à la conduction près de la cathode. Il chercha à mesurer cette densité de
- (l) Electrical Review, de Londres. (!) Pogg. Ann., 112, p. 23, 185y.
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- LA LUMIÈRE ELECTRIQUE
- courant en faisant varier le courant passant dans un voltamètre à Gu S O'1 et en notant l’intensité au moment où des bulles d’hydrogène apparaissaient sur la cathode. Ses résultats ne furent pas très concordants.
- C.-L. Weber (x) expliqua la formation de l’hy-drure de cuivre comme suit : A mesure que le courant augmente d’intensité, la rapidité de formation du dépôt augmente également, de même que l’appauvrissement de la solution avoisinant la cathode. Les ions cuivre ayant une vitesse absolue définie, la rapidité de formation du dépôt est limitée. Si l’intensité de courant est telle qu’elle exige une décomposition plus active, les ions S O'1 en se séparant du cuivre s’unissent à l’eau pour former H2 S O4 qui prend part à la conduction en déposant de l’hydrogène sur le cuivre.
- Weber chercha à déterminer la vitesse absolue de migration des ions cuivre. A cet effet, il fit passer le courant dans un tube fermé par des électrodes de cuivre et contenant une solution de sulfate de cuivre. Il mesurait la différence de potentiel entre les électrodes à l’aide d’un galvanomètre à grande résistance. Lun-tensité du courant était augmentée par intervalles de i5 secondes; on en notait la valeur au moment où la différence de potentiel commençait à augmenter rapidement grâce à la polarisation par l’hydrogène. 11 n’est pas nécessaire de revenir ici sur sa méthode de calcul des vitesses ioniques, car elle est analogue à celle que nous exposerons plus loin. Les résultats de Weber ne sont pas très satisfaisants, une erreur possible de io o/o ayant pu se produire.
- Les recherches de MM. Sheldon et Downing s’occupent des causes qui affectent la densité de courant critique pour des solutions de sulfate de cuivre, et ont trait à la détermination des vitesses absolues de migration des ions cuivre dans des solutions de degrés variables de concentration.
- Appareil. — Le courant était emprunté au réseau de distribution à 115 volts, son intensité était réglée à l’aide de séries de lampes; on la mesurait au moyen d’un ampèremètre Weston indiquant de o à 5 ampères. Les différences de potentiel étaient mesurées à l’aide d’un voltmètre Weston dont les indications vont de o à i5o volts; mais en mettant la bobine de résistance
- de cet appareil en court circuit et en là remplaçant par une résistance de 314 ohms, l’aiguile parcourait toute l’échelle de i5b divisions pour une différence de potentiel de 3 volts.
- L’électrolyte se trouve dans un vase en verre de la forme indiquée par la figure 1. L’anode est constituée par un cylindre creux de cuivre de 4 centimètres de diamètre intérieur. La cathode est une tige de laiton cuivrée, de 0,648 cm. de diamètre, fixée dans un couvercle en bois s’adaptant exactement sur le vase en verre.
- Méthode. — La solution à étudier est placée dans le vase et on y fait passer un courant d’intensité un peu inférieure à la valeur critique. On obtient ainsi le dépôt de cuivre normal. Puis
- Fig- 1
- on ouvre le robinet fermant le fond du vase. La solution s’écoule et la surface de cathode exposée diminue. La résistance de l’électrolyte étant très faible par rapport à celle du reste du circuit l’intensité de courant ne change presque pas, mais la densité de courant va en augmentant ; au moment où elle atteint la valeur critique, le dépôt commence à brunir, et lorsqu’on enlève la cathode, on voit nettement la ligne de démarcation, ce qui permet de mesurer exactement la surface qu’occupe le dépôt brun. La ligne de séparation est assez nette pour qu’il soit possible de mesurer la hauteur du dépôt à o,3 mm. près. L’intensité du courant était d’ailleurs réglée de façon que cette hauteur fût d’environ ia5 milli* mètres.
- Influence de la vitesse d’écoulement. — La production du dépôt de couleur foncée étant liée à
- (*) Zeitschrift J. Phys, und Chemie, 4, p. 182, 1889.
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- 4 ->7
- la variation de densité de la solution avoisinant la cathode, l’écoulement doit être réglé de façon que cette partie de la solution ne soit pas agitée. A cet égard, la forme de l’appareil employé a été trouvée très heureusement choisie. C’est ce que montrent les expériences suivantes.
- On prépara une grande quantité de solution de Cu S O1, et on en fit passer successivement des portions à des vitesses d’écoulement différentes. Les intensités de courant (en ampères) divisées par les surfaces correspondantes (en centimètres carrés) occupées par le dépôt noir, c’est-à-dire les densités de courant critiques D, sont indiquées dans le tableau I ci-dessous. Les valeurs de D, obtenues à des températures très peu différentes, sont ramenées à la même température moyenne de 28° C.
- TABLEAU I
- Temps en secondes D ampères par cm3
- 23 0,0880
- 34 o,o58i
- 60 0,0455
- 90 0,0405
- 136 o,o375
- i83 o,o36r 0,0342
- 3oo
- 629 o,o334
- 900 o,o33o
- 1200 0,0332
- Ce tableau montre que lorsque la durée d’écoulement de l’électrolyte dépasse 8 à 9 minutes, les valeurs de D ne varient plus; elles sont les mêmes que pour la solution au repos.
- Influence de la température. — Comme on peut le prévoir, la température a une grande influence sur la valeur de la densité critique. La théorie indique que le coefficient de température doit être le même que pour la conductibilité spécifique des solutions. Les valeurs de Kohlrausch (’) relatives à la conductibilité à 180 sont comprises entre 0,021 et 0,024 ; c’est-à-dire que la conductibilité à iS° augmente par degré de 2,1 à 2,4 0/0, selon la concentration.
- Les auteurs n’ont pas obtenu de coefficients aussi faibles; leurs valeurs sont comprises entre o,o3i et o,o38. Leur procédé consistait à verser la solution chaude dans le vase et à lire la température au moment où le dépôt noir commen-
- çait à se former. Les valeurs obtenues semblent donc devoir être assez précises.
- Influence de la concentration. — La densité de courant augmente avec la concentration. Les auteurs ont étudié des solutions contenant 2, 1, o,5 et 0,1 équivalent par litre. (Une solution à un équivalent de Cu S O* 1 contient 3i ,55 gr. de cuivre par litre).
- Pendant les expériences préliminaires les solutions les plus concentrées se sont un peu appauvries. Les anions libérés par le courant n’ont pas tous pu s’unir à l’anode. On a donc déterminé le poids spécifique des solutions à la fin des expériences. A l’aide de tables (’) et de la valeur donnée par Kohlrausch (2) pour le poids spécifique d’une solution normale (1,0775 à i8°,2), on a pu déterminer les degrés déconcentration.
- Les résultats sont indiqués dans le tableau II, où m désigne le titre de la solution en équivalents par litre, et D la densité de courant en ampères par centimètre carré à 190 C.
- TABLEAU II
- m D ampère pur cru2 D m
- 1,89 0,ioo5 o,o532
- 1 o,o328 0,0623
- 0,5 0,0257 0,0514
- 0,1 0,00542 0,0542
- Si la méthode d’observation était susceptible d’une plus grande précision, on trouverait certainement que les valeurs de — croissent avec la
- m
- dilution de la même manière que la conductibilité spécifique moléculaire (3).
- Pour les besoins de la pratique il peut être utile de posséder une formule approximative pour déterminer la densité de courant critique, le poids spécifique de la solution étant connu. L’excès du poids spécifique des solutions à 180 C au-dessus de 0,9987 (densité de l’eau à 180) est à peu de chose près proportionnel au titre de la solution (teneur en sel 0/0). Si nous représentons donc le poids spécifique de la solution par
- (') Landholdt et Bœrnstein, Tables, p. >47.
- ('-) IVied. Ann-, t. XXVI, p. 174, i885.
- I ' (•’) F. Kohlrauschi toc. cit., p. 19G.
- (') Wied, Aiun G, p. 1 et 14s, 1879.
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- d, la densité de courant critique en ampères par centimètre carré de surface de la cathode sera
- Dis — (et — 0,9987) 0,65.
- G’est la valeur limite du courant lorsque la solution est en repos. L’agitation à la surface de la cathode permet d’augmenter considérablement cette valeur.
- Vitesse des ions cuivre. — Si l’on admet que la cause de la formation d’hydrure de cuivre réside dans ce fait que les ions cuivre ne peuvent se déplacer assez vite pour entretenir le dépôt normal exigé par la loi de Faraday, on peut déterminer la vitesse de migration de la manière suivante.
- Supposons qu’un courant de I ampères soit ,e courant critique pour un dépôt effectué sur q centimètres carrés de cathode dans une solution à m équivalents par litre. Considérons une couche de solution d’épaisseur radiale drx entourant la cathode. Cette couche contient 31,55 mqdrx milligrammes de cuivre. Le courant exige que dans le temps élémentaire dt, il se dépose une quantité de cuivre égale à 0,3281 I dt milligrammes.
- Si nous supposons que drt soit tel que
- 3i,55 mqdr, = 0,3281 I dt,
- en nous rappelant que la valeur de I est telle que les ions se transportent avec la vitesse voulue pour conserver au dépôt son caractère métallique, il est évident que tous les ions cuivre de la couche considérée se sont transportés sur la cathode dans le temps dt, avec une vitesse
- dn_ 0,3281!
- — dt ~ 3i,55 mq‘
- Si l’intensité du courant était au-dessous de sa valeur critique I, la vitesse serait moindre, de même que la chute de potentiel à travers d r1. Dans tous les cas, lorque le courant a une intensité inférieure à I la vitesse est directement proportionnelle à la chute de potentiel.
- La vitesse en mesure absolue doit être exprimée en centimètres par seconde, sous une différence de potentiel imprimée de 1 volt par centimètre mesuré le long d‘un filet de courant (’).
- (*) Rappelons que l’expression pour la vitesse de certains ions n’implique pas du tout que les ions individuels se déplacent avec cette vitesse, mais qu’il s’agit de la valeur moyenne de leurs vitesses.
- Représentons par d E la différence de potentiel en volts entre les surfaces concentriques limitant la couche d’épaisseur drx. La vitesse des ions cuivre est alors donnée en valeur absolue par
- __ V 0,3281 I dr, N
- ’ d E 31,55 m q d E ’ '2'
- dr,
- Considérons une des observations faites avec l’appareil décrit plus haut. Soit :
- E = différence de potentiel entre les électrodes, en volts; rx = rayon de la cathode ; r2 = rayon de l’anode ;
- R = résistance de la solution ; p = résistance spécifique de la solution; h = hauteur du liquide.
- Nous avons E = I R et
- dE = IdR
- (3)
- La résistance d’un cylindre creux élémentaire de rayon r est
- dR = -Pi*L.
- 2 it h r
- (4)
- En substituant dans (3), nous obtenons :
- _ j_p____
- d r 2 7t li r
- (5)
- Pour r — rx, il suffît d’ajouter l’indice; mais cette expression n’est pas sous une forme commode pour être introduite dans l’expression de V0, car elle contient la valeur de la résistance spécifique de la solution. La formule peut être modifiée de façon à éliminer p; mais il faut se rappeler qu’un manque d’homogénéité de la solution pendant l’observation, affectant p, diminue la valeur de la formule modifiée quant à son application aux observations. En appliquant la loi d’Ohm et en intégrant (4), nous obtenons :
- . E _ C ° P dr _ _p_ r,
- 1 Jr 2 n hr 2 7t h * r,’
- d’où
- 2 TC h
- Hg~
- 11
- (6)
- (7)
- En substituant dans (5), puis dans (2), il vient
- V. —
- 0,3281 I r, l g — ________ r,
- 31,55 m q E
- («.'
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- 43g
- Dans les expériences, i\ = 0,324 cm. et r2 = 2 centimètres. La formule se réduit donc à
- V. = o,oo6i36—.
- qm E
- Les résultats obtenus sont consignés dans le tableau III :
- TABLEAU III.
- I <7 E V0
- m ampères cm2 volts cm. par seconde
- 1,89 2,59 23, 16 1,55 O,000204 O,000257
- 1 1,35 25,56 1,26
- o,5 0,7.32 28,32 22,73 1 ,o3 o,ooo3o8
- 0,1 0,128 0,775 0,000445
- Il est très probable que ces valeurs de V0sont trop grandes, à cause de l’augmentation de résistance spécifique de la solution près de la cathode, augmentation qui se produit après l’établissement du courant. Pour éliminer cette erreur autant que possible, les résistances auxiliaires du circuit ont été réglées dans chaque expérience, de façon que le courant eût une intensité un peu inférieure, au début, à celle du courant critique.
- Les valeurs données par Weber sont inférieures à celles obtenues par les auteurs; mais sa méthode est également affectée par les variations de la résistance spécifique et présente donc les mêmes causes d’erreur que celle que nous venons de décrire.
- A. I-I.
- Détermination des valeurs instantanées d’une force éleetromotrice périodique, par F.-H. Loring (').
- M. Mershon a indiqué la méthode suivante pour déterminer la forme d’une force électromotrice périodique.
- Dans la figure 1, A et B sont les bornes de la source de force électromotrice périodique. C représente le commutateur tournant ordinaire fixé sur l’arbre de l’alternateur. T est un téléphone shunté par un condensateur k. Un circuit auxiliaire comprend en D une dynamo ou une batterie d'accumulateurs et une résistance variable R. Sur cette résistance on peut prendre à l’aide des contacts p et q une différence de
- potentiel quelconque, indiquée par le voltmètre V.
- Pour déterminer un point de la courbe, on déplace un des contacts p ou q jusqu’à ce que l’on n’entende plus de vibration dans le téléphone. On fait la contre-épreuve en dépassant la limite et en y revenant jusqu’à obtenir à nouveau le silence du téléphone. Les deux positions ainsi déterminées du contact sont ordinairement très rapprochées l’une de l’autre. Comme valeur probable on prend la moyenne. La force électromotrice instantanée étant alors équilibrée par la différence de potentiel, la lecture sur le voltmètre indique la valeur cherchée.
- Avec un récepteur Bell ordinaire il est facile d’apprécier une différence de moins d’un centi-volt. La sensibilité du téléphone paraît même
- Fig. 1
- trop grande lorsque la marche de l’alternateur n’est pas absolument uniforme ; dans ce cas, M. Loring modifie la méthode en ce sens qu’il remplace l’épreuve au téléphone par une épreuve au tact. Il emploie deux vases à eau acidulée dans lesquels il trempe deux doigts de la même main; il paraît que, les courants étant intermittents, l’effet produit sur les nerfs est assez fort pour qu’il soit possible de déceler des courants extrêmement peu intenses.
- L’auteur s’est servi de ce procédé expéditif, et a obtenu de bons résultats.
- Loi de l’aimantation du fer doux, par M. P. Joubin(').
- Les phénomènes d’aimantation du fer n’ont pu encore être représentés que par des expressions empiriques et approximatives; c’est ainsi, par exemple, que la formule bien connue et
- (') Electrical Review, de New-York, 24 janvier 1894.
- (') Comptes rendus, t. CXYTII, p. 67.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
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- souvent employée de Frœlich n’indique pas que la susceptibilité magnétique passe par un maximum, circonstance cependant fort importante.
- i° Soient I l’intensité d’aimantation, II le champ, K la susceptibilité, définie par la relation I = KH. Pour trouver une autre relation liant ces trois grandeurs, il suffit, à l’exemple de Rowland, de tracer une courbe en prenant pour coordonnées non pas I et H, mais bien I (ordonnée) et K (ou 4 n K) (abscisses). A chaque valeur de K correspondent deux valeursde I et le milieu de chaque corde se trouve sur une droite très peu inclinée sur l’axe des abscisses et dont le coefficient angulaire est négatif. Cette courbe est exactement une parabole (sauf au voisinage de l’axe des ordonnées), comme l’a reconnu Rowland, qui cependant la représente par une fonction sinusoïdale. C’est ainsi que l’équation
- I = 66o — 0,073. 4 7r Iv ± 14,53 y^2336 — 4 u K
- représente exactement l’état magnétique d’un fer étudié par Bosanquet, comme le montre le tableau suivant. Cet exemple est pris au hasard parmi beaucoup d’autres :
- 1
- II. 47r.lv calculé. observé.
- 0,2.. . . . 629 12 IO
- 0,5 ... 753 25 3o
- I ... 1448 115 115
- 0. . ... 2281 37.5 363
- 5 ••• 1979 779 788
- 10 ... . 13o 1 1028 io35
- 20 744.5 n83 1183
- 5o ... 323,3 1287 1286
- 00 170,5 1 322 i356
- 20 L’aspect général de ces courbes rappelle, d’une façon frappante, les courbes qui donnent les densités des fluides saturés en fonction de la température (MM. Cailletet et Mathias). A chaque valeur de la susceptibilité (qui remplace la température) correspondent deux valeurs de l’i ntensité d’aimantation (ou densité superficielle) qui se rapprochent lorsqu’on fait croître K, et se confondent au point critique. L’intensité maxi-ma I„t est à peu près égale à trois fois l’intensité critique It.; en effet, dans l’exemple précédent, Ic — 478 et 1;„ — 1400, dont le tiers est 467. Or, cette propriété des fluides ordinaires peut se déduire de l’équation de Van der Waals; on est ainsi conduit à se demander si l’on peut
- rapprocher les propriétés magnétiques de celles que possèdent les fluides.
- 3° A l’exemple de Faraday, considérons le champ comme occupé par des tubes de force dont la section c en chaque point soit en raison inverse du champ, e H = 1. Autrement dit, au lieu de représenter l’intensité du champ par le nombre de lignes de force par unité de surface, définissons-le par la section du tube unité. Le coefficient K peut s’écrire le; c’est la quantitéde magnétisme contenue dans la section du tube unité, de même que la température est la quantité de chaleur contenue dans l’unité de volume d’un gaz.
- Il existe entre la densité superficielle I et la susceptibilité K la môme relation qu'entre la densité cubique d et la température T d'un fluide, relation exprimée par la formule de Van der Waals.
- Soit, en effet, un fluide obéissant à cette loi
- — RT _ S_
- P ~~ V — a V* '
- S’il est gazeux et très éloigné de son point de saturation, il suit sensiblement la loi de Ma-riotte, et l’on peut écrire juv = RT, d’où l’on déduit la loi approchée de sa dilatation
- Ladilalation de l’unité de volume est proportionnelle à la température absolue. Cette expression nous conduit à la loi de Frœlich.
- Supposons, en effet, qu’on puisse appliquer aux phénomènes magnétiques la même équation, où nous remplacerons a par y-, T par K
- et v par nous aurons
- En admettant, conformément à la démonstration bien connue, que la pression exercée contre le milieu extérieur sur la surface a soit proportionnelle à Fc, c’est-à-dire à Kl, on reconnaît qu’écrire la relation p = RKI, c’est exprimer une loi analogue à la loi de Mariotte. On en déduit
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- 441
- JOURNAL UNIVERSEL D'ÉLECTRICITÉ
- C’est la formule de Frœlich.
- Or cette formule convient fort bien aux corps faiblement magnétiques; on en conclura que, dans ce cas, la pression p est correctement évaluée; au contraire, elle ne convient pas aux corps fortement magnétiques, pour lesquels la valeur de la pression p est donnée par le second membre de la formule de Van der Waals. D’après les propriétés connues de cette équation, la pression correspondant aux deux valeurs de I, se rapportant à une même susceptibilité K, est la même.
- 4° Pour un fluide, à mesure que la température T décroît, la densité de la vapeur saturée décroît en même temps que sa tension : à la température où la densité devient nulle, la tension est nulle aussi. Le second membre de l'équation de Van der Waals s’annule donc, et l’on en déduit la valeur de la densité du liquide sous la pression nulle de sa vapeur saturée.
- Appliquons le même procédé à l’exemple cité plus haut.
- La parabole coupe l’axe des abcisses au point 471K = 516 ; la valeur correspondante de I donnée par l’équation de Van der Waals est 1 = 1260. La mesure directe sur la parabole donne i25o. C’est une coïncidence presque absolue.
- 5° A partir de ce point, l’équation de Van der Waals ne peut plus représenter le phénomène, car le fluide ne peut plus exister à l’état liquide; il y a changement d’état, et la courbe représentative change brusquement. Or il en est de même pour le magnétisme; c’est à partir de ce point que la courbe n’est plus parabolique. Il y a un changement d’état correspondant au passage de l’état liquide à l’état solide.
- En résumé, les phénomènes d’aimantation du fer seraient analogues à ceux que présente un fluide saturé et pourraient être calculés par les mêmes formules; je me propose de vérifier si l’on peut trouver expérimentalement une équation réduite indépendante du corps aimanté.
- Les corps faiblement magnétiques seraient soumis à des lois analogues à celles des fluides éloignés de leur point de saturation.
- VARIÉTÉS
- LA THÉORIE DES UNITÉS (* *)
- Il y a un siècle à peine, les unités semblaient encore naître et se développer peu ou prou, au hasard, en vraies filles abandonnées, du caprice et de la vanité. Leur étude constituait tout au plus un art et la science n’en prenait aucun souci.
- Aujourd’hui les lois les plus fondamentales de la philosophie naturelle président au choix des unités; il n’est pas de nom de savant si illustre qu’on ne leur donne en partage et la métrologie semble devenir la pierre de touche des concepts physiques, de leur valeur, de leur étendue et de leur compatibilité.
- Depuis la création par Gauss, en 1833, et par Wilhelm Weber, en 1851, des premiers systèmes absolus d'unités (2), depuis que Fourrier a introduit en calorimétrie la notion de dimension (3), et que Maxwell en a vulgarisé l’usage en physique ('), des travaux aussi nombreux qu’importants n’ont pas cessé de paraître sur les unités dérivées, leurs équations de dimension et les conséquences qui en découlent (5).
- Peut-être essayerons-nous un jour de résumer ces études.
- Aujourd’hui nous voulons nous borner à passer en revue les grandeurs qu’on a adoptées ou proposé d’adopter comme unités fondamentales.
- I
- Sans conteste, la première place dans cette étude revient à l’unité de longueur, dont l’importance est toute exceptionnelle : c’est à des mesures de longueur que se ramènent finale-
- (!) Adresse inaugurale de président de l’Institut Mon-téfiore.
- (2) Gauss, Werke, t. V, p. 63o et suivantes. — Weber, L’eber die Principien versehiedener absoluler Maassys-teme der Elehlrodynamih. — Weber. Poggend. Anna-len, t. LXXXII, p. 337.
- (•’) Fourrier, Théorie analytique de la chaleur, Paris, 1822, 160.
- (*) Maxwell, Traité d’électricité et de magnétisme, pas-sim.
- (') On trouve des bibliographies du sujet dans Guillaume, L’ni lés et étalons; Pionchon. Introduction à l’étude des systèmes de mesures; Abraham, « Sur la théorie des dimensions », Journal de physique, décembre 1893,
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- ment toutes les autres mesures, si on en excepte celles, parfois, d’intensité du son ou de la lumière : mais celles-ci méritent à peine d’être prises en considératton ; elles ne constituent guère que des estimations grossières.
- Pendant longtemps l’unité de longueur, comme d’ailleurs tous les autres étalons, a été choisie arbitrairement et différemment dans chaque contrée, chaque province, chaque ville ou même chaque bourgade. Ce choix ne semblait soumis qu’aux exigences des vanités locales, des intérêts particuliers et de l’utilité pratique la plus immédiate. On se bornait à réclamer d’une unité qu’elle permît une comparaison facile et aussi exacte que possible avec les grandeurs qu’elle servait à mesurer.
- Bientôt cependant le développement des transactions commerciales et ies progrès des recherches scientifiques firent sentir l’impérieux besoin d’assurer l’uniformité et l’invariabilité des étalons les plus en usage. On fut ainsi tout naturellement conduit à les emprunter à des grandeurs ou à des phénomènes universels et invariables. De nombreuses tentatives dans ce sens ont été faites à toutes les époques et chez tous les peuples civilisés. La plus célèbre est la constitution du système métrique, votée par l’Assemblée constituante en 1790 et adoptée par la Convention nationale en 1799 (]).
- Une idée, bien simple à première vue, a dû se présenter à l’esprit des savants chargés de cette grande œuvre. C’est l’adoption d’une barre prototype, de proportion commode, convenablement subdivisée, construite avec le plus grand soin et précieusement mise à l’abri de toute cause de détérioration.
- On peut se demander, il est vrai, si une telle barre présenterait une longueur absolument immuable ou si, au contraire, sous les influences des variations de température, des tensions moléculaires et des réactions élastiques, elle ne subirait pas de légères déformations permanentes. Le contrôle minutieux des thermomètres de précision et du déplacement de leur zéro accuse des perturbations de cette espèce(2). En pareil cas on serait dépourvu de tout moyen de vérifica-
- (') Base du système métrique décimal, par MM. Méchain et Delambre (suite des mémoires de l’Institut), Paris 1806.
- (s) Guillaume, Eludes thermométriques, p. 1886. Id. Les idées modernes sui la thermométrie, Revue générale des sciences, i5 février 1891.
- tion. Peut-être la réunion d'une série d’étalons jumeaux, fabriqués avec des matières de nature très différente et tarés avec la plus grande exactitude, constituerait-elle un palliatif, sans cependant écarter la difficulté et même en en créant de nouvelles.
- Les fondateurs du système métrique ne s’arrêtèrent pas à cette solution élémentaire. Préoccupés avant tout de n’éveiller aucune susceptibilité nationale, soucieux d’écarter de leur œuvre les dangers qui, quoi qu’on fasse, menacent toute construction faite de main d’homme, entraînés peut-être par l’esprit et le style pompeux de l’époque ou par des intérêts scientifiques étrangers à la métrologie, ils voulurent asseoir leur monument sur une base autrement large et véritablement universelle. Ils décidèrent qu’à l’avenir, la terre elle-même servirait à ses habitants d’étalon prototype de longueur. La mesure du quart d’un méridien, celui passant par Dunkerque et Barcelone, fut entreprise. Celte grande œuvre, poursuivie à travers tant de périls et des difficultés inouïes, en utilisant toutes les ressources de la science, exigea dix années de labeur.
- La règle en platine, appelée mèlre, c’est-à-dire mesure par excellence, et qui devrait représenter à o° C la dix-millionnième partie du quart du méridien réduit au niveau des mers, fut déposée aux Archives le 4 Messidor an VII.
- Au fond, l’entreprise de la Convention était plus brillante que raisonnable.
- On rapporte que Méchain avait déjà découvert une erreur dans ses propres calculs. Il ne crut pas devoir la révéler, craignant sans doute, dit Monferrier, de compromettre le travail du méridien Q).
- De nos jours, en se basant sur la mesure des arcs Russo-Suédois, Anglo-Français, des Indes, du Pérou, du Cap et en y joignant un arc de parallèle relevé aux Indes, M. Clark estime à 10001877 mètres la distance du pôle à l’équateur. D’autre part, M. Faye, en négligeant l’arc de parallèle des Indes, mais en tenant compte pour ses calculs des arcs de méridien de la Prusse, du Danemark et de Hanovre, aboutit à 10002008 mètres (2).
- Ces chiffres prouvent que le mètre des archi-
- (') Monferrier, Dictionnaire des sciences mathématiques. t. II, p. 229.
- (!) Annuaire du bureau des longitudes, 1893, p. 177.
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- ves est trop court de 0,2 de millimètre environ, ce qui constitue une erreur relative de deux dix-millièmes, et ils établissent en même temps que la longueur du quart du méridien ne nous est guère connue qu’avec une approximation d’un cent millième. Pour mieux préciser la portée de ces nombres, notons que d’après les déterminations métrologiques modernes il est possible d’atteindre dans la mesure des longueurs une précision de l’ordre du 1/10 de micromètre (*) et ajoutons que l’industrie elle-même commence à utiliser des jauges calibrées au 1/1000 de millimètre (2).
- Gomme on le voit, l’écart entre le mètre des archives et le quart de la dix-millionième partie d’un méridien, c’est-à-dire entre l’étalon prototype et l’étalon fondamental de longueur restait bien en arrière du seuil des distances perceptibles par nos moyens actuels d’observation.
- Il a donc fallu porter remède à cet état de choses. Deux solutions étaient en présence. L’une, changer le mètre prototype pour en accroître la longueur des 0,2 de millimètre environ qui lui manquent : c’était se condamner à répéter cette opération périodiquement, jeter le trouble à intervalle de temps fixe dans tous les travaux scientifiques et perdre ainsi tout le bénéfice de l’unification; l’autre, abandonner la définition théorique du mètre et élever la règle des archives au rang d’étalon fondamental : c’était renoncer aux prétentions du siècle dernier et en revenir au choix plus modeste d’une longueur arbitraire, agréée de commun accord.
- Ce second parti a été unanimement adopté par la Commission internationale du mètre, réunie à Paris en 1870 (3).
- La Commission décida de reproduire le mètre des Archives aussi fidèlement que possible, en substituant toutefois à la règle à bouts une règle à traits.
- Cette nouvelle règle est en forme d’X; elle a été calculée par M. Trescatde façon à présenter son tracé sur le plan des fibres neutres, à offrir
- (') Benoît, Rapport présenté par la Commission internationale des poids et mesures, 1889.
- (-) Instruments vérificateurs de haute précision mesurant au 1/100 et 1/1000 de millimètre toutes les dimensions intérieures et extérieures depuis o m. jusqu’à 2 m. Barriquant et fils, Paris 1889.
- (•’) Faye, Cours d’astronomie de l’école polytechnique, B. 1881, tome I, page 3i3.
- une grande rigidité sous une faible masse et à posséder une section d’épaisseur partout uniforme. Pour sa confection, sur les indications de M. H. Sainte-Claire Deville, on a fait usage de platine iridié à 10 0/0: cet alliage jouit d’une grande dureté, d’une inaltérabilité absolue et son point de fusion est fort élevé. Ce nouvel étalon prototype du système métrique international a été légalisé le 26 septembre 1880. Il est déposé au Bureau international des Poids et Mesures et il reste la propriété commune des vingt-un Etats signataires de la convention du mètre, qui en ont une ou plusieurs copies (*).
- Le choix d’une pareille barre comme étalon, nous l’avons déjà dit, n’est qu’un pis-aller, et rien n’assure qu’il constitue une unité de longueur complètement immuable. Mais à cet égard, les garanties offertes par le système du méridien n’étaient guère plus solides : nous aurons bientôt l’occasion de revenir sur ce point.
- Une autre solution, avait été préconisée en 1790 (2), et présentée à l’Assemblée constituante par M. de Talleyrand et sanctionnée par le Roi. Il s’agissait de prendre comme unité de longueur la hauteur du pendule simple qui, sous la latitude de 45°, bat les secondes. Ce projet fut ajourné par suite du mauvais vouloir de l’Angleterre, qui avait été invitée à collaborer à sa réalisation. Il fut ensuite complètement abandonné et sacrifié au système du méridien (3).
- Nous verrons bientôt, en parlant de l’unité de temps, qu’il n’y a pas lieu de beaucoup regretter cet abandon.
- Maxwell, dans son célèbre Traité d’électricité et de magnétisme, a, lui aussi, appelé l’attention sur une voie que son génie devinait devoir se montrer praticable et féconde, bien qu’elle fût alors à peine tracée. Nous faisons allusion à la détermination de la longueur d’onde qui, dans le vide et à la pression normale, correspond à telle ou telle raie du spectre bien déterminée('). Une pareille longueur est, selon toutes les probabilités, une des quantités les plus fixes de la nature. Cependant, ici encore, des réserves s’imposent : on ignore si l’éther reste identique à
- (') Guillaume. Unités et étalons, p. 60.
- (2) La mesure du mètre, par W. de Formelle, P. 1886, p. 14.
- (3) Base du système métrique, I, p. 14.
- (4) Maxwell, loc. cit., traduction française, I, p. 3. Mi-chelson, Revue générale des sciehces, 3o juin 1893.
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- lui-même dans le temps et dans l’espace (x); si, dans le spectre, à des raies irréductibles jusqu’aujourd’hui correspondent des corps simples et même si l’existence de pareils corps est réelle (2). Peut-être nos corps prétendument simples ne sont-ils que des états transitoires d’une substance en évolution permanente. M. Crookes semble avoir donné, en faveur de cette hypothèse, des arguments d'un certain poids.
- La réalisation de l’idée de Maxwell n’en était pas moins d’un intérêt capital. Les théories de l’optique devaient en retirer des matériaux précieux et la métrologie un étalon susceptible, sans doute, d’être mesuré avec plus de précision et moins de peine que ne peut l’être un méridien.
- Longtemps la solution de ce problème a été considérée comme inabordable par suite du défaut d'appropriation des instruments et de la complexité réelle des radiations qui paraissaient simples et homogènes.
- C’est à M. Alb. Michelson que la science est redevable d’avoir triomphé de ces obstacles (s).
- L’ingénieux professeur de l’Université de Chicago, en se servant d'un réfractomètre inter, férentielde son invention, a pu découvrir que la raie rouge de l’hydrogène est double, qu’il en est de même de chacune des deux raies jaunes du sodium, que la raie verte du thallium est quadruple, que celle du mercure est composée de 5 ou 6 raies élémentaires, et ainsi de la plupart des autres.
- Le cadmium cependant donne trois raies très pures, l’une rouge, une autre verte et la dernière bleue, qui, avec une différence de marche de io centimètres, laissent apercevoir des franges d’interférence encore très nettes. C’est grâce à cette circonstance que M. Michelson a pu déterminer, avec une extrême précision, la longueur d’onde de ces radiations.
- Il commence par comparer une série de dix barettes, terminées par de petits miroirs plans et dont la première a i mètre de longueur; la seconde, io centimètres; la troisième, 5 centi-
- (') Brillouin, Conférences scientifiques et allocutions de Sir \V. Thomson, I, 80.
- (*) Crookes, La genèse des éléments, P. 1887. Eléments et mèta-èlèments, 1888.
- (5) Michelson, toc* ciU
- mètres; la quatrième, 2,5 cm. et ainsi de suite jusque la dixième, qui ne compte plus que 0,39 millimètre. Il est entendu que toutes ces comparaisons se font à l’appareil interférentiel : le contact optique, qu'on serait tenté de dire absolu, des miroirs terminaux avec un plan fictif de repère, ce contact s’accuse par de larges bandes d’interférence.
- Ceci fait, il reste à compter les ondes qui recouvrent la longueur du plus petit étalon. M. Michelson en a observé pour la raie rouge du cadmium 1212, plus une fraction dont il parvient à tenir compte.
- Les deux séries d’observations exécutées par l’auteur, au Bureau international des Poids et Mesures, ne sont pas encore entièrement réduites; elles donnent les résultats provisoires suivants :
- r° série. im = 1553163.6 X de la raie rouge.
- 2° série. i,n = i553i64-6 X »
- Différence : 1 X.
- L’erreur à craindre ne dépassera pas, affirme-t-on, une longueur d’onde. Par conséquent l’erreur relative restera inférieure aux deux tiers d’un millionnième.
- M. Mascart, en présentant le travail du savant américain à la Société de physique, en a fait le plus grand éloge : l’ensemble de ces recherches, a-t-il dit, constitue un véritable monument scientifique (* *).
- II.
- La seconde unité fondamentale est l’unité de temps. On a choisi pour unité de l’espèce la durée du jour solaire moyen ou une.de ses subdivisions, la seconde sexagésimale par exemple(2) et on a cru en trouver un étalon naturel dans notre globe terrestre, considéré en tant qu’animé d’un mouvement uniforme de rotation (3).
- On l’a fait observer, la rotation de la terre constitue à proprement parler non pas un éta-
- (f) Bulletin bi-mensuel de la société .française de physique. — Résumé des communications faites dans la séance du 5 mai 1893.
- (2) Annuaire du Bureau des longitudes, Paris 1893, p. 635.
- (3) La substitution du temps solaire moyen au temps vrai ne remonte en France qu’à une ordonnance royale
- | de i8ao. (Faye, loci cil, II, 57),
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- Ion de temps, mais un étalon de vitesse angulaire; le temps n’est pas susceptible de fournir une forme concrète, car il est, dans l’univers physique, ce qu’il y a de plus fugitif et on ne saurait pas en fixer matériellement la moindre portion.
- L’observation est juste; mais la distinction nous paraît subtile. A ce compte là, il conviendrait aussi bien de dire que le mètre des Archives n’est pas un étalon de longueur, mais un étalon de volume ou de masse. Nous ne nous arrêterons donc pas à cette nuance et nous aborderons une difficulté de principe bien autrement grave.
- Le caractère primordial et essentiel d’un étalon est d'être constant, immuable, ou bien s’il varie, de varier suivant une loi précise et parfaitement connue.
- Nous aurions donc à rechercher si la durée du jour satisfait rigoureusement à ces exigences. Or, on prouve que cette recherche est inabordable pour la science, que la tenter est chose aussi oiseuse que de poursuivre la quadrature du cercle.
- Rankine, le premier pensons-nous, en a fait l’observation en 1867 (1). Sa thèse a été admise dès 1874 par Stanley Jevons (2) et elle a été reprise en 1885, dans son étude critique sur la mécanique, par M. Galinon (3), dont les travaux si profonds et si suggestifs sur la philosophie des sciences font aujourd’hui autorité. Ajoutons encore que M. Jules Tannery, l’éminent directeur de l’Ecole normale supérieure, en rendant compte dans le journal de Darboux dé l’Etude critique sur la mécanique, a donné aux idées de l’auteur le précieux appui de son approbation (4).
- Nous espérons que ces témoignages suffiront à écarter la répugnance naturellement soulevée, au prime abord, par une proposition étrange et qui heurte violemment les idées reçues. La démonstration en est d’ailleurs facile et nous paraît péremptoire.
- Pour constater l’uniformité d’un mouvement,
- (') Rankine, Philosophical Magazine, février 1867, P- 9i.
- (* *) St. Jevons, The principles of science, seconde édition. London, 1892, p. 307.
- (’) Calinon, Etude critique sur la mécanique, Nancy, 1885.
- (*) Bulletin des sciences mathématiques, décembre 1886.
- il est indispensable de pouvoir mesurer deux durées égales. Or, que devons-dous entendre par ces mots, deux durées égales? ce sont deux temps, remplis par des phénomènes identiques. Pour plus de clarté, nous nous bornerons à envisager des phénomènes d’ordre purement mécanique. Dans ce cas leur identité se réduit à celle de leurs conditions cinématiques et dynamiques, l’identité des vitesses, des accélérations, des forces, etc.
- Mais comment constater l’identité de ces conditions ? celle des vitesses et des accélérations tout d’abord ? Pour vérifier l’égalité de vitesse de deux mobiles, dont les déplacements n’ont pas lieu à la fois, il faut disposer de durées successives données en tant qu’égales. Mais c’est précisément l’existence de pareilles durées qui est en question et il s’agit d’en vérifier une première réalisation. Le cercle dans lequel on tourne est donc vicieux.
- Il en est des accélérations comme des vitesses et la constatation de l’égalité des forces, elle, butte contre une autre contradiction. Puisqu’il ne s’agit pas de forces simultanées, la statique dans l’occurence n’est d’aucune aide, et quant à la dynamique, son témoignage est déclaré caduc parce qu’elle découle tout entière du principe d’inertie et que celui-ci implique les notions de mouvement uniforme et par suite de temps égaux.
- Précisons encore cette argumentation par un exemple qui lui servira d’illustration. Supposons qu’on veuille prouver que le mouvement de la terre, par rapport au système des étoiles, est uniforme. Que fera-t-on ? On notera les trajectoires apparentes d’une étoile et de l’aiguille d’un chronomètre : mais, au cas où la rotation de la terre ne serait pas constante, le balancier du chronomètre ne pourrait plus être considéré comme animé d’un mouvement uniforme, puisque les conditions de son mouvement ne resteraient plus, comme le demande la définition, identiques à elles-mêmes.
- En résumé, il est complètement impossible de déterminer l’égalité de plusieurs mouvements et nous en sommes réduits à constituer comme égaux les temps qui correspondent simultanément à plusieurs séries de phénomènes déterminées par des conditions identiques en apparence.
- Passant outre à cette difficulté, revenons-en à
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- l’étalon de durée ou, si on préfère, de vitesse angulaire, la terre considérée comme un mobile en rotation autour d’un de ses axes.
- Pendant longtemps on a pensé qu’il ne serait jamais possible de constater la moindre inégalité dans le mouvement diurne de notre globe. Poisson croyait avoir démontré (Q que la concordance des calculs de Laplace avec la tradition d’une éclipse observée par les anciens habitants de la Ghaldée était incompatible avec l’hypothèse d’une variation, dans la durée du jour sidéral, fût-ce en 25oo ans, de un dix-mil-lionnième de sa valeur seulement. Cette prétention a été démentie par les progrès de l’astronomie. Aujourd’hui les savants sont d'accord pour admettre que la durée du jour subit un accroissement séculaire de 6 secondes environ (2). La mécanique permet d’ailleurs d’expliquer ce phénomène., qualitativement tout au moins. Deux causes principales agissent pour modifier la vitesse de rotation de la terre.
- La première est accélératrice : c’est la contraction provoquée par son refroidissement incessant et la dissipation de sa chaleur interne à travers les espaces célestes.
- La seconde cause, celle-ci retardatrice, est l’action des marées, qui jouent vis-à-vis de la terre le rôle d’un immense frein à lame. Cette théorie mise en avant par Kant, rejetée par Laplace et reprise en 1864 par M. Delaunay, a été l’objet de travaux et de discussions du plus haut intérêt de la part de MM. Bertrand, W. Thomson, Darwin, et d’autres savants.
- Sir William Thomson a signalé encore d’autres influences perturbatrices de la régularité des jours : la chute incessante des poussières météoriques et l’action des marées produite dans notre atmosphère par l’oscillation diurne de la température (3).
- En résumé, la terre ne peut pas être considérée comme un chronomètre immuable et nous devons ajouter que les ^perturbations qui affectent sa marche ne nous sont pas encore suffisamment connues pour qu’on puisse en fixer l’équation.
- (*) Cité d’après Stanley Jevon, loc. cit., p. 340.
- (!) Wolf. Les hypothèses cosmogoniques. Paris, 1886, p. 75 et suiv.
- (3) Sir W. Thomson. Accélérations thermodynamiques du mouvement de rotation de la terre. — Séances de la Société française de physique, année 1881, p. 200.
- Le mouvement de translation de la terre autour du soleil et aussi les mouvements des autres astres sont sujets à des irrégularités de la même espèce.
- Quant au pendule, comme instrument de grande précision, il est sans valeur aucune : le poids est sujet à la corrosion; le point de suspension ne peut pas être rendu absolument fixe; les frottements ne résistent pas complètement à l’usure; les huiles vieillissent; la pesanteur accuse des variations encore mal connues (1) : ce sont là autant de sources abondantes d’erreurs.
- MM. W. Thomson et Tait ont proposé de recourir à quelque propriété physique d’un corps présentant des caractères bien constants; par exemple à l’élasticité d’un ressort métallique. Cette pièce serait travaillée avec les plus grands soins et elle serait conservée précieusement, à l’abri de toute influence extérieure (2).
- Mais ces conditions de fabrication et de conservation sont purement idéales et il serait bien à craindre que, malgré tout, après un travail aussi énergique que celui requis pour la confection d’un ressort, le métal ne se trouvât dans un état d’équilibre moléculaire instable, dont il tendrait à s’éloigner indéfiniment.
- Maxwell signale comme étalon de durée d’un caractère plus universel la période de vibration de la lumière émise par un corps largement répandu dans la nature et dont le spectre renfermerait des lignes bien nettes (2).
- Cette idée est le complément naturel de celle que son auteur avait émise au sujet de l’étalon de longueur et qui, comme nous l’avons vu, vient d’être si heureusement réalisée par M. Mi-chelson.
- Nous aurons achevé ce que nous avions à dire de l’unité de temps quand nous aurons rappelé que M. Lippmann, partant du fait que la dimension d’une résistance spécifique, dans lé système électrostatique d’unités, est un temps, a montré que la îx union d’une résistance et d’une capacité électriques peuvent constituer un étalon de durée de grande précision (4).
- (A suivre.)
- E, Francken.
- (*) Lipmann. Sur une unité de temps absolue, Comptes -rendus, t. CiV, p. 1070.
- (-) The Eléments of Natural Philosophy, part. I, p. 119.
- (3) Maxwell, loc. cit. p. 3.
- (4) Lippmann, loc. cil
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- FAITS DIVERS
- La question de l’aviation est résolue ou bien près de L'être, si l'on en croit une publication que l’on n’est pas accoutumé à voir traiter de pareils problèmes. Sans vouloir examiner ici ce qu’il peut y avoir de vrai dans cette affirmation, l’électricité, dans ce cas particulier, n’entrant pour rien, nous croyons intéressant d’indiquer certains côtés dès à présent réellement pratiques des expériences que signalait la publication en question et auxquelles nous avons assisté. Il y a, en effet, dans ces expériences, la démonstration de la valeur pratique d’un mode de combustion nouveau, s’appliquant à des combustibles encore inédits au point de vue industriel et ne nécessitant que des foyers extrêmement restreints comme dimensions, et ces différents points peuvent intéresser, quoique indirectement, les distributions d’énergie électrique.
- L’aviation étant le but que se propose l’inventeur, M. Quentin, sa première préoccupation, car tout le problème réside dans ce point, a été de chercher une source d’énergie convenable, c’est-à-dire représentant, sous un faible poids, une accumulation considérable d’énergie. Il s’est adressé à cet effet aux combustibles liquides, pétrole et analogues, choix parfaitement justifié tant qu’on ne regarde pas au prix, puisque ces corps réalisent actuellement l’accumulateur d’énergie pratique le plus efficace. Alors, en effet, que le pétrole fournit en brûlant 12000 calories par kilogr., le charbon en fournit seulement 7000 environ, et si l'hydrogène permet d’arriver à l’énorme valeur de 34 5oo calories par kilogramme, par contre, sa légèreté extrême rend difficile une accumulation d’énergie un peu importante.
- C’est donc aux liquides de la famille du pétrole que s’est adressé M. Quentin, et ayant à choisir entre les deux modes auxquels on peut avoir recours pour utiliser l’énergie résultant de leur combustion, soit l’action directe de l’explosion d’un mélange détonant sur un piston, soit l’intermédiaire de la vapeur d’eau, il s’est arrêté à ce dernier parti, qui est déjà la solution à laquelle on a recours dans de nombreuses machines employées dans l’industrie, et en particulier était utilisée dans les générateurs de vapeur de l’exposition de Chicago.
- Seulement, dans ces derniers et ceux du même genre, la combustion est accompagnée d’une flamme blanche très éclairante, et M. Quentin attache beaucoup d’importance à la suppression de cette flamme blanche, parce que, dit-il, l’énergie emmagasinée dans le combustible se divise alors en deux parties, l’une qui se transforme en chaleur et qui est utilisée, l’autre qui se transforme en lumière, et qui est perdue : aussi en conclut-il qu’il faut supprimer le pouvoir éclairant et réaliser la combustion sous forme de flamme bleue, presque incolore. Il y a là sans doute une erreur d’interprétation : si l’on ne perdait dans un générateur que la quantitéd’énergie transformée
- en lumière, le mal ne serait vraiment pas bien grand * puisque cette quantité d’énergie ne dépasse pas. 2 à.3 pour 1000 dans les appareils d’éclairage présentant le meilleur rendement; du reste, pour peu que le principe de la conservation de l’énergie soit applicable aux radiations lumineuses, il est permis de se demander ce que deviendrait cette énergie lumineuse si réellement elle,était perdue.
- En réalité, les avantages de la combustion à flamme bleue sont incontestables, mais ils proviennent de la température de combustion beaucoup plus intense, de la combustion exacte sans fumée et sans tous les inconvénients qui résultent de celle-ci, au point de vue du rendement aussi bien qu’à celui des désagréments, enfin et surtout de la possibilité d’obtenir dans ces conditions une consommation de combustible beaucoup plus rapide et par conséquent d’augmenter énormément la puissance du foyer eu égard à ses dimensions.
- Quoi qu’il en soit, M. Quentin réalise dans ses appareils une combustion absolument parfaite au moyen d’un dispositif analogue à celui des becs Bunsen.
- Le pétrole employé, porté à l’ébullition au moyen d’une faible fraction de la chaleur dégagée sort en vapeur par une série de trous très étroits, surmontés chacun d’une cheminée de quelques centimètres, entraîne par aspiration une proportion considérable d’air et vient s’enflammer à la sortie de chaque bec en formant un jet de flamme bleuâtre de 3 à 4 centimètres de diamètre et de 3o à 40 centimètres de longueur. La combustion est tellement complète qu’il ne se dégage même aucune odeur.
- Ce qu’il y a de particulièrement intéressant dans ce procédé de combustion, c’est qu’il s’applique non seulement au pétrole, qui ne peut être considéré chez nous comme un combustible industriel, étant donnés les droits énormes qui le frappent, mais est aussi efficace avec les huiles lourdes, à forte proportion de goudron, résidus des usines à gaz, qui le vendent aujourd’hui au prix de 8 francs les 100 kilogr. Dans ce cas, la solution devient très pratique; en effet, ce prix de 8 francs les 100 kilogr. est encore 2 1/2 fois supérieur au prix de la houille à Paris, mais d’autre part, étant donnée la tension considérable du produit en hydrogène, son pouvoir calorifique atteint 14 000 calories parkilog., soit 2 fois au moins celui du charbon, déduction faite des crasses. La calorie revient donc sensiblement au même prix dans les deux cas, mais la facilité de la surveillance, du réglage et de l’alimentation, qui se réduisent à la simple manoeuvre d’un robinet, la rapidité de la mise en marche, la suppression des hautes cheminées nécessaires avec les foyers actuels, puisque l’appel d’air est produit très énergiquement par le combustible lui-même, enfin et surtout la réduction extraordinaire des dimensions du foyer, sont des résultats très intéressants et qui méritent d’attirer l’attention. Ainsi, le brûleur d’un générateur de i5 chevaux est constitué par un appareil dont les dimensions sont 35 centimètres de long, i5 de large, 20 de haut, muni d’ ne tren-
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- tài'ne de becs et produit un volume de flamme bleue de 46 centimètres de long et 3o de large sur 40 de haut et dUirie intensité extraordinaire.
- Une expérience faite avec ce brûleur sur une machine à vapeur de i5 chevaux sans condensation munie d’une chaudière à retour de flamme n’a nécessité en une heure que 6 kilogrammes de combustible liquide correspondant a une dépense de 4 centimes environ, par cheval-heure.
- Les machines à vapeur Willans ont été décrites dans ce recueil, qui en a signalé les qualités remarquables au point de vue des stations d’énergie électrique.
- L'Electrician, de Londres, et la Chronique industrielle donnent à leur sujet d’intéressants renseignements dignes d’attirer l’attention des électriciens,
- Les commandes faites à la maison Willans et Robinson ont suivi dans ces dernières années la progression suivante :
- 1891 .... ii 100 chevaux.
- 1892 ....... 14300 —
- 1893 ....... 18960 —
- La puissance moyenne par unité correspond à 128 chevaux, ce qui implique un très petit nombre d’unités inférieures à 80 chevaux.
- La construction aux ateliers de Thames-Ditton porte presque exclusivement sur les machines de stations centrales, et l’on peut juger assez exactement du progrès de l’éclairage électrique en Angleterre par l’extension même de la production, des machines Willans. Ce résultat
- topique est dû à l’assimilation parfaite de ces moteurs aux besoins de l’industrie électrique, qu’elle satisfait pleinement et, pourrait-on dire, exclusivement, en réalisant par excellence le type de dynamos à vapeur.
- Des essais ont été faits lors de l’Exposition du Progrès sur une dynamo à vapeur Willans-Thury.
- En pleine charge, avec l’évacuation à l’air libre, le rendement du groupe était de 79,83 0/0, rendement très élevé, si on considère que la dynamo à vapeur n’était que de 28 chevaux, et qu’à l’époque où ces essais ont été faits, la machine n’était pas rodée.
- A l’Olympia, dès le début, le rendement était de 80,5 0/0 pour des groupes de i55 chevaux indiqués, et il est certain que de nouvelles mesures accuseraient une augmentation sensible. On a réalisé, d’ailleurs, des rendements de 84, 85 et 86 0/0.
- Quant à la consommation, le chiffre de 11 kilogrammes de charbon par cheval-heure est remarquablement faible pour une machine de 28 chevaux, à échappement libre. Dans de plus fortes unités il va décroissant.
- Parmi les ordres de l’année écoulée, 7000 chevaux sont des répétitions, et le complément des 19000 chevaux est formé par de petites installations, ou celles qui ne sont pas d’ordre électrique, telles que de grosses machines pour filatures, minoteries! etc*
- L’application des moteurs Willans à la grande industrie n’est encore qu’à son début, mais fera de rapides progrès dès que l’essor sera donné et que les premières hésitations seront vaincues. En prévision de l’extension des affaires que permettent d’espérer les extraordinaires résultats obtenus avec le nouveau type à condensation, la création de nouveaux ateliers a été décidée.
- Le bruit circule que la licence pour la construction de ce moteur en France a été récemment cédée à une très importante et très réputée Société de construction, et nous l’enregistrons avec plaisir, en attendant toutefois que nous soyons autorisés à donner des noms.
- MM. Willans et Robinson figurent parmi le petit nombre de constructeurs anglais ayant exposé à Chicago. Ils ont fourni au « Worlds Fair » deux machines à condensation, l’une de 36o et l’autre de i35 chevaux, qui actionnaient deux des transmissions de la section anglaise.
- La troisième transmission était commandée par une machine horizontale, les deux machines Willans ont dû, pendant plus de deux mois, conduire la transmission totale et en plus une fraction de la section allemande.
- Or, il a été constaté officiellement qu’à aucun moment ces machines n’ont nécessité un arrêt pour une cause quelconque, ce qui ne saurait, sans doute, être dit d’aucune autre machine de l’Exposition, à cause delà grande quantité d’eau entraînée dans les conduites de vapeur, cause qui a occasionné de nombreux accidents.
- MM. Willans et Robinson exposaient, en outre, avec l’autorisation de MM. Siemens frères et C°, une dynamo à vapeur de 3oo chevaux, empruntée à la station de, Woolwich,qui a vivement attiré.l’attention des visiteurs.
- Il est certain que les constructeurs de la .machine Willans peuvent tirer de ces faits et de ces chiffres de légitimes espérances pour l’avenir de leur machine.
- Il n’est pas douteux que l’électricité joue un rôle encore mal connu dans la croissance des végétaux. On a déjà fait d’assez curieux essais de culture électrique sur divers points, et l’on a obtenu des résultats qui paraissent satisfaisants; mais ils n’ont pas encore la netteté et la permanence qui permettraient de transformer fructueusement en piles électriques nos champs et nos jardins maraîchers.
- On a reconnu cependant, dit le Génie civil, que les fruits sont dans un état électrique continuel; en les piquant à l’œil et à la queue et en fermant le circuit, on a pu en étudier les variations.
- La sève ascendante des arbres et la sève corticale, lesquelles n’ont pas, on le sait, la même composition chimique, réagissent l’une , sur l’autre et donnent des phénomènes électriques marqués. Depuis la moelle jusqu’au cambium, les enveloppes sont électriquement de moins en moins « positives» ; depuis le cambium jnsqu’à l’épiderme, elles le sont de plus en plus.
- Quel sera le résultat futur des études entreprises à ce sujet avec une louable patience"? On ne peut que le
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- supposer. Déjà, dans les serres chaudes intensives, on obtient des fruits en toute saison et on se sert de la lumière électrique pour donner aux plantes surmenées Timpression de l’aurore, du grand soleil et du couchant : elles y sont fort sensibles.
- Peut-être, en combinant cette action extérieure avec le passage d’un courant approprié dans un sol chargé de produits chimiques qu’il décomposera, arrivera-t-on à produire, dans des serres chaudes spéciales, des fruits et des fleurs étonnants, féeriquement improvisés, ce qui n’a rien d’invraisemblable, étant donnée l’importance du rôle que joue l’électricité dans la végétation.
- La Norvège possède de nombreuses chutes d’eau encore peu utilisées; mais depuis quelque temps, grâce à la transmission électrique, de grandes installations ont pu être établies dans le but de transporter l’énergie de quelques-unes dé ces chutes dans les villes voisines. Le projet le plus important de ce genre a pour objet l’utilisation de deux chutes d’eau situées à une distance inférieure à 40 kilomètres de Christiania. Il s’agit de transporter 10000 chevaux sous une tension de 20000 volts. Les lignes seront en fil nu sur poteaux et aboutiront à une station de transformation qui sera installée dans les environs de la ville. On se propose d’utiliser cette puissance pour l’éclairage de la ville, la traction des tramways et même la propulsion des bateaux. Il serait possible de déterminer cette installation avant la fin de 1895. La dépense est estimée à environ 7 Sooooo francs.
- Un correspondant de VElcclrician, de Londres, fait remarquer que dans les règles suivies pour l’isolement des installations électriques il n’est généralement pas tenu compte du voltage, et qu’il faudrait considérer simplement le nombre de lampes sans s’occuper de leur puissance, parce que l’isolement dépend en grande partie des fuites de surface qui se produisent aux lampes et aux commutateurs. En outre, il serait bon de spécifier un maximum et un minimum d’isolement, par exemple 5 et o,i mégohm.
- M. L. A. Groth va exploiter son procédé de tannage électrique à Orbe, près de Lausanne. La nouvelle usine commencera par traiter 3oo peaux par semaine, mais pourra en traiter 1000 par semaine quand toutes les dispositions seront prises.
- La force motrice est empruntée à une chute d’eau de 3 kilomètres. Deux turbines de 3oo chevaux chacune y ont été établies. L’énergie électrique transmise sert au tannage, à l’éclairage et à l’actionnement des machines de la nouvelle tannerie ainsi que d’un moulin.
- Le tramway électrique d’Orbe à Chavarnay emprunte également sa force motrice â cette chute d’eau.
- La Société de fabrication d’aluminium de Neuhausen annonce qu’elle abaisse le prix de ce métal à 5 francs le kilogramme à partir du ur février 1894. Voilà donc ce métal à volume égal au même prix que les métaux usuels.
- On annonce qu’un syndicat allemand a obtenu du gouvernement russe une concession pour la transmission de la force hydraulique des chutes d’eau de Juratra en Finlande, à Saint-Pétersbourg.
- Éclairage électrique.
- Les deux grandes compagnies électriques de Madrid qui ont maintenu jusqu’ici le prix de i,a5 fr. par kilowattheure, viennent de commencer une guerre de tarifs, dans le but de s’emparer, à force de réduction, de leurs clientèles respectives. La Compagnie anglaise a offert à l’un des grands clubs de la capitale, qui consomme du courant pour une somme de 24000 francs par an, de lui fournir un éclairage électrique supérieur pour i5ooo francs par an, et sans compteur.
- Jusqu’ici les deux compagnies rivales ont pu, malgré des frais généraux très élevés, fournir du courant moins cher que le gaz. C’est pourquoi l’éclairage électrique gagne du terrain à Madrid.
- Une Compagnie a été formée à Brescia pour la construction d’une station centrale destinée à l’éclairage électrique de la ville. Une chute d’eau située à une vingtaine de kilomètres de Brescia sera utilisée comme force motrice.
- Une demande de concession a été faite en vue d’utiliser la force motrice hydraulique disponible dans la vallée de Toce, près Domodossola, et de la transmettre électriquement aux provinces de Novare et de Milan, pour y être employée à l’éclairage électrique et à la distribution de force motrice chez les industriels.
- Nous avons à constater une fois de plus les progrès constants que fait l’éclairage électrique en Espagne. Un grand nombre de petites villes font en ce moment le nécessaire pour l’installation de lampes électriques. Dans
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- ce pays, les électriciens ont beau jeu, le gaz et le pétrole coûtant très cher.
- Le prince de Bismarck fait éclairer son château de Friedrichsruhe à Pélectricité, et a chargé la succursale hambourgeoise de la maison Schuckert et C° de l’installation. La force motrice sera empruntée à une scierie mécanique appartenant au prince de Bismarck et qui est peu éloignée des locaux à éclairer.
- La Compagnie continentale Edison a installé à Brest, près de la porte Jean-Bart, une usine électrique destinée à l’éclairage des subsistances de la marine et de la direction de l’artillerie. Cette usine comprend : 3 chaudières Belleville produisant chacune 800 kg de vapeur à l’heure ; 3 machines de 60 chevaux, type pilon compound et à 2 cylindres; 3 dynamos Edison de 3oo ampères et 120 volts. La canalisation est à 3 fils. L’usine alimente environ 700 lampes à incandescence et 12 lampes à arc: elle est revenue à plus de 25oooo francs.
- L’éclairage du canal de la mer du Nord à la mer Baltique sera entièrement fait â la lumière électrique. D’après les projets qui ont été publiés par la commission impériale, on doit installer le fond des deux rives, de 200 en 25o mètres sur des poteaux de 4 mètres de hauteur des groupes de 25 lampes à incandescence. Le nombre des poteaux devant être d’environ 1000 on voit qu’il s’agit d’une installation comportant environ 25 000 lampes à incandescence.
- Chaque écluse sera en outre éclairée à l’aide de 12 lampes à arc et l’on emploiera aussi des lampes clec~ triques pour les signaux.
- A la traversée des lacs on a prévu l’installation de bouées munies de lampes à huile.
- Cette importante installation doit être mise en service le 1" avril 1895. Les machines seront placées dans les bâtiments construits à Holtenau et à Brunsbüttel, où elles prendront leur vapeur sur les chaudières qui alimentent des moteurs.
- Un comité d’initiative s’est fondé à Alençon, avec l’assentiment et le concours de la municipalité, pour doter la ville de l’éclairage électrique public et particulier.
- On vient d’inaugurer à Mussidan (Dordogne) une station d’éclairage électrique établie par les concessionnaires de l’éclairage municipal et devant aussi fournir l’électricité aux particuliers. La station est actionnée par une chute de 100 chevaux. Elle comporte un alternateur Patin de So kilowatts commandé par l’intermédiaire d’un grand
- engrenage auquel est adapté un manchon à joint élastique Raffard.
- Télégraphie et Téléphonie.
- La chambre de commerce d’Angers a pris une décision au sujet de la ligne téléphonique d’Angers à Paris; elle a choisi le tracé Angers, Tours et Saumur, bien que la dépense fût de 55 000 francs, tandis qu’en passant par le Mans on n’arrivait qu’à 5oooo francs. Mais elle a pensé que la dépense supplémentaire de 5ooo francs serait avantageusement compensée par les services que Saumur et Angers retireraient d’une ligne les reliant. Le projet de traité avec l’administration va être signé; on ouvrira ensuite la souscription.
- Aux États-Unis, la compagnie télégraphique de Baltimore vient de substituer l’usage des accumulateurs à celui des piles dans le service télégraphique.
- Une batterie de 3oo éléments d’accumulateurs remplace avantageusement 25oo éléments Daniell de grand format.
- Chaque élément complet pèse 1,6 kilogramme.
- M. L. Zivione nous fait connaître les progrès de l’appareil Baudot en Italie, où il est employé depuis cinq ans. C’est M Ferranti, directeur technique des télégraphes qui s’est surtout occupé d’adapter cet appareil aux conditions spéciales des installations italiennes.
- 11 a remplacé le régulateur Baudot par un régulateur compensé constitué par une lame spirale Hughes dont la hauteur du cône est rendue invariable par un dispositif qui maintient la base toujours sur le même plan vertical. Cela permet de maintenir le synchronisme, quelle que soit l’amplitude de l’ouverture du spiral, et le mouvement synchrone peut être rétabli, une fois perdu, par le simple déplacement d’un curseur.
- M. Ferranti a aussi essayé avec succès un dispositif au moyen duquel les opérateurs disposant de deux secteurs du quadruple et pouvant ainsi recevoir ou transmettre deux lettres à chaque tour du distributeur, la vitesse de transmission est doublée d’une façon très pratique
- Il y a cinq ans que M. Baudot a installé son premier appareil entre Rome et Paris; depuis, on l’a mis en service sur les lignes à grand débit telles que Rome-Milan, Naples, Gênes, Turin, Naples-Milan. On vient de. l’essayer également sur le fil Milan-Paris, avec relais à Lyon.
- Imprimeur-Gérant : V. Nory.
- Imprimerie de La Lumière Electrique. — Paris. 3i, boulevard des Italiens.
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- La Lumière Electrique
- ^ JL
- Journal universel d’Électricité
- 31, Boulevard des Italiens. Paris
- Directeur : Dr CORNÉLIUS HERZ
- XVI‘ ANNÉE (TOME Ll) SAMEDI 10 MARS 1894 N° IO
- SOMMAIRE. — Méthodes et appareils de mesures de la différence de phase entre deux courants sinusoïdaux; A. Hess. — Les analogies hydrauliques comme mode de compréhension des phénomènes électriques; G. Claude. —A propos de photométrie; F. Guilbert. — L’installation des treuils électriques des « Magasins Généraux » ; Paul Bou-cherot. — La locomotive électrique Heilmann ; Ch. Jacquin. — Chronique et revue de la presse industrielle : Une machine à influence, par W.-R. Pidgeon — Electrolyseur Hargreaves et Birds. — Compteurs centraux Scott. — Blanchiment électrolytique Knoeffler et Gebauer. — Cherche-fautes Rudd (Western Electric (C°). — Accumulateur Smyth. — Crochet téléphonique Scribner. — Galvanomètre à écrans Evershed et Goolden. — Coupe-circuit automatique Wurts (Compagnie Westinghouse). — Indicateur de marche synchrone de Lahmeyer. — Câbles Conner (Standard Insultating Câble C°, Pittsburg). — Accumulateur Usker. — Les bouées électriques du port de New-York. — Revue des travaux récents en électricité : Action de radiations électromagnétiques sur des pellicules contenant des poudres métalliques, par G.-M. Minchin. — Sur l’acquisition soudaine du pouvoir conducteur par une série de particules métalliques séparées, par Oliver J. Lodge. — Recherches sur les déformations et les phénomènes piézo-électriques dans un cylindre cristallin, par M. Simigliana. — Sur l’aimantation du fer doux, par P. Joubin. — Explication de l’effet Ferranti, par J. Sahulka. — Variétés : La théorie des unités ; E. Francken. — Faits divers.
- MÉTHODES ET APPAREILS DE MESURE
- DE LA DIFFÉRENCE DE PHASE ENTRE DEUX COURANTS SINUSOÏDAUX
- La connaissance de la différence de phase entre courants alternatifs de même période est utile dansun grand nombredecas. On peutremarquer tout d’abord qu’elle entre, au même degré que l’intensité et la différence de potentiel, dans l’expression de la puissance efficace d’un circuit inductif. A ce point de vue, elle joue d’ailleurs dans la distribution de l’énergie électrique par courants alternatifs et dans l’aménagement et le fonctionnement des appareils d’utilisation un rôle dont l’importance n’a été appréciée à sa juste valeur que depuis relativement peu de temps. La mesure de la différence de phase entre le courant et la force électromotrice constitue quelquefois un moyen indirect de mesure de l’inductance. Enfin, dans un certain ordre de phénomènes, le mode de variation de la différence de phase en fonction d’autres variables, comme par exemple la fréquence, donne une indication de la nature même du phénomène.
- Mesure directe.
- Lorsqu'on met un condensateur à diélectrique hétérogène en relation avec une source de cou-
- rants alternatifs, la charge du condensateur est à tout moment en avance sur la différence de potentiel entre les armatures; elle atteint son maximum avant cette dernière. J’ai montré par le calcul (') qu’il doit en être ainsi ; mais ce calcul veut également que la différence de phase entre les deux variables ne soit pas la même pour des courants de différentes fréquences. Comme plusieurs auteurs ont cru reconnaître l’existence d’un phénomène analogue à celui de l’hystérésis magnétique, et comme dans cette hypothèse la différence de phase entre la charge et le potentiel ne devrait pas varier avec la fréquence, la dépense d’énergie devant être la même par cycle, j’ai voulu ajouter à la démonstration théorique une preuve expérimentale.
- Je me suis servi à cet effet d’un condensateur formé de feuilles de papier non desséché et paraffiné à basse température, de façon à obtenir un diélectrique très hétérogène. Dans une première série, j’avais essayé de mesurer la différence de phase en composant optiquement les deux sinusoïdes, en faisant usage de deux électroaimants à armatures vibrant dans des plans perpendiculaires et produisant les figures de Lis-sajous. Mais, outre l’inconvénient qu’il y a à
- (') Société française de Physique, séance du j6 décembre 1892. La Lumière Electrique, t. NLVII, p. 279. Journal de Phvsique, avril 1893.
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- établir dans ces conditions sur le condensateur un circuit dérivé même de très grande résis-tence, cette méthode présente des désavantages sur lesquels je reviendrai plus loin.
- En second lieu, j’ai eu recours à la mesure directe sur les courbes. Une première méthode consiste à inscrire les deux courbes déterminées stroboscopiquement sur le même axe des temps et à mesurer directement la résistance angulaire qui sépare deux points correspondants, par exemple les valeurs nulles ou les maxima des courbes. En collaboration avec M. G. Claude, j’ai employé le contact instantané de M. Joubert pour inscrire simultanément la charge et la différence de potentiel du condensateur, et sans insister davantage sur les détails de ces expériences, dont la description n’entre pas dans le cadre de cet article, je dirai seulement que j’ai pu vérifier la variation de la différence de phase avec la fréquence.
- On peut encore inscrire les courbes directement. M. Frœlich a indiqué dans ce but l’emploi du téléphone, dont la membrane est munie d’un miroir. Lorsque les courants dont on veut analyser les variations sont suffisamment intenses, ils impriment à la membrane des déviations proportionnelles, entre certaines limites, aux intensités. Le rayon réfléchi peut être étalé à l’aide d’un miroir tournant ou inscrit sur une pellicule photographique animée d’un mouvement de translation.
- Au point de vue de la détermination exacte de la forme des courants, les dispositifs à lame ou membrane vibrante doivent remplir certaines conditions assez difficiles à obtenir. Il faut principalement que la période de vibration propre delà membrane soit très faible par rapport à la période du courant. Dans le téléphone optique de M. Frœlich, les vibrations propres de la membrane interviennent pour déformer la courbe. Mais dans l’application à la mesure de la différence de phase entre deux courbes sinusoïdales, cet inconvénient ne présente qu’une importance beaucoup moindre. L’inertie mécanique, l’inertie électrique due à la self-induction et le décalage dû à l’hystérésis ayant, en effet, la même influence sur les deux courbes, la position relative de celles-ci n’en est pas modifiée. Cette observation peut s’appliquer à tous les appareils faisant usage de corps vibrants que nous aurons à mentionner.
- M. E. L. Nichols a indiqué récemment 0 un dispositif assez original, représenté par la figure i. Un filet de mercure s’écoule de l’orifice étroit d’un entonnoir, et traverse un champ magnétique intense à lignes de force horizontales. Ce filet étant fortement éclairé, on peut photographier les oscillations transversales qui lui sont imprimées par l’action du champ sur le courant alternatif qui le traverse.
- L’oscillographe de M. A. Blondel, qui se compose en principe d’un galvanomètre dontl équipage mobile présente un très faible moment d’inertie, a été étudié spécialement en vue de l’inscription fidèle de la forme des courants. Les belles recherches auxquelles son auteur l’a appliqué montrent que cet appareil présente toutes les qualités requises pour ce genre de
- déterminations. M. Blondel doit exposer prochainement une nouvelle série d’applications de l’oscillographe, ce qui me dispense d’en parler ici plus longuement.
- S’inspirant du principe de construction de l’indicateur magnétique d’Ewing servant à tracer les courbes d'hystérésis, M. W. Sluart-Smith, a combiné récemment 0 un instrument pour la mesure de la différence de phase par lecture directe sur les courbes. Il se compose (fig. 2) de deux électro-aimants A et B excités par un courant d’une source constante et dans l’entrefer desquels sont tendus les fils g et h. La figure 3 montre l’un de ces électro-aimants; c et d sont deux petits miroirs pivotant sur un axe horizontal, et dont les bords sont reliés par des fils rigides e et/au milieu des cordes vibrantes g et h. Lorsqu’on fait passer dans celles-ci les
- (* *) La Lumière Électrique, t LI.p. 145.
- (*) The Eleclrical World, 10 février 1894.
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- deux courants alternatifs dont on se propose de mesurer la différence de phase, les deux miroirs oscillent dans des plans verticaux, et en faisant tomber des rayons réfléchis par eux sur une pellicule photographique se déplaçant perpendiculairement à la vibration, on obtient les deux courbes qui, si les points de départ ont été bien définis, présentent entre elles une différence de marche directement mesurable.
- Méthodes de mesure électrique.
- Méthode de M. Blakesley. — On sait qu’elle consiste à déterminer le produit moyen des intensités simultanées des deux courants. S’il
- des courants, compense la complication de cette méthode.
- Méthode de M. Morelli. — Pour mesurer la différence de phase entre deux différences de potentiel, on peut remplacer dans la méthode précédente l’électrodynamomètre par un watt-mètre électrostatique comme l’a proposé M. Morelli. L’électromètre à aiguille formée de .deux demi-cercles de MM. Blondlot et Curie permettant de lire le produit de deux différences de potentiel convient à cette mesure, qui s’effectue d’une façon analogue à celle que nous venons de décrire.
- Composition magnétique des mouvements.
- Fig. 2 et 3.
- s’agit des courants I sin tu / et l'sin (w t -f- ®), ce produit moyen a pour expression
- r, TI'
- P = — cos m :
- 2
- il se détermine facilement à l’aide de l’électro-dynamomètre .en faisant passer un des courants dans le circuit mobile, l’autre dans le circuit fixe. Le même instrument permettant de mesurer successivement I et I'; on obtient toutes les données nécessaires pour la détermination de cp.
- Au lieu de faire trois lectures successives sur le même instrument, on peut monter trois élec-trodynamomètres de façon qu’un des courants traverse les deux circuits du premier et le circuit fixe du deuxième, et l’autre courant les deux circuits du troisième et le circuit mobile’du deuxième appareil. L’avantage de pouvoir faire les trois lectures simultanément, dans les rnêmes conditions d’intensité et de fréquence
- Indicateur de synchronisme. — Cet appareil sert habituellement à indiquer la concordance de phase entre deux alternateurs que l’on veut coupler en parallèle. Il est formé d’un transformateur à deux enroulements identiques traversés respectivement par les courants des deux machines. Il convient de ramener ces courants à la même intensité. Si les actions des deux enroulements sont opposées, le champ magnétique résultant sera nul, lorsque la différence de phase sera elle-même nulle. C’est ce que permet de constater un troisième enroulement, dans lequel le champ résultant induit des courants ; une lampe à incandescence placée dans ce troisième circuit s’éteint lorsqu’il ya concordance de phase entre les courants.
- Cet appareil, employé jusqu’ici seulement comme indicateur, pourrait être facilement adapté à la mesure exacte de la différence de phase. Les courants agissant dans les deux enroulements étant I sin t et I sin (d)/-|- cp) produisent, lorsqu’ils sont en opposition, un champ magnétique résultant :
- I-I = h sin tut — h sin (wt+yj = — h 2 sin ? cos t + >
- dont l’amplitude est proportionnelle au sinus de la demi-différence de phase. En reliant le troisième enroulement à un voltmètre, il serait aisé de mesurer cette amplitude et d’en déduire 9.
- En faisant agir les deux courants dans lçi même sens, l’action résultante devient :
- H = h sin co t + h sin ^u> t + sp^ = ha cos ? sin t + .
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- On peut employer l’une ou l’autre de ces dispositions ; elles sont également précises
- lorsque sin | = cos|, c’est-à-dire dans les environs d’une différence de phase de 90 degrés. Mais lorsqu’on voudra mesurer une différence de phase plus petite, on aura plus de précision en employant la seconde disposition dans laquelle le champ résultant obtenu par l'addition des deux composantes est proportionnel au
- cosinus de - . On renversera le sens du courant 2
- dans une des bobines lorsque l’angle <p à mesurer sera supérieur à 90 degrés.
- La possibilité de modifier ainsi selon les cas le degré de précision de la mesure, procédé déjà appliqué par M. G. Claude dans son pha-semètre décrit plus loin, est un avantage de cet
- Fig. «
- appareil, et il est surprenant qu’il n’ait pas été appliqué dans ces conditions. Le troisième enroulement et le voltmètre pourraient même être supprimés, si l’on mesurait l’amplitude du champ magnétique résultant par l’élévation de température créée par les courants de Foucault dans une masse métallique, comme le suggère M. Claude.
- Phasemètre de M. G. Claude. — Dans cet appareil, on combine comme ci-dessus les actions magnétiques des deux courants. Mais on fait agir le champ résultant sur une armature de fer doux dont on observe l’amplitude de vibration.
- Une lame élastique L (fig. 4), encastrée à l’une de ses extrémités O, porte à l’autre un miroir M sur lequel se réfléchit un rayon lumineux qui vient tomber sur une échelle divisée A. Deux petites plaques de fer doux P, P', sont collées de part et d’autre de la lame; en regard
- de chacune d’elles sont deux électro-aimants E et E' à noyaux aimantés d’une façon permanente. Les bobines de ces électro-aimants sont traversées respectivement par les deux courants I sin « l et I sin (w t -j- cp).
- Comme nous l’avons démontré plus haut, l’armature de fer doux se trouve alors soumise à l’action du champ dont l’amplitude est proportionnelle soit à sin |, soit à cos Mais il intervient ici en outre le champ constant dû à l’aimantation permanente des noyaux. Si, en effet, ces noyaux étaient en fer doux, les intensités négatives du champ agiraient dans le même sens que les intensités positives ; il y aurait autant d’attractions que de demi-périodes du courant, le nombre d’oscillations de la lame serait le double de la fréquence du courant. Au contraire, avec les noyaux aimantés on obtient des attractions et des répulsions alternatives, qui déterminent un mouvement synchronisé de la lame de même fréquence que celle dès courants. Le point lumineux réfléchi par le miroir se déplace sur l’échelle et donne la sensation d’une droite dont la longueur est fonction de l’amplitude de vibration. !
- 11 suffit donc d’observer sur l’échelle la longueur de l’image, ce qui est facile, puisque ses extrémités correspondent à des positions de repos du point lumineux et sont par conséquent très nettement délimitées. En graduant directement l’échelle en degrés, on obtient un instrument à lecture directe.
- La figure 5 représente l’appareil sous sa forme d’exécution. Tous les organes sont réunis dans une petite boîte portative. On voit en L la lame vibrante en mica portant les petites plaques de fer doux F et le miroir M. Sur elles agissent les électro-aimants à noyaux aimantés E et I, dont on peut faire varier la distance à la lame à l’aide des vis Vx et V2. Un rayon lumineux pénètre dans la boîte par un petit trou pratiqué dans la fenêtre K. Ce rayon rencontre le miroir M et est réfléchi par lui sur un second miroir M' dont on peut régler l’obliquité par la vis tangente Y. Enfin, le rayon est reçu dans le microscope m, sur le micromètre duquel on lit les amplitudes de vibration.
- L’instrument est en outre pourvu d’une clef d’inversion C, qu’un bouton C' permet de manœuvrer de l’extérieur. C’est en se servant de
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- ce dispositif que l'on peut renverser le courant dans un des électros., pour en rendre les amplitudes proportionnelles soit à cos |, soit à sin ï,
- dans le but de faire varier le degré de précision de la lecture, ainsi que nous venons de l'exposer.
- Si l’on donne aux deux électro-aimants le même coefficient de self-induction, ils retardent la phase des deux courants de la même quantité et n’affectent pas la différence de phase. On peut aussi introduire dans chacun des circuits
- une très grande résistance inerte pour que l’impédance se confonde sensiblement avec la résistance ohmique. C’est dans ce but que l’on a adjoint à l’appareil les deux bobines de résistance B et B'.
- En dehors de la mesure des différences de phase, l’appareil .peut aussi s’appliquer utilement comme indicateur de synchronisme pour le couplage des alternateurs. Les courants des deux alternateurs étant déphasés d’une quantité variable, l’amplitude de vibration de la lame et la longueur du trait lumineux ob-
- Fig. 5. — Phasemètre Claude.
- servé suivent ces variations et passent successivement du maximum à zéro. Il est alors facile à l’observateur de saisir le moment où les machines sont en concordance. Si le sens du courant dans les électros est tel que cette concordance existe lorsque la tache se réduit à un point, la détermination est d’autant plus exacte que c’est précisément dans cette région que la variation de longueur de la tache dans un temps donné est la plus grande. Ce procédé est évidemment préférable à l’emploi de lampes qui ne s’illuminent que sous l’influence d’un courant relativement intense et ne permettent pas de suivre les variations plus rapprochées du zéro.
- Composition optique des mouvements.
- Comme il a été dit plus haut, j’avais essayé l’été dernier de composer les deux mouvements optiquement en faisant agir les courants sur deux électros à lames vibrant dans des plans perpendiculaires ; mais les figures de Lissajous obtenues ainsi étaient très instables, et il n’a pas été possible d’en mesurer les constantes. Il m’est d’autant plus agréable de décrire les expériences de M. Puluj, effectuées à la même époque (*) et par la même méthode, mais avec
- (’) Sitqungsberichte der Wiener Akademie, t. Cil, juillet 1893.
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- des résultats beaucoup meilleurs. Toutefois, les difficultés que présentent ces observations délicates ont déterminé un ingénieur russe, M. Cli-merititch de Engelmeyer, qui a bien voulu nous communiquer ses résultats, à apporter à la méthode une modification ingénieuse. Nous allons décrire ces expériences ainsi que la modification apportée à l’appareil, d’après l’exposé des auteurs. i
- Expériences de M. Pulnj. — L’appareil con-
- Fig. 6
- siste en deux bobines A et B (fig. 6 et 7) de construction identique, dont le noyau de fer doux C peut être plus ou moins approché d’un ressort D ou «vibrateur», qui porte un petit miroir sur sa face extérieure. Les bobines étant traversées par des courants alternatifs, si nous, faisons passer successivement sur les miroirs des deux vibrateurs un rayon lumineux O
- Fig. 7
- (fig. 8), nous projetons sur l’écran E des figures de Lissajous.
- Les deux vibrateurs font entre eux un angle droit. Leurs électro-aimants ayant des noyaux de fer doux, les ressorts exécutent deux fois plus de vibrations que les courants qui les actionnent comme nous l’avons déjà fait remarquer. Si les noyaux étaient polarisés la fréquence de vibration serait celle du courant ; comme le phénomène reste le même au point de
- vue du calcul, nous supposerons, pour simplifier, ce dernier cas réalisé.
- En prenant alors pour coordonnées les droites donnant l’image du point lumineux réfléchi par chacun des miroirs, la position du point lumineux sur l’écran est déterminée à chaque instant par les équations
- x = a sin u>t ) ,
- (1)
- y = b sin (mt -f- ç) )
- dans lesquelles a et b sont les amplitudes des
- Fig. 8
- oscillations dépendant du nombre d’ampères-tours des bobines et de la distance entre l’armature et le noyau.
- Ces formules nous donnent le cas général. Pour le cas particulier où cp = o, on obtient sur
- l’écran une droite AD (fig. 9, 10 et n) pour laquelle
- tanga = |. (2)
- On voit que les amplitudes a et b déterminent l’inclinaison de la résultante A D.
- ‘ En tout autre cas, lorsque la différence de phase n’est pas nulle, on observe sur l’écran
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- une ellipse caractéristique. Ces ellipses ont entre elles ce caractère commun qu’elles sont toutes inscrites dans le rectangle A G D E, qui a pour côtés 2 a et 2 b. Les figures 9, 10 et 11 représentent des ellipses correspondant toutes à la différence de phase cp = 6o°, mais à des amplitudes différentes : b > a (fig. g), b —a (fig. 10), et b < a (fig. 11).
- L’équation de l’ellipse s’obtient facilement en éliminant t des formules (1); le résultat de cette opération est
- t tï — 2— 7- cos 9 = sin 2<p. (3)
- a* b* a b T
- L’équation de l’ellipse rapportée à ses axes X et Y se trouve en faisant tourner les axes de
- Fig, 10
- coordonnées de l’angle p, et en substituant dans (3) les expressions suivantes :
- x — Y cos p — X sin p ) y — Y sin p + X cos p V '4'
- ce qui donne
- avec l’axe des abscisses se déduit de (5) en posant :
- P = 0,
- d’où il suit, en tenant compte de l’équation (2) :
- tang-2p=t tan g-2 a cos 9. (7)
- Cette formule, ainsi que les figures g, 10 et 11, montrent que l’axe Y de l’ellipse se déplace en général avec la variation de cp. Il reste fixe seulement dans le cas particulier où les deux amplitudes sont égales, a — b (fig. 10). On a alors invariablement a = p = 45°. Quand b > a, l’orientation de Y varie entre les limites de l’angle AOE; quand b < a, elle varie entre les limites de l’angle A OC. Pour <p.-=go°, Y coïncide dans le premier cas avec g*, dans le second avec x.
- Quoique les équations (5), (6) et (7) contien-
- Fig. n.
- nent toutes les données pour la détermination dea, b et cp, d’après l’ellipse observée sur l’écran, ces formules sont trop compliquées pour le maniement pratique. Aussi M. Puluj emploie-t-il un procédé plus simple. Il mesure sur l’écran : OG—j0 et AB = b ,ou bien OF = *0 et OB = a, grandeurs liées par les relations :
- ou
- MYs + NX2+PYX = sin
- M _ cos * P 1 sin 2 [3 sin 2 B iVl — n'i + cos 9
- oss
- ~F~ _r ~âb
- a2 1 b* ab
- _ sin^P cos2 p sin a p w — ai ' â»---------1--~ cos 9
- P=sin cos,
- La grandeur des deux demi-axes est
- v sin cp
- \/M
- v sin <z>
- -*0 — —r~
- Vn
- L’angle p que fait le grand axe de Tellipsi
- O G y a O F x0
- ÂB ~ F ~ ÔB ~d ~ sm l?>’
- qui se déduisent des équations (1), en y posant x — o et y = o.
- Voyons comment s’effectuent ces mesures dans la pratique. M. Puluj se sert d’un écran sur lequel sont tracées deux échelles rectangulaires, se croisant en leur milieu et divisées en centimètres. La bande lumineuse qui forme l’ellipse avait environ un centimètre de largeur.
- L’écran se fixe de manière que le._bord~exté-rieur de la courbe lumineuse à gauche, et son bord intérieur à droite du point de croisement des échelles découpent sur l’échelle horizontal
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- deux parties égales. On établit le même arrangement symétrique par rapport à l’échelle verticale. Après cette disposition de l’écran on mesure, au moment favorable, et à différentes reprises, alternativement la dimension 2 j0 sur l’échelle verticale et la hauteur 2 b de l'ellipse, en marquant au crayon la position inférieure du bord extérieur et la position supérieure du bord intérieur de la bande lumineuse, et en projetant ensuite ces marques sur l’échelle verticale.
- Comme expérience de contrôle, on doit répéter les mêmes observations pour la mesure simultanée de 2 Xq et de 2 a.
- On voit que les déterminations ne sont pas aisées à effectuer, dans des conditions si peu stables, et l’exactitude des résultats obtenus par M. Puluj fait honneur à son habileté d’expéri mentation.
- Modification de M. Chmentitch de Engelmeyer•
- __Pour faciliter le maniement pratique de cet
- appareil, M. de Engelmeyer propose d’y apporter une modification basée sur les considérations suivantes :
- Tout d’abord, comme il ne s’agit que de déterminer la différence de phase 9, on peut éliminer l’influenee des amplitudes en les faisant égales, a= b. Pour cela, il faut pouvoir modifier à son gré, et dans des limites que l’expérience indique, le nombre d’ampères-tours des bobines, la position des noyaux ou enfin la distance de la bobine à la lame vibrante,. Ce dernier procédé paraît à préférer, parce qu’il ne modifie pas la self-induction de la bobine.
- Les amplitudes étant égales, l’ellipse résultante a pour équation, d’après (3) :
- x2 + y2 — 2 xy cos 9 = a2 sin! 9. (8)
- La transformation des coordonnées d’après (4) donne :
- Y! (1—sin 2 P cos 9)
- +X2 (1 + sin 2PCOS9)—2YXcos2jîcoS9= a*.sin* 9.
- Nous choisissons (3 tel que
- cos 2 (3 cos 9 = 0,
- soit :
- cos 2 p = o p = 45°.
- Les demi-axes ont pour longueur :
- Y,= W' + cos 9,
- X0 = a \Ji — cos 9.
- On pourrait déterminer la différence de phase
- 9 à l’aide des expressions (9), mais cela conduirait aussi à la mesure de deux dimension Y0eLa, ou X0 et a, ce qui ne constituerait pas un avantage. On éliminerait toutes les difficultés, si on pouvait définir 9 en se passant de toute mesure sur l’écran. C’est ce que l’on peut réaliser, après avoir égalisé les amplitudes en disposant les vibrateurs l’un par rapport à l’autre, non pas sous un angle de 90°, mais sous un angle 9 ou supplémentaire de 9.
- Ce procédé, très général, et sur lequel j’aurai à revenir, l’ayant aussi employé dans l’appareil dont on trouvera la description à la fin de cet article, permet de transformer l’ellipse en un cercle.
- Si les oscillations simultanées, mais différant
- Fig-. 12.
- en phase, se produisent en effet sur les axes x et yx (fig. 12), faisant entre eux un angle 0, leur résultante instantanée O M est déterminée pai^ OW = x* -f y,a -+• 2 x y, cos 9.
- Après avoir substitué dans cette expression à x et yx leurs valeurs en fonction du temps, il est facile de voir qu’en faisant •
- cos 9 = — cos 9; 6 = TC ± 9
- on a
- O M = a sin 9,
- c’est-à-dire que la résultante des mouvements est constante et que l’on voit sur l’écran un cercle. Les deux amplitudes O P et O L (fig. 12) sont égales à a et font entre elles un angle tt — 9. Il en résulte un cercle de rayon a sin 9. La figure 12, sur laquelle 9 est de 6o°, peut être considérée comme provenant de la figure 10, après inclinaison de l’axe y sous l’angle n — 9 = 120°.
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- Ces observations permettent de simplifier considérablement la mesure de cp; et l’appareil proposé par M. de Engelmeyer prend alors la forme représentée parla figure i3.
- Deux bobines A et B agissent simultanément sur un seul vibrateur D, portant un petit miroir à son extrémité. La bobine A peut être éloignée plus ou moins du vibrateur, tandis que la bobine B peut être fixée, à l'aide d’une vis de serrage F, sous différents angles, indiqués par l’alidade H. Les limites du déplacement de la bobine B
- Fig. i3.
- n’ont pas besoin de dépasser i8o°, parce qu’à tout angle supérieur à 180” nous pouvons substituer son angle supplémentaire, à la condition de renverser le courant dans l’une des bobines.
- Dans ces conditions, l’angle de différence de phase 9 est indiqué directement par la lecture sur le cercle divisé, lorsque le rayon lumineux O forme sur l’écran un cercle. L’écran ne sert donc plus aux mesures; il ne sert qu’à indiquer la position correspondante de compensation. Aussi peut-on s’en passer; car il suffit de regarder dans le miroir l’image réfléchie d’un point noir sur le mur de la chambre, par exemple.
- A. Hess.
- A suivre).
- LES ANALOGIES HYDRAULIQUES
- COMME MODE DE COMPRÉHENSION
- DES PHÉNOMÈNES ÉLECTRIQUES
- On a souvent utilisé les analogies existant entre certains phénomènes qui nous sont familiers et les phénomènes électriques pour rendre plus aisée la compréhension de ceux-ci; les phénomènes hydrauliques, en particulier, dont la ressemblance est telle que souvent les expressions en usage, aussi bien en hydrostatique qu’en hydrodynamique, se retrouvent sans modification en électricité, ont largement été mis à contribution : il est rare qu’un professeur pose les premiers jalons de son cours sans indiquer à ses élèves l’analogie existant entre la différence de potentiel électrique et la différence de niveau hydraulique; entre le courant électrique s’établissant entre deux points à des potentiels inégaux reliés par un conducteur, et le courant de liquide traversant un tuyau qui réunit deux récipients placés à des niveaux différents. L’usage qu’on a fait de ces analogies ne s’est pas borné, du reste, à ces cas très simples, et. les savants les plus autorisés, lord Kelvin, Maxwell et d’autres, les ont utilisés pour expliquer divers phénomènes.
- Les lecteurs de la Lumière Électrique se rappellent encore l’expérience par laquelle M. Hess a représenté, au moyen d’une analogie de ce genre, les effets produits par l’hétérogénéité des diélectriques. Enfin, récemment, M. Cornu, en un véritable cours d’électricité statique et dynamique Q a montré tout le parti qu’on pouvait tirer de ces analogies, mais il s’est limité à l’explication des phénomènes d’électrostatique et des régies qui régissent le passage du courant continu dans les conducteurs.
- De semblables comparaisons se justifient en effet par des avantages considérables. Non seulement nous mettons ainsi en jeu des agents que nous sommes habitués à voir, à manipuler continuellement, et notre esprit trouve toutes naturelles et admet sans fatigue des déductions (*)
- (*) Notice sur la corrélation des phénomènes d4électri-cité statique et dynamique et la définition des unités électriques, par M. Cornu. Annuaire du Bureau des Longitudes, 1893.
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- qui lui échapperaient dans un cas moins familier, mais encore, si nous voulons recourir à l’expérience, celle-ci est d’une réalisation très simple et nous fournit, de visu, le mécanisme du phénomène, bien mieux que ne saurait le faire l’expérience électrique elle-même.
- Par exemple, rien de plus facile que de voir, de toucher un courant d’eau, de constater que ce courant croît en intensité avec la différence de niveau qui lui donne naissance et change de signe avec elle; au contraire nous ne voyons pas le courant électrique lui-même, ni à plus forte raison, le sens de ce courant; tout ce que nous pouvons faire, c’est d’en constater les effets : incandescence du filament d’une lampe, augmentation de cette incandescence avec la différence de potentiel, etc.,et il est certain que l’esprit n’est pas, à beaucoup près, aussi satisfait.
- Mais si nous remarquons que cette incandescence correspond au dégagement de chaleur occasionné par le frottement d’un liquide dans un tuyau; que cette augmentation d’incandescence peut être rapprochée de l’augmentation de frottement résultant d’un courant plus rapide dans le tuyau, c’est-à-dire d’une différence de niveau plus grande; si alors, nous basant sur la corrélation de ces quelques effets, nous en déduisons la corrélation des causes, le courant électrique se matérialise à nos yeux et la compréhension de ses diverses propriétés devient infiniment plus claire. Ce n’est pas pour autre chose d’ailleurs que cette "expression de courant s’est introduite dans le langage électrique, et à elle seule elle facilite déjà singulièrement la compréhension.
- Sans doute, une telle déduction n’est pas rigoureuse : rien ne prouve, a priori, que les conclusions auxquelles on est amené par l’étude des manifestations d’un certain ordre soient applicables, telles quelles, aux manifestations identiques d’un ordre tout différent; et si, dans le cas précédent, l’assimilation que nous avons faite peut être conservée, c’est uniquement parce que l’expérience a prouvé tout d’abord que les manifestations produites par ce que nous appelons le courant électrique peuvent s’expliquer en assimilant celui-ci à un véritable écoulement. Il ne serait pas légitime de considérer dans un tel procédé une méthode d’investigation destinée à nous ouvrir des horizons nouveaux et à tenir pour fondées les conceptions
- nouvelles auxquelles nous serions amenés, à moins que les faits n’en apportent une vérification expérimentale; mais il est permis, et c’est à cela que nous nous bornerons ici, de voir dans cette méthode un moyen simple d’enseigner, en les matérialisant, des conclusions obtenues souvent par des considérations d’un ordre beaucoup plus élevé.
- Il importe toutefois de ne demander à de semblables comparaisons, que ce qu’elles peuvent donner, et de remarquer qu’en général, il y aura analogie, et non identité absolue entre les phénomènes que nous comparerons.
- C’est sous le bénéfice de ces observations que nous passerons à l’examen des cas les plus intéressants.
- I. Courant continu.
- Un vase A (fig. i) est placé à une certaine hauteur h au-dessus d’un autre B avec lequel il est relié par un tuyau; le vase B est supposé de
- R
- Fig. i. — Courant continu. Notion de la résistance.
- surface assez grande pour que l’écoulement par le tuyau ne change pas sensiblement le niveau du liquide, de plus A est muni d’un approvisionnement extérieur qui lui permette de réparer ses pertes au fur et à mesure de l’écoulement et qui sera pour nous l’équivalent hydrodynamique d’une pile ou d’une source quelconque de force électromotrice.
- Pour une longueur et une section données du tuyau, la valeur du courant liquide dépend du frottement, c’est-à-dire, dans une certaine mesure, du degré de poli des parois : la nature des parois joue donc le même rôle, quoique moins nettement déterminé, que la nature du conducteur en électricité. Il est évident, d’autre part, que \&'résislance opposée au passage du liquide dans le tuyau sera d’autant plus grande que la longueur sera plus grande et la section plus
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- petite, c’est-à-dire que ces deux éléments jouent ici le même rôle qu’en électricité. Lorsque l’écoulement de liquide a lieu, nous savons que la puissance disponible s’obtient en faisant le produit de la différence de niveau des deux vases par le poids de liquide s’écoulant dans l’unité de temps. La différence de niveau correspondant à la différence de potentiel, il en résulte que l’analogue de l'intensité sera pour nous le poids de liquide écoulé par unité de temps.
- Self-induction. — Supposons que nous ouvrions brusquement, au moyen du robinet R, la communication entre A et B. Le liquide ne se mettra pas en mouvement brusquement : il présente une certaine inertie qu’il ne peut vaincre que petit à petit, comme si, dans ces premiers instants, la résistance du tuyau était considérablement augmentée; réciproquement, lorsque le liquide sera en mouvement, nous ne pourrons l’arrêter brusquement sans une certaine réaction, le coup de bélier, lequel n’est autre chose
- que la restitution delaquantitéd’énergie — Mu2,
- absorbée pendant la mise en mouvement. Nous reconnaissons dans cette influence de l’inertie du liquide l’équivalent de la self-induction d’un circuit électrique avec tous ses effets : influence retardatrice dans les premiers instants de l’établissement du courant, influence qui se traduit par une augmentation apparente de la résistance dans ces premiers instants; absorption
- d’énergie ^ LI2 pendant cette période variable,
- laquelle est restituée dans l’étincelle d’extracourant, correspondant au coup de bélier.
- Les effets de l’inertie, dans la représentation hydrodynamique de la self-induction que nous venons d’indiquer seront évidemment d’autant plus nets qu’ils seront mieux dégagés des effets dus au frottement, c’est-à-dire de la résistance proprement dite, de sorte qu’il conviendra, pour les faire ressortir, d’employer des tubes de section assez forte, tandis qu’un tube de faible section, sera l’équivalent d’un conducteur dans lequel les effets dus à la résistance seront prédominants.
- On peut tirer de la comparaison des conclusions intéressantes : une fois le régime d’écoulement du liquide établi, la quantité de mouvement mise en jeu ne varie pas, et l'écoulement
- est exactement le même que si l’inertie n’existait pas; l’influence perturbatrice de celle-ci se limite donc bien à la période d’établissement et à la période d’arrêt; pendant le régime permanent, les résistances passives subsistent seules. Par analogie, nous conclurons que dans un circuit électrique les choses se passent de même, et en effet, en régime permanent, l’intensité sous différence dé potentiel constante est indépendante de la self-induction.
- Plaçons avant le robinet R un tube t ouvert à la partie supérieure (fig. 2). Fermons brusque-quement R ; toute l’énergie emmagasinée pendant la mise en mouvement du liquide contenu dans T étant obligée de se dépenser d’un seul coup, mais n’étant pas contrainte toutefois de se dépenser sous forme de réaction contre les parois de T, puisqu’elle trouve dans t un chemin
- Fig. 2. — Self-induction et extra-couiant.
- plus facile, un jet de liquide jaillit de celui-ci à une notable hauteur au-dessus de A, d’autant plus haut, d’ailleurs, pour une masse en mouvement et une vitesse données, que la fermeture de R est plus brusque. De même, et pour la même raison, l’étincelle d’extra-courant de rupture peut mettre en jeu des différences de potentiel beaucoup plus grandes que celle qui a déterminé le courant.
- Enfin, si faibles que soient le diamètre du tuyau et sa longueur, la quantité de mouvement absorbée par la circulation du liquide dans ce tuyau n’est jamais nulle lorsque le régime est établi, ce que nous traduirions électriquement en disant qu’un conducteur doit toujours présenter une certaine self-induction; on sait qu’en réalité il en est bien ainsi, même pour les conducteurs rectilignes, sauf quand certaines précautions spéciales sont prises dans le but d’an-duler cette self-induction. -......
- Capacité. — Passons maintenant à la notion, de capacité. Quand on veut représenter une ca-
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- pacité, on l’assimile quelquefois à un vase B (fig. 3) rempli en partie d'un gaz dont la compression, sous l’influence d’une différence de niveau, par le liquide inférieur, joue le rôle de force contre-électromotrice ; ou encore à un vase complètement rempli de liquide, mais dont les parois sont élastiques, la tension de ces parois remplaçant alors la compression du gaz. Adoptons le premier mode de représentation et mettons le vase B en communication avec un autre A, placé à un niveau supérieur.
- La différence de niveau entre les deux vases détermine la compression du gaz de B par suite de l’entrée dans ce vase d’une certaine quantité de liquide : il y a dans T production d’un certain courant de charge, lequel est d’autant moindre, à chaque instant, qu’est plus faible la différence entre la pression exercée par A et la
- Fig. 3. — Capacité. Représentation primitive.
- contre-pression dans B, et s’arrête lorsque ces deux pressions sont égales, de sorte que la résistance opposée au passage du liquide est d’abord très faible pour.devenir infinie.
- On peut encore remarquer que la quantité de liquide introduite dans B est d’autant plus grande que la différence entre les niveaux de A et de B est plus grande; que dans cette charge de la capacité B, il n’y a pas dépense, mais emmagasine-, ment de l’énergie, qui, lorsque nous cesserons de faire agir la pression de A, pourra être restituée par la détente du gaz, en déterminant dans T' un courant de décharge, de sens inverse à celui qui a produit la charge. Ce sont là quelques-unes des circonstances de la charge d’un condensateur électrique sous différence de potentiel constante : courant de charge d’abord intense., mais qui diminue rapidement, à mesure que croît la force x contre-électromotrice du condensateur, de même que si la résistance du circuit, d’abord très faible augmentait rapidement pour atteindre l’infini lorsque le régime permanent est établi;
- quantité d’électricité mise en jeu d’autant plus grande que la différence de potentiel est elle-même plus grande; enfin pas de dépense d’énergie, en supposant négligeable la résistance propre du circuit, mais emmagasinemenl, et cette énergie peut être restituée pendant la décharge du condensateur, soit sous forme d’échauffe-ment d’un conducteur, soit sous forme d’étincelle.
- Par contre, d’autres circonstances ne sont pas d’accord avec les idées que l’on professe actuellement en électricité ni même simplement avec les faits, et si nous avons signalé ce mode de représentation, c’est pour insister sur une idée fausse que l’on se fait très souvent de la charge des condensateurs et à laquelle il correspond précisément. Ainsi, si l’on admet ce mode de représentation de la capacité, il faut admettre, et justement là l’erreur que l’on commet, que c’est
- Fig. 4 — Condensateur en dérivation.
- Représentation primitive.
- la charge du condensateur est constituée par un afflux de la source d’électricité au condensateur, par l’accumulation d’une certaine quantité d'électricité analogue à une accumulation de matière. En outre, si l’on voulait représenter dans cette hypothèse l’équivalent de plusieurs condensateurs en tension sur une différence de potentiel commune, ou encore un condensateur en dérivation sur un conducteur, cette représentation serait impossible; dans ce dernier cas, par exemple, on arriverait à la disposition ci-dessus (fig. 4), c’est-à-dire que la différence de niveau, après avoir déterminé le gonflement de G, continuerait à envoyer parle même chemin un flux permanent de liquide, ce qui ne correspond évidemment pas au cas d’un condensateur.
- Pour ces différentes raisons, nous serons conduits à substituer à la représentation primitive de la capacité une nouvelle représentation qui rend beaucoup mieux compte des faits. Un vase G (fig. 5), ouvert à ses deux extrémités et entièrement rempli de liquide, présente en son mi-
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- lieu un diaphragme élastique D, qui l’obture complètement. Si ce vase est mis en communication avec un autre plus élevé A, le diaphragme se déforme et refoule l’eau du compartiment d’arrière.
- On voit que [la charge est représentée dans cette disposition par un courant analogue à celui qui traverserait un conducteur ordinaire, et que nous ne l’assimilons plus à une accumulation de matière, puisque la quantité de liquide renfermée dans le vase B est la même, avant et après la charge, et qu’il y a eu simplement déplacement. Ce qui a varié, pendant la charge, c’est uniquement la tension de la membrane; c'est à augmentercette tension ques’estdépenséel’énergie développée par le courant de liquide ; réciproquement, pendant la décharge ce sera cette membrane qui, revenant à l’état initial, restituera l’énergie emmagasinée. C’est donc elle qui,
- Fig. 5. — Capacité. Représentation rectifiée.
- dans la charge, joue le rôle capital : il doit en être de même dans le condensateur, si notre comparaison est exacte, pour l’équivalent de la membrane, c'est-à-dire pour le diélectrique : nous savons qu’en effet peu importe dans un condensateur la nature des électrodes, tandis que la valeur de la capacité, à tous les points de vue, dépend de la nature du diélectrique ; l’expérience classique de la bouteille de Leyde à armatures mobiles confirme d’ailleurs cette opinion en prouvant que la charge réside tout entière dans le diélectrique, et nous en avons encore une nouvelle preuve en remarquant que lorsque le condensateur est soumis à une différence de potentiel trop élevée, le diélectrique est percé, de même que la membrane élastique du vase B crève lorsque la différence de niveau devient trop grand.
- Nous devons dès lors considérer que la charge du condensateur réside dans une accumulation à.'énergie et non de quantité d’électricité; que
- cette accumulation est obtenue par une modification de l'état moléculaire du diélectrique produit par le passage du courant de charge, lequel sert simplement de véhicule à l’énergie nécessaire pour opérer cette modification. La loi
- W Q E signifiera, d'après cela, que l’énergie
- Fig. 6. — Condensateurs en tension.
- emmagasinée dans un condensateur est égale au demi-produit de la force électromotrice de charge par la quantité qui a été déplacée, et non plus par la quantité renfermée dans le condensateur. Telle est, obtenue bien simplement, la représentation matérielle des idées que Maxwell a émises sur ce sujet.
- Rien ne sera plus facile maintenant que la représentation hydraulique de plusieurs condensateurs en tension (fig. 6) qu’une même force électromotrice charge simultanément, et dont les forces contre-électromotrices s’ajoutent pour équilibrer cette force électromotrice de charge ;
- Fig. 7. — Condensateur en dérivation.
- d’un condensateur en dérivation sur un conducteur (fig. 7), etc.
- Accumulateurs. — Avec quelques complications provenant de la nécessité d’une force électromotrice minima pour déterminer un courant de charge, et de la continuation du passage du courant après la fin de la charge, nous pourrions représenter les accumulateurs électriques d’une manière identique aux condensateurs, car ils ne constituent en somme, quoique mettant en jeu des actions toutes différentes, que des condensateurs de capacité très considérable.
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- Nous arriverions dans ce cas à cette conclusion que, de même que le condensateur, l’accumulateur ne représente pas un emmagasinement de quantité d’électricité, ainsi qu’on l’exprime lorsqu’on dit que tel accumulateur renferme tant d’ampères-heure mais un emmagasinement d'énergie dont le courant de charge a été le véhicule.
- Seulement, au lieu que cet emmagasinement s’effectue sous la forme d’une modification a lieu moléculaire du diélectrique du condensateur, il sous la forme d’une dissociation des éléments chimiques constituant l’électrolyte, ce qui est encore un changement d’état moléculaire.
- II. Gourant variable
- Oscillations électriques. — Avant de quitter les différences de potentiel constantes, essayons de représenter par une analogie hydrodynamique l’un des phénomènes électriques les plus curieux, celui des décharges oscillantes des condensateurs.
- Nous avons sous-entendu tout à l’heure dans la charge de la capacité G effectuée sous l’influence d’une pression exercée par un vase A, (fig. 5) que l’inertie du liquide circulant dans le tuyau T était négligeable, en supposant ce tuyau court et de faible section. Supposons qu’il n’en soit pas ainsi, et pour cela, prenons un tube de grande section (fig. 8), et établissons la communication entre A et C à l’aide du robinet R (1). Le liquide passe de A en C en tendant la membrane, et cela assez rapidement jusqu’à ce que la tension de C fasse équilibre à la différence de niveau entre A et C ; mais à ce moment, le liquide du tuyau étant animé d’une vitesse assez grande de A vers G, ne peut s’arrêter brusquement. En vertu de son inertie et de la vitesse acquise, il continue à pénétrer dans G, dont il augmente par conséquent la tension d’une certaine quantité au-dessus de celle qui ferait équilibre à la pression de A. Lorsque ce mouvement s’arrête, toute l’énergie emmagasinée sous forme de quantité de mouvement étant absorbée par la tension de la membrane, celle-ci se détend, refoule le liquide vers A, se tend en sens inverse par suite de l’inertie du liquide, de (*)
- (*) Le robinet R, par erreur, n’a pas été figuré.
- sorte que le même phénomène se reproduit en sens contraire, et ainsi de suite : il y a donc production à'oscillations du liquide dans le tube, oscillations qui se continuent avec des amplitudes graduellement décroissantes, jusqu’à ce que les frottements dans T aient absorbé toute l’énergie mise en jeu, ce qui, théoriquement, ne doit se produire qu’après un nombre d’oscillations infini.
- Il y a lieu de. faire remarquer que dans ces oscillations, c’est toujours la même quantité d’énergie qui entre en jeu, qui prolonge le mouvement du liquide de A vers G lorsque l’équilibre des pressions est dépassé et détermine la surcharge de C ; qui est restituée par la détente de la membrane dont elle détermine ensuite la tension en sens inverse, et ainsi de suite. Cette
- Fig. 8. — Oscillations.
- quantité d’énergie est empruntée à la source sous forme de quantité de mouvement : c’est la quantité de mouvement qui, lorsque nous avons ouvert R, était emmagasinée dans le liquide au moment où l’équilibre des pressions s’est produit.
- Lorsque le vase G est chargé, si on le décharge en le mettant par un tuyau de grosse section, en communication avec un vase ouvert, les mêmes phénomènes se reproduiront exacte-tement, et pour les mêmes raisons.
- Telle est toute l’explication de ce phénomène des oscillations, qui en électricité, par la combinaison des effets de la capacité et de la self-induction, produit des effets si curieux. La seule différence, c’est qu’au lieu de quelques oscillations par seconde, on peut en avoir des millions.
- En outre, des dispositions spéciales sont nécessaires pour réaliser l’acte correspondant à l’ouverture du robinet. Si on ouvrait R assez lentement, on conçoit, en effet, que les oscillations ne se produiraient pas avec la même netteté. De même, dans un circuit électrique où les
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- oscillations sont extrêmement rapides, elles ne se manifesteraient pas par le simple jeu d’un commutateur, et on a recours, pour les exciter, au phénomène de l’étincelle disruptive, qui équivaut à une manœuvre pour ainsi dire instantanée du robinet (1).
- L’exemple précédent montre encore avec quelle netteté les analogies hydrauliques peuvent faire saisir des phénomènes assez complexes : du reste, l’expérience elle-même est encore plus convaincante, et il suffit de l’exécuter, non seulement pour se rendre compte du phénomène et être absolument convaincu que les choses ne sauraient se passer autrement, mais encore pour voir quelle est l’influence des divers éléments.
- Si par exemple le diaphragme est grand, sa contre-pression s’accroît lentement et les oscillations sont lentes, tout en présentant une grande amplitude. Il en est de même si la masse est considérable, car cette masse en mouvement dans une direction donnée peut s’arrêter rapidement ; au contraire, quand la résistance est considérable, elle intervient pour dissiper la quantité de mouvement en même temps que le diaphragme l’absorbe, ce qui a pour résultat de diminuer l’amplitude des oscillations, de les amortir rapidement et de les rendre plus rapides. Toutes ces conséquences s’appliqueraient identiquement dans le cas d'un circuit électrique.
- G. Claude.
- (A suivre).
- A PROPOS DE PHOTOMÉTRIE
- Si j'ai mal interprété, l’article de M. Féry, et je ne suis pas le seul dans ce cas(3), l’auteur ne saurait s’en prendre qu’à l’absence de conclusions à la fin de ses considérations et au titre qu'il avait adopté pour son article : Pho-tométrie des phares, projecteurs et appareils de télégraphie optique, et enfin à son affirma-
- (’) Voir à ce sujet la notice consacrée par M. Poincaré à « La lumière et l’électricité d’après Maxwell et Hertz » dans l’Annuaire du Bureau, des longitudes pour 1894.
- (2) Voir VElectrical World du 20 janvier 1894, p. 92.
- tion même que « tout cela pouvait s’appliquer de point en point aux projecteurs. » Il a attendu peut-être un peu tard pour nous avertir « qu’il n’avait pas le moins du monde l’intention de représenter exactement ce qui se passe dans la pratique » et qüè le chiffre de i3oo bougies qui d’abord « avait seul à son avis une valeur quelconque, » n’avait, au contraire, « pas la prétention de mesurer quoi que ce soit. » Maintenant que les lecteurs sont mis au courant du sens des termes employés, ils ne se laisseront plus égarer, mais ils se demanderont peut-être comme moi quel était dans ces conditions le but de l’auteur, car celui-ci ne saurait, même en laissant de côté toute pratique, démontrer que la loi qu’il avait voulu établir s’applique au véritable projecteur théorique, c’est-à-dire au paraboloïde, et les lentilles achromatiques sont aplanétiques seulement sous une ouverture trop faible pour qu’il puisse les proposer aux constructeurs autrement que comme un type à ne pas imiter.
- M. Féry objecte aujourd’hui contre la définition de la puisance lumineuse, qui continue à lui déplaire, qu’on ne peut mesurer expérimentalement cette puissance par l’intensité d’éclairement à un mètre. Mais d’une part ce serait une simple pétition de principe que d’appliquer une définition en dehors des limites pour lesquelles elle a été formellement établie, et d’autre part ce serait une erreur aussi grave de ramener la notion de l’intensité d’une source à celle de l’éclairement qu’elle produit à un mètre que de confondre des bougies avec des bougies-mètre.
- Quant à vouloir réduire ainsi toutes les données photométriques aux mesures que peut fournir une lecture directe, ce serait aller un peu vite en besogne. M. Féry ne s’est pas aperçu sans doute qu’une semblable prétention le condamnerait logiquement à supprimer une grande partie de la photométrie, en particulier les intensités moyennes sphériques et les intensités lumineuses des sources de grandes dimensions, qu’on ne peut photométrer à un mètre de distance. Il ne faut pas oublier d’ailleurs que toutes les mesures de puissance lumineuse des projecteurs qui ont été faites depuis un quart de siècle, et elles sont nombreuses, ont consisté précisément dans, la mesure de l’éclairement à grande distance; mais, la loi du carré étant alors applicable, personne ne songe à se mettre à un kilomètre plutôt qu'à deux ou trois, et il faudrait
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- des raisons bien puissantes pour ne pas représenter dans ces conditions l’effet du projecteur par l’intensité du feu nu qui, mis à sa place, produirait le même éclairement. Quand on examine cette question sans parti pris, on ne conçoit même pas qu’elleait pu soulever une pareille discussion.
- F. Guilbert.
- l’installation
- DES TREUILS ÉLECTRIQUES
- DES « MAGASINS GÉNÉRAUX »
- Les Magasins généraux de Paris possèdent au pont de Flandre un entrepôt couvrant une
- superficie d’environ 57000 mètres carrés et situé, pour les commodités du transport, dans l’angle formé par la ligne de l’Est et le canal Saint-Denis. Un raccordement avec la voie ferrée (chemins de [ceinture, Nord et Est) et un chenal creusé entre les différents bâtiments permettent d'effectuer soit par wagons, soit par bateaux, le transport des marchandises de l’entrepôt, presque exclusivement composées de sucre. La capacité totale de ces bâtiments est d’environ 1 000000 de sacs de sucre de 100 kilog. Les magasins, au nombre de 16, comportent chacun un rez-de-chaussée et un certain nombre d’étages, ordinairement quatre, auxquels les sacs de sucre sont montés et desquels ils sont descendus à l’aide de treuils placés au dernier étage.
- Magasin
- Magasin 3
- Fig. i. — Plan des magasins n°’ 4 et 9.
- En principe, chaque treuil se compose d’un tambour mu par un moteur quelconque, et pouvant tourner dans les deux sens, sur lequel s’enroule une corde dont les deux bouts, sortant'à travers la muraille, vont passer chacun sur une poulie, et de là descendent verticalement vers la terre, en passant devant des baies pratiquées à chaque étage. Deux cordelettes descendant
- verticalement tout le long de la muraille et à l’intérieur permettent aux hommes faisant les manœuvres, et placés à un étage quelconque, d’obtenir le mouvement des cordes dans un sens ou dans l’autre, en tirant sur une cordelette ou sur l’autre.
- Plusieurs systèmes différents sont employés pour transmettre le mouvement aux tambours
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- des treuils: la transmission mécanique, la transmission hydraulique et la transmission électrique. Les deux premiers sont les plus anciens et sont appliqués à dix magasins. Tous donnent satisfaction aux desiderata ; cependant la transmission électrique a à son actif quelques sujets de préférence. Elle permet d’obtenir un rendement supérieur à ceux obtenus avec les deux autres systèmes, surtout avec la transmission mécanique. C’est d’ailleurs, on le sait, une
- qualité tout à fait générale de la transmission électrique de donner des résultats financiers supérieurs à ceux de tous les autres systèmes chaque fois qu’il s’agit de répartir et de fractionner l’énergie sur une grande surface pour produire un travail intermittent, et cela que la comparaison soit faite indifféremment avec la transmission télédynamique, la transmission hydraulique ou la transmission à air comprimé.
- La transmission électrique présente encore,
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- Fig. 2. — Plan de la
- salle des machines.
- dans notre cas particulier, sur l’hydraulique, l’avantage de né pas se laisser influencer par le froid. Si l’on tient compte de ce fait que la campagne sucrière ne commence qu’en septembre, et que la plus grande partie du sucre est amenée dans les magasins de novembre à février, c’est-à-dire en plein hiver, on voit quel intérêt il y a à être absolument certain du fonctionnement des appareils de levage et de manutention en tout temps pour éviter des retards et des encombrements coûteux.
- C’est en 1884 que fut mise à l'essai l’applica-
- tion de l’électricité à la commande de quatre treuils au moyen de machines Gramme type supérieur, recevant le courant d’une génératrice Gramme placée à quelques centaines de mètres. Les résultats obtenus ayant donné pleine satisfaction, l’administration des Magasins généraux a décidé en 1893 d’en faire de nouveau l’application à deux magasins nouvellement construits, avec quelques petites modifications- de détail indiquées par la pratique des premiers appareils. Elle chargea la Compagnie Électromécanique de l’installation de dix-huit treuils, et c’est
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- de cette installation, qui fonctionne depuis cinq mois, que nous allons donner un aperçu.
- Les deux magasins munis de treuils électriques portent les n08 4 et9; le magasin 4 contient douze treuils, et le magasin 9 six treuils. Nous donnons ci-contre un plan de la disposition des magasins. On peut voir sur ce plan que chaque magasin peut charger ou décharger des véhicules très différents : des wagons sur un de ses
- grands côtés, des bateaux sur l’autre grand côté, et des voitures de camionnage sur les petits côtés; il y a donc toutes les commodités désirables à ce point de vue. Chaque magasin possède un rez-de-chaussée et quatre étages avec une surface totale de sol de 12000 mètres carrés pour le n° 4, et de 7 800 mètres carrés pour le n° 9, et une capacité totale de 240000 sacs de 100 kilos pour les deux magasins.
- Fig. 3. — Tableau de distribution.
- Le courant est fourni aux dix-huit treuils nouveaux et aux quatre anciens par deux dynamos C.-E.-L. Brown à courant continu de 210 volts et 200 ampères, et l’ancienne dynamo Gramme de 210 volts et 100 ampères, pouvant être mises en quantité. Ces dynamos sont actionnées par deux machines à vapeur (fig. 2) à faible vitesse, par l’intermédiaire d’une transmission et d’embrayages à friction nouveaux et très bien conçus.
- Le tableau de distribution étudié par la Compagnie Electromécanique, que nous re-
- présentons figure 3, permet le couplage des machines et sert de point de départ pour les trois circuits des anciens moteurs (i20A), des douze moteurs du magasin 4 (400*) et des six moteurs du magasin 9 (200*), et pour six circuits d’arcs et d’incandescence. Il comporte pour chaque génératrice un rhéostat de champ, un interrupteur de champ à charbon, un interrupteur unipolaire avec coupe-circuit, un interrupteur automatique, un coupe-circuit et un ampèremètre. Les circuits de distribution ont
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- aussi chacun un interrupteur bipolaire avec coupe-circuit et un ampèremètre.
- Un voltmètre permet de prendre les précautions nécessaires au moment du couplage des machines et d’assurer la constance du voltage de distribution.
- Les deux lignes des magasins 4 et 9, formées chacune de deux conducteurs de bronze silicieux
- de 128 mm3 pour le premier et de 90 mm2 pour le second, traversent le chenal et pénètrent par des œils-de-bœuf dans les bâtiments. A l'intérieur des bâtiments chaque ligne isolée fait le tour, supportée par des colliers en porcelaine, et des dérivations en câble caoutchouté de 22 mm3 conduisent le courant aux moteurs.
- Les réceptrices bipolaires de 200 volts, 40am-
- pères, qui sont, comme les génératrices, construites par la Société des Etablissements Weyher et Richemond, commandent par deux courroies, dont l’une croisée, les deux poulies motrices du treuil, qui tournent par conséquent en sens contraire. C’est par embrayage de l’une ou l’autre dé ces poulies que l’on obtient le mouvement du tambpur dans un sens ou dans l’autre. A cet effet, deux autres poulies fixées sur les mêmes arbres que les poulies motrices sont reliées à
- deux poulies fixées sur l’arbre du tambour par des courroies non tendues, qui en temps normal ne communiquent pas le mouvement. 11 suffit pour obtenir ce mouvement d’exercer une pression normale à l’une des courroies, au milieu de la distance qui sépare les deux poulies, pression qui est obtenue au moyen d’un galet 'fixé a un levier mu par une des cordelettes à la portée du manœuvre.
- Ces treuils très robustes ont été exécutés
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- d’après les plans de M. Guyenet, qui a la spécialité de ces appareils de levage (fig. 4).
- Pendant qu’on se sert d’un treuil, sa dynamo tourne continuellement, ainsi qu’on a pu s’en rendre compte déjà. On ne met donc le moteur en route qu’une fois, et le démarrage exige quelques précautions, les moteurs alternatifs n’étant pas les seuls, hélas! qui soient dans ce cas. Il était nécessaire, en effet, d’obtenir une vitesse très constante, quelle que soit la charge, pour la
- Fig'. 5 — Rhéostat de mise en marche.
- montée et la descente des sacs, ces manœuvres exigeant beaucoup d’habiletc de la part des gens qui en sont chargés. Dans ce but les réceptrices sont à enroulement shunt et exigent par conséquent qu’au démarrage l’excitation soit faite avant l’introduction du courant dans l’induit, qui doit elle-même être faite avec des résistances que l’on ne doit enlever que progressivement. De même, à l’arrêt le courant de l’induit doit être coupé avantou en même temps que celui des inducteurs. Pour réaliser ces différentes conditions, la Société industrielle des Téléphones a construit les appareils dont nous
- donnons le dessin, (fig. 5), et qui à l'aide d’enclenchements et de mouvement à vis les réalisent très bien : au démarrage la vis du rhéostat ne peut pas être tournée avant que l’interrupteur de l’induit ait été fermé, et cet interrupteur lui-même ne peut pas être fermé avant que celui de l’excitation l’ait été; à l’arrêt, l’interrupteur de l’induit ne peut pas être ouvert avant que toute la résistance ait été intercalée dans l’induit.
- Chaque treuil ainsi constitué élève le sac de sucre de 100 kilog. avec une vitesse de 2,5o m. par seconde; c’est une vitesse assez grande, et ainsi que nous l'avons dit, il faut beaucoup d’adresse et d’habitude de la part des gens chargés de ce service pour saisir, pour ainsi dire au vol, les sacs en mouvement et les faire évoluer convenablement et sans perte de temps.
- On emmagasine ainsi la charge d’un wagon de 100 sacs au troisième étage en i5 minutes. Avec les pertes de temps nécessaires pour le déplacement des wagons, un homme arrive dans une journée de 9 heures à transborder 2400 sacs, chiffre qui semble invraisemblable a -priori et pourtant n’est qu’exact.
- Lorsqu’il s’agit de bateaux, les manœuvres se font encore plus vite et l’on arrive au chiffre de 3ooo sacs dans le même temps.
- Ce sont là des résultats qui, sans être dus exclusivement à l’électricité, n’en sont pas moins en sa faveur, puisqu’elle semble devoir être préférée aux autres systèmes, et qui montrent, d’autre part, combien le champ des applications électriques s’élargit chaque jour.
- Paul Boucherot.
- LA LOCOMOTIVE ÉLECTRIQUE HEILMANN (')
- Les premiers essais officiels de la locomotive Heilmann, dont nous avons décrit les divers organes dans le numéro précédent, ont eu lieu au Havre les 2 et 3 février 1894, en présence d’une assistance assez nombreuse, composée en majeure partie d’ingénieurs de nos différentes compagnies de chemins de fer. Le programme .comprenait chaque jour deux fois le voyage aller et retour du Havre à Beuzeville.
- (') La Lumière Electrique <Ju 24 février 1S94, p. Mm,
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- La locomotive ayant été construite au Havre, | il est naturel qu’on l’ait expérimentée d’abord sur la ligne du Havre.
- Mais ce qui a conduit surtout à adopter le parcours du Havre à Beuzeville, c’est qu’il constitue un des profils les plus durs que l’on puisse rencontrer sur les grandes lignes. On trouve bien dans les pays montagneux certains embranchements où les rampes atteignent sur de faibles longueurs 16,20 et même 25 millimètres par mètre, mais dans la construction des lignes qui doivent être parcourues par de grands express, ces fortes rampes ont été soigneusement écartées du tracé de la voie.
- Les profils les plus accidentés qui existent sur les grandes lignes correspondent à des rampes de 8 millimètres par mètre s’étendant sur une longueur de 10 à 12 kilomètres. On en trouve des exemples sur divers réseaux. En particulier la section de la grande ligne du Havre à Paris comprise entre le Havre et Beuzeville comporte, entre Harfleur et Saint-Romain, une rampe de 8 millimètres sur une longueur de 11 57S mètres. Pour atteindre Harfleur en partant du Havre, on fait d’abord 2879 mètres en palier et 2909 mètres en rampe de 3,3. Après avoir gravi la côte de 8 millimètres de Saint-Romain, on passe sur une rampe de 3,4 mm. pendant 1729 mètres, puis sur un palier de 2268 mètres, après quoi l’on retrouve une rampe de 2,5 mm. sur 36o6 mètres, pour terminer par i368 mètres en pente de 3 millimètres.
- Sur 25,7 km- de parcours, il n’y a entre le Havre et Beuzeville que 10 kilomètres en alignement, mais le reste ne comprend que des courbes de grand rayon ne descendant [pas au-dessous de 1400 mètres.
- On voit que le trajet du Havre à Beuzeville est une montée presque continuelle, puisque sur un parcours total de 25,737 km. il n’y a que 5,147 km. en palier et 1,368 km. en pente; par conséquent si la locomotive électrique parvenait à faire ce trajet dans de bonnes conditions de vitesse, on devait en déduire immédiatement qu’elle possédait des qualités sérieuses et pouvait soutenir la comparaison avec les locomotives ordinaires.
- Le train d’expérience offrait à peu près la même composition que le rapide du Havre. 11 était constitué par la locomotive électrique, formant en même temps tender, et pesant avec son chargement d’eau et de charbon 118 tonnes, plus
- 4 voitures de première classe du nouveau type Ouest pesant chacune 8 tonnes, 1 voiture dynamométrique pesant 6 tonnes, et 2 fourgons pesant chacun 8 tonnes et renfermant 1 tonne d’accumulateurs.
- Le poids du train à vide se composait ainsi de 55 tonnes de matériel à remorquer et de 118 tonnes de locomotive; soit au total 173 tonnes. Lorsque les voyageurs étaient le plus nombreux ils formaient un poids de 10 tonnes. La charge totale du train a donc varié entre 173 et 183 tonnes.
- D’après l’horaire établi par la Société Heil-mann, la vitesse devait aller constamment en croissant à chaque nouveau voyage du Havre à Beuzeville. C’est ainsi que le premier parcours était prévu sans aucun arrêt et devait se faire en 3o minutes, juste le temps que met le rapide à parcourir cette distance. Le quatrième ne devait prendre que 26 minutes seulement, soit dans le premier cas une vitesse commerciale moyenne de 51,5 km. à l’heure, correspondant à des vitesses de 5o kilomètres sur la rampe de Saint-Romain, de 55 kilomètres sur les faibles rampes et de.'70 kilomètres en palier; pour le quatrième voyage la vitesse' commerciale devait atteindre 59,42 km. à l’heure, soit 55 en rampe de 8 et y5 kilomètres en palier.
- Au retour, de Beuzeville au Havre, la vitesse ne présentait pas le même intérêt qu’à l’aller, puisqu’on se trouvait presque constamment en pente et que l’on descendait notamment une pente de 8 millimètres pendant 11 kilomètres. Le premier voyage devait se faire en 27 minutes, le deuxième en 25 et le troisième en 24 minutes ; nous ne comptons pas le quatrième voyage, pendant lequel on devait s’arrêter à toutes les stations. Le premier voyage correspondait à une vitesse commerciale moyenne de 57,2 km. à l’heure, et le troisième à une vitesse moyenne de 64,3 km. à l’heure.
- Si nous considérons d’abord la vitesse, le programme a été rempli d’une façon complète. Sauf au dernier voyage du Havre à Beuzeville, où la marche du train s’est trouvée retardée par la fermeture de plusieurs signaux de la voie, les trains sont arrivés constamment à l’heure, souvent même avec 1 ou 2 minutes d’avance. D’après les courbes dynamométriques qui nous ont été montrées, la vitesse en palier | s’est maintenue à 76 kilomètres à l’heure en
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- moyenne et a atteint à certains moments 80 et 82 kilomètres. Les faibles rampes ont été gravies à la vitesse de 58 à 60 kilomètres et la longue rampe de Saint-Romain à une vitesse moyenne de 5c à 54 kilomètres, quoique la vitesse soit montée jusqu’à 58 kilomètres en certains points de la côte. Au retour de Beuzeville au Havre, la vitesse a atteint quelquefois, à la descente de la rampe de Saint-Romain, 92, 94 et même jusqu'à 98 kilomètres à l’heure. Mais en général on s’est contenté d’une allure modérée de 60 kilomètres à l’heure, en supprimant totalement le courant dans les moteurs pendant une bonne partie du trajet.
- En résumé, le train d’expérience, qui était aussi chargé que le rapide du Havre, a atteint, et cela sur un parcours particulièrement difficile, des vitesses au moins égales à celles des rapides de l’Ouest, ce qui constitue déjà un bon résultat.
- Il est vrai que les rapides des autres Compagnies sont beaucoup plus chargés que ceux de l’Ouest. Tout en atteignant des vitesses plutôt supérieures, les machines de ces trains remorquent jusqu’à i5 voitures, c’est-à-dire des charges de i5o tonnes. La locomotive Heilmann a remorqué, paraît-il, jusqu'à 450 tonnes, mais à faible vitesse; à grande vitesse sa puissance n’est pas suffisante pour lui permettre de traîner des charges considérables.
- D’ailleurs ce qui a déterminé le grand succès de la locomotive électrique, c’est surtout la manière dont elle s’est comportée en marche, à toutes les allures. Les invités qui avaient pris place dans les voitures du train ont été unanimes à déclarer que le démarrage, qui ne se manifestait que d’une façon presque insensible, n’était accompagné d’aucun choc et que l’on n’éprouvait pas la moindre secousse en marche, si grande que fût la vitesse. Le contraste entre le roulement du train électrique et celui d’un train ordinaire était encore bien plus frappant si l’on effectuait le trajet sur la locomotive même, comme nous l’avons fait plusieurs fois. Tandis que sur une locomotive à vapeur affectée au service des express, l’on est soumis en marche à des mouvements continuels qui vous projettent dans tous les sens, et au démarrage à une forte secousse, sur la locomotive électrique le démarrage ne se faisait pas,sentir et l’on ne constatait en marche aucun mouvement de lacet ou de
- galop, même à la vitesse de 95 kilomètres à l’heure. Le mouvement était si doux, que si la machine à vapeur n’eût fait quelque bruit, on ne se serait vraiment pas douté que l’on fût en marche. Par suite de la souplesse de la locomotive, due à ses deux boggies, les passages en courbe ne provoquaient pas non plus de secousse appréciable.
- 11 suffisait d’ailleurs, pouf- se rendre compte des qualités de marche de la locomotive électrique, d’assister sur le quai,, à Saint-Romain, au passage successif du train électrique et du rapide du Havre, car les divers mouvements d’une machine sont nettement perceptibles à l’œil à une grande distance.- La locomotive du rapide semblait constamment sauter et se déhancher, tandis que la locomotive électrique fendait l’air avec une rectitude parfaite.
- Du reste, comme forme extérieure, la locomotive électrique n’a aucune analogie avec la locomotive à vapeur. Elle est beaucoup plus massive, mais grâce à son biseau antérieur, son en-semble-n’a rien qui choque l’œil.
- La conduite de cet énorme véhicule est pourtant chose aisée. Pendant toute la durée des essais il y avait sur la locomotive, autour des machines, trois fois plus de monde qu’il n’en j fallait. Mais en temps ordinaire le personnel de la locomotive pourrait être réduit à 2 personnes remplissant des fonctions et des postes tout à fait distincts.
- Le chauffeur-graisseur se tient sur la plateforme ouverte située entre la chaudière et le moteur à vapeur et surveille ces deux appareils. L’entrée des soutes à eau et à charbon se trouvant au niveau de la porte du foyer, il lui est facile d’alimenter la chaudière en combustible et en eau. Il ne doit s’occuper de la machine à vapeur principale que pour surveiller sa bonne marche, c’est-à-dire vérifier si les bielles et les coussinets ne chauffent pas et-mettre de temps en temps de l’huile dans les graisseurs. Il a sous la main un robinet ouvrant en grand ou fermant complètement l’admission de vapeur, mais il ne s’en sert que rarement et sur l’ordre du mécanicien, son chef, qui prend ici le nom de pilote.
- La place du pilote est dans la petite cabine couverte qui se trouve tout à fait à l’avant. Cette salle est toujours très propre, parce qu’il ne s’y trouve que des appareils électriques et la toute
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- petite machine à vapeur de l’excitatrice. Elle porte de chaque côté du biseau d’avant une large baie vitrée qui permet au pilote de surveiller la voie beaucoup plus facilement que sur une locomotive ordinaire, puisque rien ne masque sa vue. '
- Lorsque tous les organes sont au repos le démarrage de la locomotive se fait en deux opérations successives; on commence d’abord par mettre la dynamo génératrice en mouvement avant de faire marcher les moteurs électriques. Il est nécessaire pour cela d’employer un petit artifice, car on se rappelle que les manivelles des 2 pistons étant calées à 180", la machine à vapeur présente deux points morts qui l’empêchent de démarrer d’elle-même. La première opération que le pilote doit effectuer consiste à faire tourner la dynamo excitatrice, en ouvrant le régulateur du petit moteur à vapeur et en le faisant tourner au début à la main, car lui non plus ne démarre pas seul. Lorsque la dynamo excitatrice tourne à pleine vitesse le pilote prévient le chauffeur. Celui-ci ouvre en grand la valve d’admission du moteur à vapeur principal pendant que le pilote, au moyen d'un commutateur monté sur le bâti de la génératrice, envoie le courant de la dynamo excitatrice à la fois dans l’induit et dans l’inducteur de la dynamo génératrice. Cette dernière agissant alors comme réceptrice, entre en rotation en entraînant la machine à vapeur qui est montée sur son arbre.
- En moins d’une demi-minute l’amorçage est fait et l'on coupe aussitôt le courant de l’excitatrice, dans l’induit 'de la génératrice. Une fois la dynamo génératrice et la machine à vapeur mises en route, opération qui s’effectue avant le départ et dès l’âccrochage de la locomotive en tête du train, on n’arrête plus les machines que pendant les stationnements ou si l’on rencontre des descentes très longues. Pendant les arrêts ordinaires on laisse la dynamo et le moteur à vapeur marcher à vide.
- Lorsque la dynamo génératrice tourne à sa vitesse normale, le pilote couple généralement les 8 moteurs par 2 en tension et 4 en quantité, afin de ne pas avoir une intensité trop forte au début, par suite de l’absence de tout rhéostat dans le circuit des moteurs. Ce couplage se fait en tournant un commutateur placé sur le panneau de gauche de la cabine. Le pilote ferme
- ensuite le circuit de chaque moteur au moyen des 8 commutateurs fixés sur le même panneau. Puis il place le levier vertical du rhéostat qui est au plancher dans une position telle que la force électromotrice de la génératrice ait une valeur assez réduite. Il ferme à moitié l’admission avec le second levier vertical disposé sur le plancher à côté du rhéostat. Ceci fait, il garde une main sur le levier d’excitation, et de l’autre main il enlève du cran d'arrêt le levier vertical du commutateur placé au plafond pourle mettre au cran de marche en avant ou en arrière.
- Aussitôt que le courant principal est fermé sur les moteurs, le pilote tourne le levier d’excitation pour augmenter la différence de potentiel aux bornes des moteurs, et ouvre l’admission en grand jusqu’à ce que la locomotive ait atteint sa vitesse normale de marche. L’arrêt s’opère par une manœuvre inverse, en diminuant progressivement la force électromotrice de la génératrice, puis en coupant le courant principal de celle-ci avec le commutateur de changement de marche, que l’on place au cran d’arrêt. Le pilote achève l’arrêt en provoquant le bloquage brusque de tous, les freins du train en tournant le robinet ordinaire du frein Westinghouse dit « robinet du mécanicien ». Pour débloquer le frein avant le départ, il tourne dans sa première position le robinet du mécanicien.
- Pour changer le sens de la marche, on arrête d’abord les moteurs comme il vient d'être dit, puis on place le levier du plafond dans la position de marche inverse.
- Dès que le train est lancé, le pilote n'agit plus que très rarement sur le levier d’admission. Il laisse l’admission constante et aussi grande que possible. Plus la charge du train est considérable, plus l’admission doit s’approcher de l’ou-verturejj complète de la valve qui correspond à un train chargé au maximum.
- Le degré d’admission restant sensiblement constant en cours de route, le pilote ne touche plus qu'au levier du rhéostat, qu’il fait varier dans les limites nécessaires pour se conformer à la vitesse de marche indiquée sur son horaire pour les différents points du parcours. En .pratique, les vitesses sont calculées en raison inverse de la difficulté du trajet; par exemple, plus la rampe est forte, c’est-à-dire plus l’effort de traction est grand, plus la vitesse prévue est faible, de sorte que l’effort de traction
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- seul varie dans de grandes proportions suivant les divers profils, tandis que la puissance totale développée ne varie pas beaucoup, pour une charge de train donnée, quel que soit le point de la voie où l’on se trouve. On force pourtant la puissance à la montée des rampes pour obtenir une vitesse un peu plus forte que ne le donnerait la puissance normale. De même à la vitesse toujours assez grande assignée pour la descente d’une rampe, la puissance dépensée n’est plus égale à la puissance normale; elle est sensiblement inférieure à cette dernière, parce que l’effort de traction devient dans ce cas très faible.
- Les moteurs électriques excités en série se prêtent beaucoup mieux que les moteurs à vapeur à ces variations de l’effort de traction. En maintenant aux bornes d’un moteur électrique une différence de potentiel constante, si la puissance mécanique demandée reste constante, le couple moteur, se réglera automatiquement en fonction inverse de la vitesse. Par conséquent, en rampe de même qu’en palier, il n’y aurait aucun réglage à effectuer si l’on conservait la même puissance mécanique. Comme en réalité on augmente un peu la puissance mécanique dans les rampes, il .faut alors augmenter un peu la différence de potentiel aux bornes des , moteurs, de 35o à 400 volts par exemple. Le courant total passe en même temps de 1000 à 1200 ampères.
- Si l’on descend une côte, il suffit de faire l'opération inverse, abaisser la différence de potentiel à 3oo ou c5o volts par exemple; le courant tombera à 600 ampères et le couple moteur et la puissance de traction se trouveront réduits d’eux-mêmes, tandis que la vitesse conservera une valeur élevée. Si la descente est un peu longue, on peut même ouvrir le circuit des moteurs, qui se trouvent entraînés à vide par les essieux, sans consommer aucun courant. C’est ainsi qu’au retour de Beuzeville au Havre nous avons vu le pilote enlever le courant des moteurs au bout d’un quart d’heure de marche, et laisser le train descendre la côte de Saint-Romain (11 kilomètres), puis marcher seul par la vitesse acquise jusqu’à l'approche de la gare du Havre. Comme la suppression de courant durait plus de 10 minutes, le pilote a même quelquefois arrêté pendant tout ce temps la dynamo génératrice et la machine à vapeur principale.
- C’est l’un des avantages du système employé
- par M. Heilmann d’avoir l’indépendance complète entre les moteurs électriques et la génératrice, et c’est pourquoi il a adopté pour sa locomotive le courant continu de préférence au courant polyphasé. Il avait songé au début à employer des moteurs triphasés, à cause des commodités d’emploi que présentent ces appareils, et notamment parce qu’ils semblaient permettre la suppression de tout contact mobile ou collecteur. Un moteur triphasé de 70 chevaux a été construit en 1892 par la Société Heilmann, et soumis à des essais de démarrage, de puissance, de vitesse, etc. Sur le modèle expérimenté, M. Heilmann a reconnu que le couple au démarrage pouvait être très intense et le rendement élevé, mais que si l’on ne voulait pas sacrifier la puissance spécifique du moteur, il fallait donner à la génératrice, à toutes les charges, une vitesse à peu près proportionnelle à celle de la réceptrice, ce qui conduisait par exemple à faire tourner le fnoteur à vapeur à grande vitesse à la descente des rampes. Les moteurs à courants polyphasés auraient donc fait travailler la machine à vapeur dans de mauvaises conditions de rendement, et c’est pourquoi M. Heilmann s’est décidé à installer des moteurs à courant continu, du moins sur sa première locomotive. Il est possible, en effet, qu’on arrive par une construction méthodique, à donner aux moteurs à courants polyphasés, qui auront toujours le grand avantage de la simplicité, les qualités nécessaires pour les rendre propres à la traction.
- La dynamo génératrice à courant continu de la locomotive Heilmann, étant indépendante des moteurs électriques, fait travailler la machine à vapeur qui actionne la dynamo au degré d’admission correspondant au maximum de rendement, et l’on règle la vitesse proportionnellement à la charge de la dynamo en laissant l’admission constante; c’est-à-dire que si la dynamo n’absorbe que peu de travail mécanique, la machine à vapeur marche à faible vitesse, et si la dynamo consomme beaucoup de travail, la vitesse du moteur à vapeur s’accélère. Ce réglage automatique du moteur qui semble assez difficile à réaliser, est rendu possible grâce à l’excitation indépendante de la dynamo, comme on va le voir par le petit calcul suivant :
- On sait que le couple résistant supporté par l’induit d’une dynamo, c’est-à-dire le travail mé-
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- canique que le moteur doit vaincre par tour, est proportionnel au produit des intensités magnétiques de l’inducteur et de l’induit. L’excitation étant indépendante, le flux inducteur A est proportionnel au courant inducteur i,
- A = K, i.
- Le flux magnétique B de l’induit est également proportionnel au courant inducteur, mais il dépend en même temps de la puissance dépensée dans le circuit extérieur, c’est-à-dire de la charge m de la dynamo; on a donc
- B = K.t'm,
- d’où l’on déduit la valeur du couple résistant W, W = K i* m.
- Dans cette expression, le courant d’excitation i a une valeur prépondérante par rapport à la charge de la dynamo, puisqu’il se trouve au carré. Par conséquent, si la charge m de la dynamo augmente, on peut néanmoins diminuer notablement le couple résistant W en diminuant le courant d’excitation i. Par suite de la diminution du couple résistant, la machine à vapeur, qui produit un travail moteur constant, (de 2 chevaux environ) par tour, accélérera d'elle-même sa marche.
- Le résultat auquel on arrive ainsi est assez curieux : lorsque dans une rampe, par exemple, on veut augmenter la puissance mécanique disponible sur les essieux, on doit augmenter la résistance d’excitation de la dynamo génératrice. La vitesse de la machine à vapeur et de la dynamo génératrice augmente aussitôt, ce qui fait monter les volts et les ampères. Inversement, pour diminuer la puissance électrique, à la descente d’üne côte, par exemple, on diminuera la résistance d’excitation, et le moteur à vapeur, étant chargé davantage, ralentira son allure. Dans ce dernier cas, l’indépendance de la dynamo génératrice et des réceptrices est bien marquée, puisque les moteurs marchent à grande vitesse, tandis que la génératrice tourne à faible vitesse.
- Les résistances des différentes touches du rhéostat d’excitation de la génératrice ont été établies par la discussion des caractéristiques de la génératrice et des réceptrices à diverses vitesses et à diverses excitations, de façon que chaque section du rhéostat corresponde à une
- variation déterminée à l’avancé dans la vitesse et la puissance du moteur à vapeur principal.
- En pratique, le pilote ne se sert du rhéostat d’excitation de la génératrice, en laissant l’admission constante, que pour les iaibles variations; pour les grands écarts de puissance, il agit sur l’admission de vapeur dans le moteur principal et même dans le moteur de l’excitatrice.
- Ces explications gagneraient certainement à être complétées par quelques exemples numérL ques, dont il faut nous passer, car la Société Heilmann n’a consenti à nous fournir aucun chiffre. Ün ne saurait blâmer cette Société de la réserve qu’elle observe si l’on réfléchit qu’elle a dépensé près de 3ooooo francs pour la construction de sa première locomotive, et que le seul bénéfice qu’elle ait tiré jusqu’ici de son entreprise, c'est de posséder une grande quantité de chiffres et renseignements pratiques inédits sur la traction électrique.
- Pour la même raison, il ne nous est pas possible d’examiner si dans la locomotive Heilmann le rendement de l’ensemble du système moteur, du foyer de la chaudière aux jantes des roues, est réellement égal ou même supérieur à celui d’une locomotive à vapeur ordinaire, ainsi que l’affirme M. Heilmann. Il est en effet difficile de juger autrement que par les chiffres si l’économie réalisée par les conditions favorables dans lesquelles fonctionne la machine à vapeur, grâce à sa marche à admission constante à toutes les charges, et à la possibilité de l’arrêter complètement pendant la descente des rampes, suffit à compenser les pertes qui se manifestent dans la double transformation électrique de l’énergie. On nous a dit que le rendement électrique de la dynamo génératrice était supérieur à 96 0/0, et que le rendement commercial des moteurs électriques n’était pas inférieur à 90 0/0 dans toutes les limites de charge qu’ils supportent.
- Nous croirions volontiers à l’exactitude de ces nombres, car, à notre avis, l’ensemble des appareils électriques est la partie la mieux réussie de toute la locomotive Heilmann. La dynamo et les moteurs se sont très bien comportés pendant toute la durée des expériences, malgré le service un peu dur qu’on leur a demandé. Les réceptrices bipolaires sont de construction très robuste, l’accès n’en est pas trop difficile, et l’on peut remplacer rapidement une pièce qui manque.
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- Les collecteurs étaient encore en très bon état après les huit voyages, quoique les balais soient fixes, et aucune partie des moteurs n’avait chauffé. De même, il est très rare que l’on touche aux balais de la dynamo génératrice de Soo chevaux. Les électro-aimants de cette machine étant très courts et très puissants, la réaction d’induit ne s’y fait pas sentir.
- On a fait démarrer devant nous le train, dont on avait à dessein serré à bloc les sabots du frein sur une voiture, afin de créer une résistance considérable. Nous avons vu le courant passer en une minute de o à 1400 ampères sans qu’on ait touché aux balais et sans qu’il y ait eu de forts crachements au collecteur. Il paraît même qu’on a pu pousser le débit de la dynamo génératrice jusqu’à 2400 ampères, à la tension ré-' duite de 100 volts, sans échauffement dangereux des fils.
- Pendant les expériences en palier, la puissance électrique produite variait entre 5oo et 55o chevaux environ ; à la montée des rampes, l’ampèremètre a rarement dépassé 1200 ampères, soit i5o ampères par moteur, lorsque le voltmètre indiquait 400 volts, c’est-à-dire que la dynamo a fourni au maximum 480 kilowatts, soit une puissance de 65o chevaux.
- La dynamo génératrice pourrait certainement fournir sans difficulté jusqu’à 1200 chevaux électriques, et les moteurs électriques pourraient supporter cette puissance, puisque l’intensité de 100 à i5o ampères qui les traverse en temps ordinaire a été portée un jour, nous a-t-on dit, jusqu’à 25o ampères. Ce débit a été maintenu pendant deux heures dans le moteur sans que celui-ci en ait souffert.
- La chaudière, dont la surface de chauffe est considérable, pourrait aussi, sans être surchargée outre mesure, fournir une quantité de vapeur suffisante pour alimenter une machine à vapeur de 1200 chevaux.
- Si malgré tout on n’a développé sur la machine Ileilmann, dans le cours des expériences, qu’une puissance mécanique de 700 chevaux environ, cela tient uniquement à ce que la machine à vapeur est plus faible que tous les autres organes de transmission.
- La Société Heilmann a reconnu que la machine à vapeur ne pouvait donner normalement que 600 à 700 chevaux et que la puissance maxima qu’elle pouvait fournir était de 800 che-
- vaux. La cause de ce défaut se découvre au premier coup d’œil quand on voit que la course du piston est plus faible que le diamètre des cylindres; le moteur étant placé transversalement, on s’est trouvé limité dans les dimensions à donner aux divers organes de la machine. Lorsque la Société Heilmann s’est aperçue du défaut de proportionnalité entre le moteur à vapeur et les autres machines, la construction de la locomotive était trop avancée. Pour modifier le moteur à vapeur, il aurait fallu recommencer complètement l’étude de la locomotive.
- Si M. Heilmann avait eu sur sa locomotive une puissance mécanique de 1200 chevaux, il aurait encore augmenté l’intérêt de ses expériences, car il aurait pu donner à son train, de composition semblable à celle des rapides du Havre, des vitesses notablement supérieures aux vitesses actuelles de 75 kilomètres en palier, au lieu de se borner à atteindre ces vitesses. 11 aurait pu également remorquer aux vitesses de 75 kilomètres à l’heure, un train beaucoup plus chargé que les rapides de l’Ouest ou même des autres Compagnies. Dans les deux cas, la supériorité de la locomotive électrique sur la locomotive à vapeur, en ce qui concerne la puissance et l’effort de traction que l’on peut donner à ces machines, eut été mise à jour, sans préjudice des qualités indiquées plus haut comme démontrées. M. Heilmann espère arriver au résultat visé avec une seconde locomotive qu’il doit construire, et dont la puissance totale s’élèvera à iâoo chevaux.
- Au point de vue général, nous ne possédons pas encore de données suffisantes pour dire avec exactitude quelle est la valeur du système Heilmann. Etant donné que le problème de la traction électrique ne peut être résolu sans l’aide directe ou indirecte de la machine à vapeur, la solution appliquée par M. Heilmann a l’avantage de présenter comme ensemble électrique une grande simplicité. La dynamo qui produit le courant, la machine à vapeur et la chaudière qui actionnent cette dynamo, se trouvent rassemblées à côté des moteurs et sans aucun intermédiaire tels qu’accumulateurs ou canalisations.
- Au point de vue chemin de fer, la locomotive Heilmann a le grand avantage de pouvoir s’adapter au lieu et place des locomotives ordinaires sans qu’il soit besoin de changer en rien le reste du matériel existant non plus que la voie, et
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- sans nécessiter- !a création d’une seule usine électrique. Elle présente encore, sur d’autres points!, une supériorité marquée vis-à-vis des autres systèmes électriques. D’abord, elle ne comporte que des organes simples et robustes. Ensuite, elle peut marcher plusieurs jours sans interrompre son service autrement que pour prendre de l’eau et du charbon,,tandis qu’une locomotive électrique à accumulateurs, ou même une locomotive à vapeur, doit être remplacée après un service effectif limité à quelques heures. Mais le poids élevé de la locomotive Heilmann constitue un inconvénient sérieux. Les plus grosses locomotives à vapeur pour trains de voyageurs ne pèsent que 97 à 100 tonnes environ tandis que la locomotive Heilmann pèse 118 tonnes. Malgré cela elles effectuent à des vitesses au moins égales à celles de la machine Heilmann la traction des trains beaucoup plus lourds que cette dernière. La seconde locomotive Heilmann, qui aura une puissance de i5oo chevaux, dépassera les vitesses et les charges des locomotives à vapeur, mais pèsera beaucoup plus lourd. Le poids élevé de la machine ne constitue pas par lui-même un inconvénient grave, mais il peut entraîner à des dépenses de traction supplémentaires. Or, nous l’avons dit au commencement de cet article, c’est la question de la dépense de traction qui entrera presque seule en jeu, lorsque les compagnies de chemins de fer voudront juger delà valeur pratique d’une locomotive d’un nouveau système. C’est pourquoi il serait prématuré de prédire dès aujourd’hui quel avenir sera réservé à la locomotive électrique Heilmann, car il n’est pas douteux que d’autres systèmes électriques se présenteront bientôt en concurrence avec le système de cet inventeur.
- Quoi qu’il en soit, le mérite reste acquis à M. Heilmann d’avoir abordé le premier la traction électrique sur le terrain expérimental, et d’avoir démontré les qualités essentielles de ce mode de traction en construisant une locomotive donnant des résultats comparables aux locomotives de nos express. Espérons que de nouveaux essais entrepris, soit avec le système Heilmann, soit avec d'autres systèmes de locomotive électrique, viendront bientôt nous renseigner sur les conditions de fonctionnement industriel de la traction électrique.
- Ch. Jacqujn.
- CHRONIQUE ET REVUE
- DE LA PRESSE INDUSTRIELLE
- Une machine à influence, par W. R. Pidgeon (')
- Si l’on suit le mouvement d’un secteur d’un disque de l’une des belles machines à influence de M. Wimshurst, on voit qu’il passe par les variations électriques suivantes en admettant qu’il vient de quitter le collecteur positif C, il arrive dans un champ positif intense produit par l’autre disque, se trouve alors mis à la terre par le premier balai neutralisant D et se charge négativement. En passant il induit une charge positive sur l’autre disque quand celui-ci vient
- Secteurs
- Fig. 1.
- au balai neutralisant D', puis finalement il rencontre une charge négative semblable, amenée par l’autre disque, en E, et se décharge dans le collecteur négatif. Je ne prétends pas que ceci soit une explication complète de tout ce qui se passe, mais je veux indiquer dans quel sens j’ai travaillé en imaginant ma machine. Voici ce que je pensais qu’il y avait à faire :
- En premier lieu rendre la capacité de chaque secteur d’un disque aussi grande que possible au moment de la charge en D et aussi petite que possible à la décharge en E de façon que la quantité d’électricité déplacée par chaque secteur fût aussi grande que possible.
- En second lieu, empêcher toute perte d’électricité d’un secteur à l’autre à l’entrée ou à la sortie des différents champs d’induction.
- En troisième lieu, faire les secteurs grands et
- C) Philosophical Magazine, dé Londres.
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- nombreux pour accroître la capacité de la machine.
- G’esl. d’après ces idées qu’a été construite la machine suivante :
- Les disques sont en ébonite de 3/8 de pouce d’épaisseur (environ i,6 cm.) avec un retrait en profondeur de 3/8 de pouce sur 5 3/8 (i cm. sur 13,7 cm.) comme l’indique le dessin. Il y a sur chaque disque 32 secteurs en laiton mince portant de courtes tiges auxquelles sont vissées les petites boules de laiton qui servent de collecteurs. Les secteurs occupent le fond du retrait, les tiges traversent l’ébonite et les boules sont vissées par derrière. Le retraitest rempli achaud ! d'un mélange à parties égales de paraffine et de résine, égalisé au tour après refroidissement. Les secteurs se trouvent ainsi entièrement noyés • dans l’isolant et la seule partie libre par où la charge puisse passer d’un secteur à l’autre est la boule de laiton.
- Afin de diminuer cette perte possible, les secteurs font un certain angle avec le rayon, comme l’indique le dessin, de façon que le secteur d’un disque ne dépasse pas soudainement celui de l’autre disque, mais graduellement et avec un mouvement angulaire quatre fois moins rapide que si les secteurs étaient placés radialement.
- Pendant qu’un secteur est en entier dans un champ d’induction, le suivant y est aux trois quarts, le troisième à moitié et le suivant au ; quart, de façon que la différence de potentiel entre les boules voisines est réduite au quart de la valeur qu’elle aurait si les secteurs étaient disposés radialement. Cet arrangement angulaire des secteurs nécessite un déplacement correspondant des balais pour que le contact ait lieu au moment convenable.
- Pour accroître la capacité de chaque secteur au moment où il reçoit sa charge, deux inducteurs stationnaires sont placés vis-à-vis des disques aux points où les secteurs sont misa la terre. Ces inducteurs consistent en des feuilles d’étain noyéesdansde la cire sur un support en ébonite; la charge de chacun lui est communiquée par une pointe traversant un tube d’ébonite et placée vis-à-vis des boules d’un des plateaux en un point où le potentiel est de signe et de valeur convenables. Chaque secteur, au moment où il est mis à la terre, est ainsi placé entre deux inducteurs pareillement chargés — le secteur du plateau opposé d’une part et l’inducteur fixe de
- l’autre — sa capacité est par là beaucoup augmenté et il est susceptible de recevoir une bien plus grande charge d’électricité que si l’on supprimait les inducteurs fixes.
- L’effet de ces inducteurs relativement au débit de la machine est remarquable; car, malgré qu’il n’y ait pas de différence comme longueur d’étincelles, la grosseur apparente de celles-ci augmente beaucoup, et toutes choses égales d'ailleurs, leur fréquence est triplée. Pour juger du débit de la machine avec et sans les inducteurs stationnaires, j’ai compté le nombre, d’étincelles d’une bouteille de Leyde et les tours des disques pendant 3o secondes dans les deux cas, en ayant soin de maintenir la vitesse aussi constante que possible.
- Une bouteille de Leyde de i5ocm2 donnait 19 étincelles en 3o tours sans inducteurs et 54 étincelles avec les inducteurs à la machine; en tenant compte de ce que la vitesse des plateaux était moindre dans le second cas, le débit était triplé par l’emploi des inducteurs. L’explication de ce grand accroissement dans le débit doit, être cherchée, je crois, dans le fait que la réunion des bornes positive et négative n’interrompt pas le fonctionnement de ma machine, comme cela a lieu pour la machine Wimshurst, et qu’elle se trouve prête par conséquent à fonctionner avec toute sa vigueur dès que les pôles sont séparés.
- Lorsque les inducteurs sont enlevés et deux ou trois bouteilles de Leyde reliées aux bornes, il est très facile de remarquer la décharge des plateaux à chaque étincelle et le temps qu’ils mettent à se recharger, d’abord lentement, puis très rapidement, suivant la dimension des con-densateurs)qu’ils','chargent; lorsqu’au contraire les inducteurs fixes sont en place, la charge se rétablit beaucoup plus rapidement, surtout au début, par le fait, je pense, que les inducteurs ne perdent pas leur charge à chaque étincelle et rétablissent d’emblée le fonctionnement de la machine.
- Pour accroître la capacité de chaque secteur au moment où il se décharge dans le collecteur, j’ai mis d’autres inducteurs vis-à-vis des balais collecteurs et les ai disposés de façon à pouvoir les charger par l’inducteur voisin ou le collecteur lui-même. De cette façon le secteur, au moment de sa décharge, est presque entièrement entouré par un champ de même signe que lui*
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- même et j’espérais par ce moyen lui enlever davantage de sa charge. A(u début pourtant j’ai trouvé que ces seconds inducteurs ne faisaient pas grand effet, qu’ils fussent reliés aux autres inducteurs ou aux collecteurs. Mais en leur faisant prendre leur charge directement des petites boules des plateaux mobiles, juste avant les balais collecteurs principaux, ils sont devenus utiles et ont accru l’efficacité de la machine de près d'un'cinquième.
- Grâce à l’obligeance de M. Wimshurst et du Dr Lewis Jones, j’ai été à même de comparer le débit de ma machine avec une machine Wimshurst à 2 plateaux de 38 cm. et avec une autre à 2 plateaux de 40 cm. Je trouve que, surface pour surface, et sans employer les inducteurs fixes, l’efficacité de ma machine relativement à celle de Wimshurst est dans le rapport de 3 à 2; avec les inducteurs fixes le rapport est de 5,66 à 1. En d’autres termes, il faut de 5,à- 5,75 fois la même surface de plateau passant devant le collecteur de la machine de Wimshurst pour produire le même effet, ou d’après les nombres que nous avons relevés ensemble :
- La surface par étincelle passant devant le collecteur est en
- mètres carrés
- Avec la machine de Wimshurst à 8 plateaux
- de i5 pouces de diamètre............... 9
- Avec la machine Wimshurst de M. Jones à
- 2 plateaux de 16 pouces de diamètre.... 8
- Avec la machine Pidgeon à 4 plateaux de 24
- pouces, sans inducteurs................ 6
- Avec une série d’inducteurs............... 2
- Avec les deux séries d’inducteurs......... 1,6
- Je dois mentionner une erreur où je suis tombé en travaillant cette machine et qui m a presque fait penser que les inducteurs fixes ne servaient pas. En les employant d’abord, je me servais de balais au lieu d’une simple pointe pour recueillir leur charge et je trouvais le débit de la machine presque nul, parce que, comme je l’ai finalement découvert, les balais faisaient pont entre les boules des secteurs et permettaient aux charges de passer d’un secteur à l’autre au lieu d’arriver au collecteur. Une autre difficulté que je ri’ai pu vaincre et qui diminue beaucoup la puissance actuelle de la machine provient de la déformation des plateaux d’ébonite, qui, malgré une épaisseur de 5/8 de pouce (1,6 cm.), se gauchissent et se tourmentent de façon à empêcher qu’on puisse les faire tourner à rien qui
- ressemble à une grande vitesse. En outre, l’é bonite est un isolant insuffisant et non seulement empêche d’avoir de longues étincelles, mais réduit, l’efficacité possible de la machine en la rendant de plus en plus conductrice à mesure que le potentiel s’élève. E. R.
- Electrolyseur Hargreaves et Birds (1892).
- La cathode est constituée par une toile métallique c sur laquelle on dépose une couche de pulpe ou pâte d’amiante B, puis une couverte D de plâtre ou déciment de Portland, qui constitue
- ,____________*
- Fig. 1. — Electrolyseur Hargreaves et Birds.
- le diaphramme. L’anode est un charbon E. L’amiante B a pour objet de rendre la partie du diaphragme en contact avec la cathode c la plus poreuse possible, de façon à faciliter le dégagement de l’hydrogène.
- Compteurs centraux Scott (1893).
- Ce compteur comprend deux solénoïdes : l’un, A, traversé à des intervalles réglés par le courant envoyé d’un poste central, et l’autre, D, traversé par le courant à mesurer.
- Plus l’intensité de ce courant augmente, plus l’armature d de D recule vers la gauche, dans le sens de la flèche, en laissant l’armature B de A tomber, par le roulement de son galet c, sur la came E; et, comme cette armature entraîne dans son mouvement le cliquet /», op voit, qu’à
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- chaque remontée de B par A, ce cliquet fera tourner le mécanisme intégrateur C proportionnellement à la valeur actuelle de l’intensité en D.
- Ainsi qu’on le voit sur la figure 2, l’armature
- Fi g. 1 et 2. — Compteurs Scott.
- du supportée par deux lames GG, est doublée d’une armature extérieure d, enveloppant D, et fermée en/par une pièce en un métal non magnétique, de manière à augmenter le plus possible la sensibilité de l’appareil. G. R.
- Blanchiment électrolytique Knoeffler et Gebauer (1893).
- On fait passer dans une dissolution de 5 à 10 0/0 de chlorure de sodium un courant de 600 ampères par mètre carré d’électrodes : il se produit alors des dissolutions d’hypôchlorite de chaux renfermant, avec une augmentation de température de
- i5°.......... o,3o 0/0 de chlore actif
- 21°.......... 0,40 !• »
- 28“........... o,5o »
- On sait ainsi qu’il se produira, paf exemple, une dissolution à 0,40° si on laisse le bain monter de 12 à 33° (33 — 12 = 21) et si on le maintient à cette température en réglant convenablement l’admission du liquide au bain! La réaction se produirait, d’après les inventévirs, avec une régularité parfaite, sans diaphragmes et sans addition de chaux. *
- •4 G. R.
- Cherche-fautes Rudd (Western Electric C°) (1891-1893). ?
- Cet appareil permet de s’assurer très vite, mais approximativement, de l’isolement ou de la résistance d’une ligne ou d^ijn câble a, avec
- Fig. 1. —Cherche-fautes Rudd.
- âme b' et isolant b'. Quand on presse en g2 la clef d’épreuve g, on sépare d’abord les contacts h et h', puis on ferme i et k, en même temps que l’on ouvre 11'. Gomme l’un des pôles de la pile c
- est relié à l’isolant b, et l’autre au condensateur d, à h et à i, le téléphone e, relié au condensateur et au contact k, est [mis, quand on lâche g, en court circuit avec le condensateur, qui s’y dé-
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- charge avec une puissance en fonction de la résistance de l’isolant, que l’on peut aussi évaluer grossièrement, par l'intensité du son rendu au téléphone.
- G. R.
- Accumulateur Smyth (1893).
- Les plaques sont constituées par des balles de plomb B, percées de trous rectangulaires b b, enfilées, comme les figures 1 et 2, entre les cloi-
- On peut aussi, comme l’indique la figure 5, disposer les plaques horizontalement, en couches, séparées par des diaphragmes d’amiante H et en deux groupes, avec cloison poreuse D' D'.
- Si l’on veut une pile secondaire sèche, il faut employer comme matière active une pâte d’oxyde de zinc, de chlorure de zinc, de chlorydrate d’ammoniaque, de sucre, de plâtre et d’eau. Après avoir oxydé les balles dans un bain d’acide nitrique étendu, on les refoule à la presse dans
- La
- • e 9
- P
- à 4. — Accumulateur Smyth.
- sons du cadre en plomb C, et bourrées de la matière active (mélange d’oxyde de plomb et de plâtre empâté avec de l’acide sulfurique dilué.
- La pile figure 4 est constituée par trois plaques : deux négatives et une positive, séparées par des cloisons poreuses.
- s7 Y
- Fig. 5
- cette pâte qui les remplit, puis on les fait sécher bu four.
- G. R.
- Crochet téléphonique Scribner (1886-1893).
- Quand le téléphone est accroché au bras a (fig. 1) le circuit de la ligne est fermé (fig. 5) par i,
- Fig. 1 à 4. — Crochet téléphonique Scribner.
- la sonnerie, la magnéto d’appel k, le ressort c, le bras a, .g et n.
- Quand on enlève le téléphone, le bras .7 prend,
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- sous l'impulsion du ressort c, la position (fig. 2) où c, séparé de a par l’isolant /, ferme (fig. 5), par cd, sur i, le circuit de la pile locale.
- Fig-. 5. — Crochet téléphonique Scribner.
- C’est un dispositif à ressort unique c, excessivement simple et sûr.
- G. R.
- Galvanomètres à écrans Evershed etGoolden (1893).
- Ces appareils sont soustraits à l’influence des champs magnétiques extérieurs par l’addition
- de deux écrans en fer doux s s reliés entre eux par de? boulons R R par lesquels toutes les lignes de force magnétique des champs extérieurs passent sans influencer la bobine W, Ce dispositif* relativement léger et très efficace, a
- Fig. 1 et 2. — Galvanomètre Evershed et Goolden.
- l’avantage de laisser libre l'accès de la bobine
- W.
- Coupe-circuit automatique Wurts. (Compagnie Westinghouse (1892.)
- Cet appareil fonctionne comme il suit : Normalement, l’armature 3 ferme par le bloc 4 les contacts 9 et 10, et le courant passe de la dy-
- Fig. 1 et 2. — Coupe-circuit Wurts.
- namo 22 par 23, 10, 4, les thermostats 18, 19, et e fil 24. Mais, dès que ce courant augmente, le thermostat se courbe, et ferme le contact 20, 21, dérivant le courant sur le solénoïde 2 qui, attirant son armature, rompt le contact 9, 4, 10. Cette rupture se produit néanmoins sans étin-
- celles, en raison de ce que, pendant cette rupture, le courant est d’abord dérivé sur les cônes 13, 14, 15, qui se séparent ensuite sans formation d’arc, parce qu’ils sont constitués en métal anti-arc.
- L’armature 3 entraîne avec elle une glissière 61
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- pourvue d’une poignée 5, permettant de la manœuvrer à la main, et qui maintient l’armature
- dans sa position après la rupture du circuit par son frottement sur les ressorts 27.
- G. R.
- tente pendant la marche asynchrone de la machine, l’armature a oscille et fait entendre un bruit continu tant .que dure la marche asynchrone. La disparition du bruit indique que la marche synchrone est atteinte.
- Câbles Conner
- (Standard Insulating Cable C°, Pittsburg, 1890-1893).
- Afin d’éviter tout criquage de l’isolant du câble à son entrée dans la filière à le recouvrir
- Câbles Conner.
- Indicateur de marche synchrone de Lahmeyer.
- L’appareil s’applique aux moteurs à courants alternatifs. Il consiste en une pièce de fer a,
- Fig. 1. — Indicateur de marche Lahmeyer.
- fixée par un ressort/sur un pôle magnétique P qui l’attire. Gomme l’aimantation est intermit-
- de plomb 4, ce câble, qui se déroule du tambour 1, est chauffé, sur ce tambour, et avant son arrivée en 4, par une rampe de gaz 5, ou par un serpentin de vapeur 3.
- En outre, immédiatement avant son entrée en 4, le câble traverse un entonnoir 7, rempli d’un isolant maintenu en fusion qui en comble toutes les criques.
- G. R.
- Accumulateur Usker (1893).
- Les plaques de cet accumulateur, de la forme représentée en figure 1 à 5 ont leurs côtés A
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- enmânchés dans les rainures b des tasseaux B, flanqués des diaphragmes C, C, entre lesquels on tasse la matière active D. Chacune des piles se termine par une plaque-support E (fig. 1) superposée à une plaque négative A, qu’elle protège. Le tout eet enveloppé d’une bande élastique F, et plongé dans le bain de gomme G, puis on y tasse la matière active D.
- JJ JS
- Fig-. 1 à 5. — Accumulateur Usker.
- Quand les plaques sont très longues, on les renforce par des étais J (fig. 5).
- G. R.
- Les bouées électriques du port de New-York.
- Le service des phares des États-Unis a une importance considérable, par suite de l’immense étendue des côtes à éclairer, soit sur l’Atlantique ou le Pacifique, soit sur les grands lacs, qui forment une véritable mer intérieure au milieu de l’Amérique du Nord. Il emploie un personnel de 3 204 ingénieurs, gardiens, etc.; il a installé 1255 phares ou feux de direction et de ports, 107 trompettes de brume, 1S7 cloches de brouillard, 136g feux de rivières, 1375 bouées, balises, 420 amers, sans compter 36 feux flottants, des bouées à sifflets, quelques bouées à gaz et enfin 7 bouées électriques.
- Les bouées électriques constituant une nouveauté, nous en donnons une description d’après un article de M. Daniel Bellet, dans la Revue industrielle.
- Quand on a commencé à employer les steamers de grande longueur et de fort tirant d’eau, il est devenu évident qu’il faudrait apporter un changement radical dans la position des bouées et feux flottants éclairant l’entrée du port de New-York à Sandy-Hook. Quand, en 1823, le le bateau-feu de Sandy-Hook avait été placé, on avait choisi son emplacement de manière à le rendre visible de loin aux voiliers; mais aujourd’hui, les vapeurs de grandes dimensions sont seuls à fréquenter le port de New-York, et il faut tenir compte de ce fait que, pour entrer dans la passe, ils font des manoeuvres absolument différentes de celles que font les voiliers. En particulier, par suite de leur fort tirant d’eau, ils sont forcés de suivre le « Gednev Channel », le feu-flottant a donc été déplacé; mais l’éclairage électrique des bouées a contribué encore bien davantage à l’amélioration de cette entrée.
- L installation comprend actuellement sept bouées lumineuses. Chaque bouée est formée d’un long fuseau de bois creux, ou flotteur, fait en cèdre de ia Caroline du Nord. Ce fuseau soutient la lanterne contenant la lampe, qui a une intensité suffisante pour porter à 10 milles, si elle était assez élevée par rapport au rayon de courbure de la terre; malheureusement, il n’y a pas suffisamment de protondeur dans le Gednev Channel pour employer des fuseaux portant le feu à une élévation assez grande au-dessus de l’eau. Cependant on peut voir les bouées blanches, par une nuit claire, du pont d’un bateau, à une distance de 5 milles marins ; quant aux bouées rouges, elles se voient à 2,5 milles. Le fuseau des bouées a une longueur de i5 mètres, au bout de six mois de séjour dans l’eau, on doit le remplacer.
- Dans un évidement entaillé dans toute la longueur du flotteur, depuis son sommet jusqu’à son talon, est logé un câble électrique de 19. mm. de diamètre; l’évidement est du reste recouvert et fermé par une pièce de bois rapportée. Ce câble n’a qu’une seule enveloppe dans l’intérieur même du flotteur; à 60 centimètres avant le talon, il est relié au câble à double enveloppe qui forme le conducteur immergé. Celui-ci sort
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- par le bas du flotteur, un collier de bois étant disposé un peu au-dessous pour l’empêcher de frotter et de s’user sur le collier de fer formant frette autour du pied du fuseau. Ce pied est solidement relié à un anneau qui le réunit à un gros bloc de fonte pesant 2270 kilos; c’est un ancrage très suffisant. Les câbles partant de chacune des bouées rouges sont immergés au fond et réunis à une boîte de jonction ; il en est de même pour la série des bouées blanches.
- Parlons maintenant des lampes, qui sont montées en haut des flotteurs (fig. 1) dans une sorte de petite lanterne à parois de verre, proté-
- Fig. 1
- gée elle-même par un bouclier de barres de fer plates. On avait d’abord mis en service des ampoules oblongues du type commercial ordinaire; mais on s’est aperçu bien vite que la chaleur développée par ces lampes de 100 bougies était trop forte pour le volume réduit des ampoules; au bout de 20 minutes d’allumage, le verre était si chaud qu’on ne pouvait y poser la main. Après des expériences, en septembre 1891, on a adopté une ampoule de 127 mm. de diamètre. On a remplacé le scellement, qui était en plâtre de Paris, par de la litharge. On a également pris des précautions spéciales pour rendre très so-
- lide le filament, parce qu’il est exposé à un ébranlement constant quand la mer est grosse ou simplement clapote.
- On est ainsi arrivé à réduire à un minimum les dépenses de renouvellement. Pendant l’hiver 1890-91, il avait fallu remplacer 66 lampes, en dehors de celles qui avaient été brisées par des collisions; avec le nouveau type, il n’a pas fallu faire plus de 29 remplacements pendant la mauvaise saison. Une des lampes a pu même donner 2407 heures d’éclairage.
- En janvier 1892, les bouées ont été entourées de glaces flottantes pendant plusieurs jours, et quelques-unes furent complètement submergées. L’eau gelait sur les lampes et sur leur entourage, si bien que la tête de la bouée arrivait à présenter le volume d’un baril: mais un peu avant le coucher du soleil, on mettait la dynamo en marche, et la chaleur développée par l’incandescence des lampes suffisait à faire fondre la glace accumulée et à empêcher la formation de nouveaux glaçons.
- Nous avons dit plus haut que les trois câbles de trois bouées de chaque série (rouge ou blanche) aboutissent à une boîte de jonction où, réunis, ils forment un câble principal à trois conducteurs doubles; pour les deux séries il y a donc deux câbles principaux reposant sur le fond de la mer se rapprochant l’un de l’autre, et atterrissant à Sandv-Hook pour établir la communication avec la machine génératrice.
- Dans les premiers temps tous ces câbles étaient protégés par une seule armure de fils métalliques ; on était obligé de les relever de temps en temps pour s’assurer de' leur état ; mais, au moment où on les rejetait à la mer, on s’aperçut qu’ils avaient une tendance accusée à former des boucles, qui avaient le grand inconvénient d’ouvrir l’enveloppe protectrice unique amenant des défauts d’isolement, des extinctions.
- On en est donc arrivé à établir, soit comme branchements, soit comme câbles principaux, des câbles à double enveloppe protectrice de fils de fer. Ces conducteurs ont besoin d’être très robustes, exposés qu’ils sont non seulement aux frottements sur les roches, mais encore au choc des ancres et des dragues. L’isolement est assuré au moyen de gutta-percha pure, qui se montre bien supérieure à tous les autres composés. Les remplacements nécessaires des par-
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- LA LUMIÈRE ELECTRIQUE
- ties de câbles usées se font avec la plus grande rapidité; c’est ainsi qu’on a pu poser en un quart d’heure une longueur de 3200 mètres.
- Ce nouveau systèmes de bouées rend les services les plus signalés. Du mois de décembre 1888 au mois juin 1889, il était passé par le Gedney Channel, entre le lever et le coucher du soleil, un total de 224 navires, ce qui faisait environ 38q navires par an; en juin notamment, où le brouillard avait été fréquent, on n’avait vu passer que 17 navires, dont un seul sortant. Pendant l’exercice 1888-90, le total de la fréquentation a été de 559 navires, dont 192 à la sortie; en 1890-91, nous relevons le chiffre de 767 unités, dont 297 pour les sorties, et enfin celui de 785, dont 252 sorties, en 1891-92. La moyenne mensuelle est passée successivement de 24 à 31, puis à.3g et à 44,4.
- On a confiance en ce nouveau mode d’éclairage, et la preuve en est que les plus grands transatlantiques n’hésitent pas à s’engager dans la passe par des temps très brumeux.
- REVUE DES TRAVAUX
- RÉCENTS EN ÉLECTRICITÉ
- Action de radiations électromagnétiques sur des pellicules contenant des poudres métalliques, par G.-M. Minchin (*).
- A la dernière réunion de l’Association britannique, M. Dawson Turner a appelé l’attention sur une découverte de M. E. Branly, relative aux propriétés des poudres métalliques. Un tube de verre est rempli de limaille de cuivre dans laquelle pénètrent deux fils métalliques. La limaille forme en apparence une colonne de métal continue et opaque. Le tube étant disposé horizontalement, lorsqu’on relie ses électrodes à une pile, il ne passe généralement pas de courant. Dans les cas assez rares où un courant s’établit, il suffit de frapper un léger coup sur le tube pour détruire la conductibilité de la colonne
- (') Philosophical Magazine, janvier 1894, p. 90.
- de limaille et faire disparaître le courant. Un nouveau choc rétablit la conductibilité.
- A première vue, il semble étrange qu’une telle colonne métallique puisse se comporter comme un non-conducteur; mais nous pouvons admettre que le contact entre les différentes particules est de la nature des contacts microphoniques et que la résistance totale de la colonne peut ainsi être très grande.
- L’analogie avec les conditions qu’on rencontre dans un microphone se manifeste lorsqu’on intercale dans le circuit un téléphone qui fait entendre des bruits caractéristiques sous l’influence des moindres perturbations mécaniques communiquées au tube.
- Un des faits les plus intéressants auxquels donne lieu la limaille métallique dans le tube est celui de l’action exercée sur sa conductibilité par influence. Le tube étant à l’état non-conducteur, lorsqu’on fait jaillir dans son voisinage des étincelles entre les boutons d’une bouteille de Leyde ou entre les bornes d’une bobine d’induction, les ondes émises par les étincelles restituent à la colonne son pouvoir conducteur.
- Cette expérience a été reproduite à la séance du 27 octobre dernier de la Société de physique de Londres, par M. Croft, et l’auteur y a reconnu une ressemblance avec les effets produits par des ondes électromagnétiques sur ses piles photo-électriques décrites en 1891 (1). Les effets des étincelles d’une bobine d’induction sur ces piles se sont manifestés à une distance supérieure à 40 mètres. Dans la plupart des cas, le pouvoir que possèdent les radiations électromagnétiques de rendre la pile sensible à la lumière dépend de la longueur de ces ondes; car, lorsqu’on ajoute de la capacité au circuit de décharge, les ondes cessent d’affecter la pile.
- L’auteur a toujours soutenu que cette action de la pile est due à un nouvel arrangement des molécules produits dans la pellicule sensible de la pile par les perturbations électriques engendrées dans les fils reliés à ses pôles, ces perturbations provenant des radiations émanant du circuit à étincelles ; et il a trouvé qu’en enfermant complètement la pile avec ses fils de connexion dans une boîte métallique, on supprime entièrement l’action des radiations sur la pile.
- Après avoir assisté à l’expérience de M. Croft,
- {') La Lumière Électrique, t. XXXIX, p. 33u
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- JO URNA L UNI VERSEL D’ÉLEC TRICI TÉ
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- l’auteur a rempli plusieurs tubes de verre de limaille de cuivre, d’étain, de bismuth, d’antimoine, etc., qui lui ont donné les résultats trouvés par M. Branly. Il semble qu’avec de la limaille très fine les x'ésultats soient plus difficiles à obtenir. Les poudres employées de cette manière sont de véritables isolateurs, et il faut les comprimer assez fortement afin de les rendre conductrices ; mais il devient alors difficile d’en modifier la conductibilité par des perturbations mécaniques. D’autre part, un tube rempli de limaille de fer très grossière a été trouvé conducteur en toute circonstance; de sorte qu’il paraît nécessaire d’employer des poudres ni trop fines ni trop grossières.
- Comme dans le cas des piles photo-électriques, l’effet des perturbations électromagnétiques cesse de se produire dès qu’on entoure le tube d’une enveloppe métallique.
- L’auteur a pensé que les pellicules contenant
- Fig. 1
- des particules métalliques en contact presque parfait mais pouvant tourner sur elles-mêmes d’une petite quantité pourraient remplacer les tubes de verre à limaille métallique.
- Le milieu dans lequel on incorpore ces poudres est de la gélatine ou du collodion. Pour obtenir une pellicule de gélatine on procède comme suit : Sur une plaque de verre ou d’ébo-nite on verse une couche très mince de solution de gélatine, qu’on laisse ensuite se dessécher presque complètement, mais en ayant soin de conserver suffisamment d’humidité dans la pellicule pour qu’elle ne perde pas sa plasticité; on verse sur cette couche la poudre métallique fortement agitée avec de l’alcool dans un tube à réactif. L’alcool s’évapore et laisse une couche métallique incrustée dans la gélatine, mais non noyée complètement.
- Une pellicule ainsi préparée peut remplacer le tube à limailles dans l’expérience de M. Branly,
- Dans le schéma ci-dessus (fig. 1), A B G D représente la pellicule, L une batterie de piles 1
- voltaïques, G un galvanomètre, et K une clef qui peut être reliée à la pellicule à l’aide des fils s, w, aboutissant ie premier à une pince P, l’autre à un fil de platine terminé par un bouton Q et qui peut être déplacé.
- On trouve que tous les contacts étant établis il ne passe pas de courant, et nous devons commencer par approcher le bouton de platine à peut-être 1/2 millimètre seulement de P. Il ne passe toujours pas de courant, même lorsque l’étincelle d’une bobine d’induction éclate à peu de distance de la pellicule. Mais en touchant l’un quelconque des fils s, w avec un corps électrisé (l’auteur se sert d’un allume-gaz statique), on vainc la résistance de la pellicule et des contacts PQ,et le galvanomètre indique le passage d’un courant intense. Nous pouvons maintenant accroître graduellement la distance entre P et Q, en touchant à chaque changement le fil s ou n> avec un corps électrisé; on arrive ainsi à rendre successivement conductrices toutes les parties de la pellicule.
- La particularité la plus curieuse de la pellicule lorsqu’elle est ainsi devenue conductrice, c'est que la rupture du contact en Q la rend immédiatement non-conductrice comme on peut le constater en rétablissant le contact Q presque instantanément après l’avoir rompu; tandis que si l’on coupe le circuit en tout autre point, par exemple en K, et si on le rétablit ensuite, on trouve que la pellicule conduit encore. Dans ce dernier cas, on peut laisser le circuit ouvert en K pendant un temps quelconque sans que la pellicule cesse d’être conductrice.
- La rupture du contact en Q fait disparaître instantanément la conductibilité delà pellicule, si celle-ci n’est pas préparée depuis très longtemps; mais, au bout de quelques jours, on trouve en rompant et rétablissant le contact Q à petit intervalle, que la conductibilité subsiste, à moins que l’on attende une demi-minute environ avant de refermer le contact. Cette différence provient sans doute de ce que la pellicule en vieillissant durcit et ne laisse plus toute liberté aux particules métalliques de se mouvoir.
- Enfin, ces pellicules sont beaucoup moins sensibles aux chocs mécaniques que les tubes à limaille. Elles ne semblent pas être affectées par la chaleur; mais dans quelques cas il a suffi de souffler sur la couche de gélatine pour en 1 détruire la conductibilité ; d’autres fois un jet de
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- vapeur produit le même effet, et toujours les radiations électromagnétiques rétablissent la conductibilité. Les vibrations plus rapides de la lumière ne produisent pas d’effet que l’auteur ait pu observer.
- La cause première de ces actions est à chercher dans les ondulations électriques produites dans les fils 5 et w, mais il est certain que la nature des contacts P et Q présente une grande importance.
- Il semble démontré par ces expériences que la plaque sensible d’une pile photo-électrique présente une grande analogie avec une pellicule légèrement plastique et remplie de fines particules métalliques.
- A. II.
- Sur l’acquisition soudaine du pouvoir conducteur par une série de particules métalliques séparées, par Oliver J. Lodge (*).
- Les récentes expériences de M. Groft et du professeur Minchin me rappellent une observation que j’ai fréquemment faite lorsque je m’occupais de la résonance électrique dans des circuits de bouteilles de Leyde. J’ai trouvé, lorsque les boules du récepteur étaient très rapprochées et le circuit contenant une pile faible et une sonnerie, que l’apparition d’un scintillement au récepteur avait souvent pour effet de faire résonner la sonnerie pendant quelque temps ce qni indiquait que les boules étaient en contact faiblement adhésif. C’était exactement comme si leurs couches de surface ou pellicules avaient été percées de façon à augmenter la série des molécules de quelques-unes des molécules superficielles les plus rapprochées et à donner ainsi lieu à un effet de cohésion agissant à une distance beaucoup plus grande que la distance ordinaire.
- Un [ phénomène qui peut avoir des causes analogues est celui découvert par lord Rayleigh relatif à l’effet d’un bâton de cire à cacheter électrifié dans le voisinage d’un jet d’eau vertical : des gouttes qui dans d’autres circonstances auraient rebondi sont attirées et retenues dans les conditions de cette expérience. A l’aide de deux jets se heurtant, on a pu montrer que la différence de potentiel nécessaire à la production de cet effet n’est que d’un volt ou
- t‘) Philosopliical Magazine, janvier 1894, p. 94.
- deux, puisque deux jets qui se rencontrent cessent de rebondir lorsqu’on les relie aux pôles d’un élément Grove.
- L effet observé d’abord par M. Guitard (i85o) et retrouvé par moi et par M. J.-W. Clark, concernant l’adhésion de poussières ou des vésicules de brouillard dans l’air électrifié, n’est qu’une variante du même genre de phénomènes. Et l’action de l’électricité sur un jet de vapeur découverte par Robert von Helmholtz et plus tard par Shelford Bidwell, et étudiée par Ri-charz, Aitken, J.-J.'Thomson et d’autres, peut ne pas être bien différente des précédentes.
- L’expérience de lord Rayleigh qui est la mieux définie sous différents rapports, est susceptible d’une application électrolytique. On peut en attribuer la cause à la polarisation des gouttes d’eau, ou à la formation dans chaque goutte de chaînes de molécules se terminant sur un hémisphère par un atome d’oxygène chargé négativement et sur l’autre par un atome d’hydrogène à charge positive.
- Ces gouttes venant à se choquer par leurs pôles s’attireraient non seulement par l’effet de leurs forces cohésives ordinaires mais encore par la force électrique. De cette façon, le rayon d’action des molécules se trouve agrandi et la j cohésion peut s’exercera une distance bien plus grande.
- C'est d’une façon analogue que je cherche à m’expliquer l’adhésion des boules dans mon expérience et je suggère que la conductibilité d’une chaîne de limailles métalliques sous une influence électrique polarisante peut être due à une cause du même genre.
- Qu’un choc puisse détruire les contacts, cela me semble assez explicable, mais je ne vois pas pourquoi un autre choc peut rétablir la communication.
- A. H.
- Recherches sur les déformations et les phénomènes piézo-électriques dans un cylindre cristallin, par M Simigliana (*).
- Lorsque u, v, w sont des fonctions du premier degré, x,, sont des constantes; il en est
- de même de a, b, c, et en supposant que l’axe du cylindre coïncide successivement avec les axes du cristal O X, O Y, O Z auxquelles sont rap-
- (') Lcp (Minière Électrique, 24 février 1894,
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- JOURNAL UNIVERSEL U ELECTRICITE
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- portées les rormules de la page 392, 2" colonne, on trouve :
- et le sont au contraire par pression tangentielle comme dans les problèmes (c) et (d) :
- — ax = 81,2 p 4 81,3 q 4 81,4 r
- — bx — 82,2 p 4 8*2,3 q + .82,4 r
- Cx ~ 83,2 p 4 83,3 q -f- 83,4 t
- — (îr ~ 81,3 p 4 61,1 q 4- 81,5 T
- — br — 82,3 p 4 8v q 4 82,5 v
- — Cv = 83,3 p 4 83,1 q 4 83,5 r
- dz ~ 81,1 p 4 81,2 q 4 Si.c v
- — bz — 8*2,1 p 4 82,2 q 4 82,3 r
- — c% ~ 83,1 p 4 83,2 q 4 83,0 )'
- Les constantes piézo-électriques set 8 ont entre elles des relations spéciales correspondant aux propriétés de symétrie des diverses classes de cristaux.
- En tenant compte de ces relations déterminées par Voigt (*), les formules prennent suivant les classes des formes spéciales dont on doit tenir compte lorsqu’on veut en faire une vérification expérimentale. L’auteur, pour plus de simplicité, se contente d’énoncer quelques déductions résultant de ces formules.
- Ce sont les suivantes :
- a) Les conditions d’électrisation par pression normale uniforme exercée sur la surface latérale d’un cylindre droit à section arbitraire (et dirigée suivant l’axe principal des cristaux) sont les mêmes que celles d’électrisation par pression normale uniforme exercée sur toute la surface d’un cristal de forme quelconque.
- b) Si le cylindre a son axe parallèle à l’un des autres axes (comme ceux que choisit Voigt dans le mémoire cité), les conditions d’électrisation varient dans les classes suivantes :
- Tétartoédrie sphérique du système tétragonal. Ilémiédrie sphérique du système hexagonal. Tétartoédrie sphérique —
- Hémimorphisme rhomboédrique —
- Tétraédrie trapézoïdale —
- Octaédrie —
- L’identité dont il est question ici ne se rapporte pas d’une manière absolue aux valeurs des composantes des moments électriques, mais à ce fait qu’elles sont égales ou différentes de zéro.
- c) Les cristaux des classes suivantes ne sont pas électrisables par pression latérale uniforme
- Hémiédrie du système rhomboïque.
- Hémiédrie trapézoïdale du système hexagonal.
- Hémiédrie sphérique —
- Hémiédrie du système rhomboïque.
- d) En ce qui concerne les résultats obtenus dans les déformations étudiées dans les problèmes (e), (f), (g), (h) l’auteur indique simplement les classes de cristaux dont les moments électriques sont toujours nuis, lorsque l’axe du cylin-lindre est dirigé suivant un quelconque des axes de cristallographie, ce sont :
- Hémiédrie trapézoïdale du système tétragonal.
- Hémiédrie sphérique —
- Hémiédrie trapézoïdale du système hexagonal.
- Hémiédrie tétraédrique du système régulier.
- Tétraédrie —
- Les expressions des moments électriques a, b, c étant connues, l’action piézo-électrique d’un cristal S se détermine au moyen de la fonction potentielle
- où
- r — \/(£ — .r)2 + (-o-rf + (t — zf.
- La fonction V peut se mettre sous la forme
- en posant
- 9 V, av. 9 V, 9 .v 9 y 9 z
- V,=
- v,.=
- V5 =
- /
- /
- /
- ad S
- bd S
- ~F~’
- c d S r
- (6)
- Dans le cas actuel a, b, c sont des fonctions du premier ou du second dégré des fonctions coordonnées x et y normales à l’axe du cylindre.
- Lorsque le cylindre est à base circulaire, les fonctions V,, V2, Vs peuvent se mettre sous les formes d’intégrales définies en généralisant une formule donnée par Heine pour la fonction potentielle dans un cylindre de densité constante.
- Si on désigne par ^ a0 cette densité, on trouve :
- (*) Allgemeine Théorie derpiezo-und pyroelectrischen Erscheiningen in\ Krystallen, Abh. der k. Gesells d. Wiss. zu Goettingen, v. XXXVI.
- V = 7tR
- 9(>..£)I.(>P) h(> R)x*
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-
- 490
- LA LUMIÈRE ELECTRIQUE
- où I„ est la fonction de première espèce, d’ordre «, p la coordonnée polaire liée à x et y parles relations
- x — p sin y — p cos i|/,
- et œ(Àz) une fonction définie de la manière suivante :
- Il est à remarquer que sous le signe J n'entre
- parmi les deux coordonnées p et | que la première. Cette particularité permet d’obtenir une formule assez simple pour les dérivées de V et par suite pour les composantes de l’action électrique sur les bases.
- F. G.
- j e"* sin h (/>.) pour z <—l
- ç(/,s) = l ? i — e~cos/j (/>) pour —l<Cz<+l
- ire sin h (II) pour js> + /.
- I A
- Lorsque la densité k est une fonction linéaire des coordonnées x et y, on peut poser
- où
- k =(«, cos m+ p, sin (o) .9
- s — Jx* + y*
- et on trouve :
- /»G0
- VzzaTtR^a.cosl+p.sin^ I <p (ï.z^I, (x p)l. (>.R^.
- Enfin lorsque k est une fonction du second degré, on peut poser
- h — 1 a'o + cos 2(o + p, sin 2wJ s2
- et on trouve
- (00
- 9 I0(x p)j(R*X2-4) Ïi(xr)
- — 2 R I0 ^X R^| ^ + 2 7t R-1 ^a. cos 2 b
- + p, sin a +) J <? (x, s ) Is (xP) I, (>. r) .
- L’expression (6) transformée en coordonnées cylindriques devient :
- v=
- (3 V, i 3Vj\ V S P + P3V
- COS')/ —
- (3 V,
- Va p
- 9 VA
- P 3 + /
- sin 'b —
- 3 V3
- 3c
- En substituant dans cette formule les expressions de Vj V2V3 résultant des relations précédentes on obtient la fonction V sous forme d’intégrale définie simple.
- Sur l’aimantation du fer doux, par P. Joubin (').
- Dans la note précédente, j’ai montré, qu'on pouvait s’attendre à trouver une équation caractéristique de l’intensité d’aimantation des corps fortement magnétiques en fonction de la susceptibilité, et je me proposais de vérifier expérimentalement cette conséquence. Or les expériences de Rowland résolvent cette question, au moins pour les corps étudiés par lui et qui comprennent diverses variétés de fer, d’acier, de nickel.
- Il existe une équation caractéristique à coefficients indépendants de la nature du corps; par suite, le théorème des états correspondants s'applique au- magnétisme.
- Imaginons un corps magnétique idéal pour lequel la susceptibilité, correspondant à un champ magnétique infiniment petit, s’annule et pour lequel l’intensité d’aimantation maxima I,„ soit rigoureusement égale à trois fois l’intensité critique Ic. La courbe représentative de l’intensité I en fonction de K est une parabole, et en rapportant les variables à leurs valeurs critiques Ie et Kc, l’équation réduite de la parabole peut s’écrire, comme on le voit bien facilement
- I K\
- le’r~ KJ’
- ♦H-
- ) ±ipV
- C’est là un cas idéal, car : i° La susceptibilité a une valeur finie K0 lorsque le champ s’annule;
- 2° La valeur I0 de I correspondant à Ku n’est pas égale à 3 It..
- Mais, pour nous placer dans les mêmes conditions, comptons la susceptibilité non pas à partir de o, mais à partir de K0. et prenons le
- rapport^------Si l’on construit les courbes
- (') Comptes rendus y t.- CXVI11, p. i38.
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 491
- des expériences de Rovvland, on constate que le
- rapport j^-est très sensiblement constant pour
- tous les corps et égal à 2,66. Il en résulte, par un calcul simple, que Y équation caractéristique J I K — K0
- est(*=I-,r=K-zir
- „V= 1 + 0,33 (1 — y) + i,3 \/ï
- Voici quelques exemples montrant la concordance de cette formule et des expériences :
- I. Fer doux : 4x K0 = = 180 ; îc = 5oo; 4xK„ = 2460,
- I' I"
- 4xK cale. obs. cale. obs.
- 65o 1211 1230 54 5o
- i5oo 993 985 147, 5 i5o
- 2000 825 810 241, 5 250
- II . Fer doux 1 : 4xK0 : = 320; Ic = 520 ; 4tcK, = 4700.
- 85o i3oo 1290 41 35
- 2000 1151 1140 99 ioo,5
- 36oo 900 885 226 240
- 4320 731 72 [ 35o 36o
- III. Nickel : 4xK„ = 3o; Ie : = i65 ; 4kK,= 170.
- 5o 41 42, ,5 i3 10
- 100 35,2 34: ,5 5o 45
- t-5o 25,2 25 90 90
- IV. Acier : : 4 tu K0 = :5o; : I„ = 11 rJ1 O 4xKc : = 320.
- 250 986 960 24b 245
- V. Fer doux : 4xl\0 = = 3oo; I„ = 520 ; 4xK „ = 3550.
- 1000 1240 1200 60 5o
- 2000 1060 io3o i35 140
- 3ooo 816 816 276 290
- Explication de l’effet Ferranti, par J. Sahulka (').
- Lorsqu'on ferme le circuit secondaire d’un transformateur sur un condensateur de capacité peu élevée, le rapport de transformation de l’appareil augmente ; dans certaines conditions il dépasse même le rapport des nombres de spires des deux circuits, tandis qu’en même temps la différence de potentiel primaire augmente et que le courant primaire diminue. C’est le plus curieux des effets Ferranti.
- L’auteur montre par le calcul que ce phénomène n’a pour cause que la dispersion des lignes de force magnétiques et décrit quelques expériences permettant de vérifier sa théorie.
- (*) Wiener Sitzungs-Berichle, t. Cil, juillet 1893.
- Si L, et L2 désignent les coefficients de self-induction des deux circuits, M leur coefficient d’induction mutuelle, N, et N2 leurs nombres de spires, on a pour un transformateur parfait, c’est-à-dire exempt de fuites magnétiques
- M! = L, Ls,
- et le rapport de transformation lorsque la résistance du circuit secondaire est assez grande, est exprimé par
- Lorsqu’il existe des fuites magnétiques, on a M*<L,L3 et U<^\
- c’est-à-dire que dans ce cas le rapport de transformation est inférieur au rapport des nombres de spires.
- Si l’on intercale dans le circuit secondaire du transformateur un condensateur de capacité G, L2 devient
- (o représentant ex fois la fréquence.
- Pour un transformateur parfait le calcul donne encore dans ce cas
- u =
- N,’
- mais s’il y a dispersion des lignes de force
- Dans ce cas le rapport de transformation est donc plus grand et dépend de la capacité du condensateur.
- Pour les expériences, on s’est servi d’un transformateur à noyau droit formé de fils de fer doux et enroulé su/ un quart de sa longueur de quatre couches de fil de cuivre à 73 spires, et sur les autres parties de quatre couches à 219 tours.
- Le premier enroulement formant le circuit primaire, le second le circuit secondaire, la"dispersion des lignes de force était considérable, que l’inégale distribution du fil. A circuit ouvert, le rapport de transformation U n’était que de t,38. Si l’on intercale un condensateur de
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- 5,i5 microfarads dans le circuit secondaire, U s’élève à i,63; ce rapport augmente donc de 18 o/o.
- En prenant pour circuit primaire les deux couches extérieures de l’enroulement contenant ensemble 292 spires, et les couches intérieures formées de 876 spires pour circuit primaire, la répartition du fil était plus uniforme et la dispersion du champ magnétique était moindre.
- Sans condensateur on avait alors U —2,70, et avec condensateur U = 2,74. L’augmentation dans ce cas n’est que de 1,5 0/0.
- Il est donc hors de doute que l’effet de Fer-ranti ne se produit pas lorsque toutes les lignes de force émises par le circuit primaire traversent le circuit secondaire.
- A. H.
- VARIÉTÉS
- LA THÉORIE DES UNITÉS (*)
- III
- Les notions d’espace et de temps, dont nous venons de nous occuper, peuvent être considérées comme des formes essentielles de la pensée, qui seraient innées en nous, ou bien dont nous serions redevables aux expériences irréfléchies de notre premier âge — peu importe. Elles nous apparaissent avec un degré d’évidence et de nécessité qui les met au premier rang des concepts appelés à former l’édifice de nos représentations. Après ces notions premières vient tout de suite celle de la force, qui est, elle aussi, directement donnée à la conscience sous forme du sentiment de l’effort. On se rappelle la célèbre allocution de 1883, à l’Institut de Birmingham et du Midland, où Sir W. Thomson a parlé, avec une si grande hauteur de vue, des six portes de la connaissance, La sixième de ces portes était le sens de l’effort (2). Bien que souvent méconnue, elle
- (') LaLumière Electrique du 3 mars 1894, p. 441.
- (2) Confér. scient, et alloc. de sir W. Thomson (lord Kelvin), 1893, p. 192.
- est cependant la plus importante en ce sens que, si par les autres nous prenons conscience des phénomènes extérieurs, par elle et par elle seulement ces phénomènes nous apparaissent en tant qu’étrangers à nous-mêmes.
- Par les considérations précédentes, je veux simplementindiquer, au point de vue de la logique, que la notion de force est antérieure au concept de masse.
- L’étalon de force le plus communément admis est le kilogramme ou une Je ses subdivisions décimales. La définition théorique du kilogramme, telle qu’elle avait été donnée par les fondateurs du système métrique, est la force fictive, résultant, à Paris, de l’attraction et des réactions terrestres d’inertie qui sollicitent un. décimètre cube d’eau prise à son maximum de densité à la pression normale (1).
- La réalisation de cet étalon se heurte à des difficultés considérables. Aussi fallait-il s’attendre à ce que le prototype du kilogramme déposé aux Archives avec le mètre étalon partageât le sort de celui-ci et cessât bientôt de répondre à sa définition primitive.
- C’est ce qui a eu lieu.
- Les travaux de Lefèvre-Gineau et Haüy attribuaient à l’eau l’unité comme densité. M. Broock I a soumis ces déterminations à un examen critique très approfondi qui a relevé une erreur relative d’environ 0,0001 (2). Plus tard, M. Benoît a montré qu’on ne peut garder confiance dans l’exactitude des règles qui ont été employées pour mesurer les longueurs et que de ce fait résulte une nouvelle erreur à craindre de 0,0001. Mais on ignore si celle-ci est de même sens que la première ou de sens contraire. En sorte que l’étalon des Archives est trop lourd d’une quantité qui peut varier d’une fraction de milligramme jusqu’à deux décigrammes.
- Néanmoins, de crainte de compromettre tout l’immense édifice des déterminations de poids exécutées jusqu’à ce jour, on est convenu de conserver au kilogramme des Archives sa valeur conventionnelle d’étalon, et on a renoncé, du même coup, à considérer la densité de l’eau comme densité unitaire.
- D’après des mesures nouvelles, exécutées entre i83o et 1S40 par Kupffer en Russie, et
- (*) Bour. Cours de mécanique, t. III, p. 5o, {-) Guillaume, loc, cil., p- io3.
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
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- d’autres, toutes récentes, faites par Chaney en Angleterre (4), la densité de l’eau à 4° G. serait 0)99997x ou 0,999807. Ces chiffres diffèrent encore entre eux de plus de 0,0001. C’est énorme relativement au degré de précision atteint aujourd’hui dans les pesées. Sans grande peine, des poids de un kilogramme peuvent être comparés à un millionième près et, dans les comparaisons de premier ordre entre les kilogrammes étalons, on a pu pousser l’approximation jusqu’à quelques milliardièmes, c’est-à-dire jusqu’à une valeur 10000 fois plus satisfaisante que celle obtenue dans la réalisation du prototype théorique.
- On a donc été amené à abandonner la définition primitive de d’étalon de force et à considérer comme unité fondamentale de l’espèce le poid,s, à Paris, du bloc de platine déposé aux Archives. On se demandera sans doute si ce poids constitue une force absolument constante.
- Nous manquons jusqu’à ce jour d’observations suffisamment rigoureuses, délicates et prolongées pour trancher cette question. Mais les doutes à cet égard sont certes légitimes, si on songe que vraisemblablement les dimensions du globe terrestre ne sont pas constantes (2) ; que la distribution des grandes masses, comme celle des océans, n’y est pas invariable (3); que la solidification de la croûte superficielle n’est pas uniforme (4) ; que nous ne savons rien des conditions d’équilibre du noyau central, et qu’enfin nous ignorons le mécanisme intime de la gravitation. L’action de cette force universelle n’est-elle pas dépendante de quelque milieu de propagation ? Dans l’affirmative, ce milieu reste-t-il invariable ou bien est-il influencé par la vitesse de translation de la terre à travers l’espace, par les phénomènes électromagnétiques dont notre soleil est le théâtre (5) ou par toutes autres causes que nous ne soupçonnons même pas ? La réponse à ces difficiles questions reste le secret de l’avenir.
- (') Guillaume, loc. cil., p. 43.
- (2) Mallet, Proceedings of the Royal Society, juin 1872.
- (J) Badoureau, Les sciences expérimentales, p. 228. — Ducarne, Essai d’une géographie physique. Brux., 1886, p. 178.
- (;) Faye, loc. cit., I, p. 3o3.
- (“) Gariel. Revue annuelle de physique dans la Revue générale des sciences, I, 1890, p. 307.— G. Stas, Bull, ac. roy. de Belgique, séance publique du 16 décembre 1890,
- Cependant, grâce à des observations exécutées par M. Mascart à l’aide d’un baromètre à enregistrement photographique, on sait déjà que la gravité accuse des variations brusques en un môme point du globe (* *).
- M. d’Abbadie a aussi fait connaître à l’Académie des sciences de Paris que des expériences, commencées par lui dès 1837, mettent en évidence des irrégularités dans l’intensité de la pesanteur (2).
- IV
- La quatrième unité fondamentale e«t l’unité de masse.
- Suivant Newton, la masse d’un corps est la quantité de matière qu’il renferme (3).
- Mais cette définition, comme le fait remarquer M. Guillaume, n’a aucun sens précis tant que la matière elle-même n’a pas été définie (4).
- Et en effet, la matière n’est pas, comme l’espace ou le temps, une forme fondamentale de la pensée qui peut se passer de définition ; ce n’est pas non plus une notion, comme celle de la force, dont nous avons la perception immédiate; la matière n’est rien de pareil; c’est un pur concept, créé pour les besoins des théories de la connaissance et qui varie avec ces théories elles-mêmes.
- Suivant les idées les plus courantes, le sentiment de l’effort, en nous révélant des résistances indépendantes de notre volonté, nous ferait connaître par là même l’existence d’un substratum nécessaire au développement de ces résistances (r>). Ce substratum, cette substance, ce serait la matière. Une fois inventée, on la dote de propriétés diverses comme l’impénétrabilité et l’inertie; on se la figure même sous forme d’atomes étendus, absolument durs, sphériques ou crochus, ou bien encore sous forme d’un tout continu affecté différemment dans ses diverses parties. Elle devient le postu-
- (*) Comptes rendus, 3o janvier 1893.
- {-) Comptes rendus, 6 février 1893. —
- (’) Philosophiæ naturalis principia mathcmatica, a et. Isaaeo Newton. Amst. 1723, p. 1.
- (*) Guillaume, Unités et étalons, p. iS.
- (") Dauriac, Des notions de matière et de force des sciences de la nature, P. 1878, p. 290 et suivantes.
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- lat fondamental de la physique. Il y a lieu dès lors d’en choisir une unité et de la fixer à l’aide d’un étalon. A cet effet, on a utilisé le même bloc de platine qui, déposé aux Archives, représente déjà l’unité de force.
- Mais ce n’est là qu’une façon de considérer les choses, légitime sans doute, mais non pas nécessaire, et à laquelle on en oppose d’autres également arbitraires en même temps qu’égale-ment justifiées.
- Déjà Lamé, en écrivant que la masse d’un corps est son coefficient de résistance au mouvement ou à la modification du mouvement (9, entendait sans doute appeler l’attention sur ce que, en mécanique tout au moins, le rôle principal de la matière est celui d’une force opposée aux variations du mouvement.
- Mais, à ce compte, de quoi sert encore le substratum de la force, la matière entendue au sens vulgaire? Si son rôle s’efface, son concept devient superflu. C’est ce qu’au milieu du xvm" siècle avait compris le jésuite Boscovitch (2). 11 refusait aux atomes toute espèce d’étendue et les considérait comme de simples points d’application des forces.
- Cette conception dynamique de la nature, dérivée très probablement de la monadologie de Leibnitz (3), a été accueillie et défendue par de nombreux penseurs, par des philosophes de toutes les écoles comme Cousin, Maine de Biran, de Tracy, Dugald-Stewart et Fechner; par des géomètres et des physiciens comme Ampère et Faraday, Cauchy, de Saint-Venant et Boussinesq (3). Elle est aujourd’hui entrée dans l’enseignement classique de la mécanique et a servi de fondement aux cours professés à l’École centrale des arts et manufactures par M. Maurice Lévy (G) d’abord et par M. Flamant ensuite (7).
- (') Cité d’après Sarrau, cours de mécanique à l’École polytechnique, 2’ divis., 1892-1893, p. io5.
- (2) Cité d’après de Saint-Venant, « de la constitution des atomes », Ann. de la Soc. scient, de Unix., t. II, 1878.
- P) Idem, p. 419.
- (*) Idem, supplément, p. 2 et 3, et Lange, Histoire du matérialisme, II, p. 2o5.
- ("I Boussinesq, Leçons synthétiques de mécanique générale, P. 1889, p. 5.
- (") Génie civil, 1887-1888, p. 398.
- (7) Flamant, Mécanique générale, P. 18BS. — Cf. Le-chalas, Mécan. génér. de M. Flamant, critique philosoph., 3o juin 1888.
- Dans cet ordre d’idées la masse absolue d'un corps n’est plus qu’un nombre abstrait, le nombre des centres de force qui le constituent et sa masse relative est un autre nombre abstrait, le rapport du nombre de ses centres de force au nombre des centres d’un autre corps choisi comme point de repère (j1).
- Dans une étude, très savante et pleine de vues ingénieuses, sur la mécanique des phénomènes naturels, les lois physiques et les systèmes absolus d’unité (2), M. Glavenad, le très distingué directeur des travaux de la ville de Lyon, aboutit à une conception de la masse pleine d’originalité. L’auteur distingue la masse, considérée en tant que quantité de matière et qui, selon lui, serait purement passive et indifférente à l’action des forces, et la masse astronomique, qui répond à la définition de Lamé et est assimilable à une sorte de coefficient de frottement. Cette dernière masse est la seule qui intervienne dans les lois de la dynamique et de la mécanique céleste. La résistance au mouvement qui en est l’essence ne peut pas être inhérente, suivant M. Clavenad, au mobile lui-même; elle lui est opposée et de toute nécessité elle est l’attribut du milieu où se produit le mouvement. En outre une résistance au mouvement ne pouvant naître que d’un autre mouvement, on est amené à définir la masse par « la quantité de mouvement stationnaire ou effectif du milieu. » Cette quantité de mouvement du milieu dépendrait uniquement, d’après l’auteur, de l’amplitude de ses vibrations et par conséquent la notion de masse serait ramenée à celle d’une longueur.
- Dans l’hypothèse de Boscovitch, - la masse n’admet plus d'étalon ; dans celle de M. Clavenad, son étalon est le mètre, et nous savons à quelles critiques celui-ci est exposé.
- V
- La dernière unité fondamentale, qu'il nous reste à envisager, est l’unité d’énergie.
- C’est dans le courant de l’année dernière que le professeur Ostwald a proposé d’élever l’énergie du rang d’unité à celui d’unité fondamen-
- (’) De Saint-Venant, Principes de mécanique fondés sur la cinématique, P.
- (5) P. 64, 1851, Génie civil, XIX, 1891, passim.
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- taie 0. A l’appui de son projet, M. Ostwald fait valoir le rôle important et universel qui est réservé, dans tous les domaines physiques, au concept d’énergie. Partout ce concept intervient, en chimie autant qu’en physique, qu’en mécanique ou en thermodynamique; dans l’acoustique et l’optique aussi bien qu’en électricité et en capillarité. 11 constitue le lien le plus étroit entre toutes les quantités mesurables de ces domaines multiples.
- Et qu'on n’objecte pas à l’éminent savant que l’énergie n’est pas une substance comme la matière, qu’elle n’a pas de réalité objective, que ce n’est qu’une pure fonction analytique, un produit de la pensée spéculative. Il répondrait que « jadis lui aussi il a été l’esclave des représentations habituelles de la matière et qu’il osait à peine assigner à l’énergie une petite place, comme entité, à côté de la masse ; mais que depuis lors, ses recherches sur les propriétés et l’essence de l'énergie l’ont converti et, qu’au-jourd’hui, il est convaincu de ce que la matière a moins de réalité qu’elle; de ce que c’est la matière qui se réduit à un complexe de facteurs de l’énergie, facteurs qui se trouvent être tous pro; portionnels entre eux. »
- Et d’autres de renchérir et d’ajouter que le principe de la conservation de l’énergie fournit la preuve manifeste de la réalité de son existence.
- La thèse du professeur Ostwald a été aceueillie avec faveur, comme elle le méritait; elle a aussi donné lieu à diverses objections, que nous devons exposer.
- Tout d’abord l’argument en faveur de la sub-stantialité de l’énergie, qu’on prétend tirer de sa conservation, ne semble guère probant : à côté du principe de Mayer sur la conservation del’énergie,on peut placer celui deM. Lippmann sur la conservation de la quantité d’électricité (2): faudra-t-il en conclure que cette dernière quantité n’est pas une forme de la matière ou de l’éther, mais qu’elle aussi est une substance en soi? Nous ne le pensons pas.
- Au surplus est-on bien sûr que le principe de la conservation de l’énergie soit aussi universel
- (*) Studien zur Energetik, Zeitschrift Jïir physikalische Chemie, 1892, tomes IX et X; Industrie électr. 10 juillet 1892.
- (*) Annales de chimie et de physique, 9' série, t. XXIV,
- p. 45.
- qu’on paraît le croire ou qu’on veut bien le dire ? C’est peut-être l'occasion de rappeler qu’en mécanique rationnelle, il n’est démontré que pour le cas des systèmes soumis aux seules actions de forces centrales (J) et qu’en thermodynamique on ne l’étend, avec preuve à l’appui, qu’aux phénomènes réversibles (2). On peut dire, il est vrai, que le principe de la conservation de l’énergie s’impose dans une explication purement mécaniste de l’univers et, au gré d’une école qui a été particulièrement puissante durant notre siècle, une pareille explication est la seule dont la science puisse s’accommoder. Mais, dans ce cas, ce serait tant pis pour la science, car une telle conception, pour séduri santé qu’elle soit, n’a pas encore reçu la sanction du succès, et on démontre même qu’elle bute contre des obstacles qu’il serait bien malaisé, sinon impossible, d’écarter. Il y a peu de jours, dans un de ces articles sensationnels comme il en a déjà écrit plusieurs pour les brillantes préfaces de ses cours, un des maîtres les plus savants et les plus écoutés de la faculté des sciences de Paris, M. Poincaré, a montré que toute théorie mécaniste de l’univers est inconciliable avec l’existence des phénomènes non réversibles (3).
- Mais laissons la question de savoir si l’énergie est un être de raison ou une entité physique et voyons, si tout au moins, elle est susceptible d’admettre un étalon précis.
- Sous forme mécanique, elle ne peut pas être fixée.
- La détermination de son étalon ne pourrait donc être qu’indirecte sous cette forme; il faudrait faire appel à des longueurs et des forces, ou bien à des masses, des longueurs et des temps : ce serait accumuler les incertitudes inhérentes à chacun de ces éléments.
- Ses formes calorifiques ou électriques présentent le même inconvénient capital.
- Seule la forme vibratoire de l’énergie pourra peut-être dans l’avenir se prêter à l’adoption d’un étalon. Mais encore une fois il est à craindre que ces mouvements imperceptibles, qui nous apparaissent aujourd’hui d’une uniformité absolue, ne nous révèlent, quand nous saurons en mesurer tous les facteurs, des per-
- C) Bertrand, Thermodynamique, Paris 1887, p. 7.
- (a) Poincaré, Thermodynamique, Paris, 1892, p. 8.
- (•’) Revue de métaphysique et de morale, nov. 1893.
- 3o* *
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- turbations plus nombreuses peut-être et relativement plus considérables que celles qui affectent nos planètes et leur orbites.
- Au terme de cette trop longue revue, nous voudrions enfin en dégager les points principaux et en tirer les conséquences.
- Aucun des étalons à l'aide desquels on a jusqu’aujourd’hui fixé les unités fondamentales, ne présente des garanties de permanence, je ne veux pas dire absolues, mais seulement suffisantes vis-à-vis de nos procédés actuels d’observation.
- Au point de vue pratique, cette constation n’a évidemment rien d’alarmant : les progrès incessants et de jour en jour plus rapides des arts et des sciences appliquées prouvent, en dépit de tous les raisonnements qu’on serait tenté de faire, que leur marche n’est nullement entravée par les petites perturbations, que nous avons essayé de mettre en évidence.
- Celles-ci n’ébranlent pas davantage la science pure. La science est faite de lois physiques, qui sont, non pas des relations logiques entre grandeurs d’espèces différentes, comme on le dit parfois, mais des relations analytiques entre les •rapports numériques de grandeurs corrélatives, et ces rapports sont évidemment indépendants des variations lentes des étalons. Seules des variations brusques et persistantes comme nous n’en avons heureusement pas rencontré pourraient les affecter dangereusement.
- Toutefois ce raisonnement suppose que les lois sont traduites dans un système cohérent d’unités, sans coefficient parasitaire ou tout au moins avec les coefficients de l’espèce rendus indépendants du choix des unités.
- Ainsi les variations de nos étalons sont inoffensives, et pour les doctrines scientifiques, et pour leurs applications : mais il n’en est pas tout-à-fait de même pour les résultats des expériences et des observations qui servent, comme des échafaudages, à construire la science (1). Si ces résultats, accumulés parfois pendant des siècles, demeurent trop longtemps en élaboration ou bien, si après avoir été longuement remisés, ils doivent être réemployés, il pourra se
- (*) Les vrais matériaux de la science sont les hypothèses et les concepts. Les résultats d’expérience peuvent être considérés comme des échafaudages qui servent seulement k élever et soutenir l’édifice.
- faire qu’ils ne se'raccordent pas entre eux ou avec des matériaux d’origine plus récente. Le remède ou tout au moins le palliatif à ce danger est tout indiqué : c’est de ne conserverie nombre strictement nécessaire d’unités fondamentales et de dériver toutes celles-ci toutes les autres.
- Actuellement on dérive généralement les unités d’énergie et de force, et on ne considère comme indépendantes que les trois unités de longueur, de temps et de masse.
- La loi de la gravitation universelle permettrait, si on ne lui dénie pas son caractère d’universalité, de dériver également l’unité de masse (1). Il suffirait de la définir comme la masse qui, placée à l’unité de distance d’une masse identique, communique à celle-ci l’unité d’accélération.
- De même, si on postule que les vibrations des particules d’un milieu homogène s’y propagent avec une vitesse constante, on sera en mesure de dériver l’unité de temps de l’unité de longueur et celle-ci restera l'unique unité fondamentale (2).
- Mais les constantes qui entrent dans l’expression de ces deux lois ne nous sont pas connues avec suffisamment de précision pour que nous puissions les utiliser dès maintenant.
- Dans la même voie, on peut par la pensée pousser plus avant encore et se figurer que les savants des temps lointains dans l’avenir sauront mesurer les espaces intermoléculaires et compter les moindres particules des corps. S’ils découvrent ensuite quelque édifice cristallin à paramètre absolument constant, ils pourront éliminer l’unité de longueur à son tour. Dès lors, il n'y aurait plus d’unité fondamentale de grandeur ; toute mesure se traduirait, en dernière analyse, dans un nombre abstrait et, par un étrange retour des choses humaines, ce pénible et lent acheminement de la science, à travers de nombreux siècles n’aboutirait guère qu’à une sorte de paraphrase de l’ancienne maxime pythagoricienne : « Tout dans l’univers n’est que nombre. »
- E. Francken.
- (') Sundell, Remarks on absolute System of physical units, Phil. Magazine, août 1892, p. io3. — Ce système a été employé par sir W. Thomson et Tait.
- La Lumière électrique, t. XXIII, p. ior, 1887; et t. XXVI, p. 601, 1890.
- (*) Sundell, lac cit, p. io3.
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- 497
- FAITS DIVERS
- D’un livre récemment paru dans la Bibliothèque technique de l’éditeur U. Hoepli, à Milan, La Trazione elettrica, par M. G. Martinez, nous extrayons le tableau suivant des tramways électriques établis en Europe.
- ALLEMAGNE
- Berlin-Lichtcr/elde (Siemens et I-Ialske, 1881). —Longueur 2 kilomètres. Rampe 1 ojo, courbes de 3o mètres de rayon. En service 3 ou 4 voitures. Ligne aérienne. Station centrale : 2 moteurs de 3o chevaux chacun et 2 dynamos de 3o chevaux chacun et 2 dynamos de i65 volts 100 ampères.
- Exploité par la maison Siemens et Ilalske. Le prix de revient de la voiture-kilomètre est de 27,5 centimes.
- Francfort-Offenbach (Siemens et Halske, 1884). —Longueur 6,860 km. Rampe maxima 3,3 0/0; rayons de courbure 3o mètres. En exercice io voitures non motrices de 2 tonnes. Double ligne aérienne à tube.
- Station centrale : 3 chaudières de io3 mètres carrés de surface de chauffe; une seule suffit actuellement pour le service. Deux moteurs à vapeur horizontaux de 115 chevaux; 2 dynamos compound de 3oo volts et 70 ampères.
- Exploité par la Frankfurt Offenbacher Trambahn Gesellschajt. Prix de revient de la voiture-kilomètre :
- 24.8 centimes.
- Halle (Ailgemeine El. G., 1891). — Comprend trois lignes respectivement de 3,5; 2,5 et 1,8 Lu. Voie à l’écartement de 1 mètre. Rampes 3 0/0; rayon de courbure minimum 12 mètres. En service 25 voitures avec 2 moteurs de i5 chevaux, à double réduction de vitesse avec régulateur Edison-Sprague; 25 voitures remorquées. Vitesse moyenne 9 kilomètres à l’heure. Ligne aérienne simple.
- Station centrale : 3 chaudières Steinmüller de 151,4 m2 de surface de chauffe; 2 machines compound de 200 chevaux; 4 dynamos de 5oo volts et de 120 ampères.
- Exploité par VAilgemeine Elektricitæts Gesellschafl, qui a établi une nouvelle liqne à 10 vaitures.
- Barmen (Siemens et Halske, 1892). — Tramway à crémaillère. Longueur 1,674 km.; double voie; rampe
- 15.8 0/0.
- En service 8 voitures avec 2 moteurs de 39 chevaux. Quatre systèmes de frein, dont un électrique. Ligne aérienne simple.
- Exploité par la Barmen Bergbahn Gesellschafl.
- Brème (Thomson-Houston, 1892). — Deux lignes d’une longueur totale de io,3 km. Rampe maxima 3 0/0; rayon minimum 20 mètres. En service, ordinairement 18 voitures, extaordinairernent 25 voitures, chacune munie de 2 moteurs de i5 chevaux, Ligne aérienne sur pile à trolley.
- Station centrale ; 2 chaudières Babcock et Wilcox; 2 machines Mac Intosh et Seymour de 140 chevaux; 4 dynamos de 5oo volts et i5o ampères.
- Exploité par la Bremen Slrassenbahn Gessellchaft.
- Dresde (Siemens et Halske, 1892;. — Ligne de 5,280 km avec addition projetée de 6 kilomètres. Rampe maxima 5 0,0; rayon minimum i3 mètres. En service 12 voitures motrices et 12 voitures remorquées.
- Station centrale : 2 machines de 120 chevaux, 2 dynamos de 5oo volts et 175 ampères.
- Géra (Ailgemeine El. G., 1892). — Longueur 12,3 km; 18 voitures électriques ave 2 moteurs de 12 chevaux, régulateur Edison-Sprague.
- Exploité par la Géra Slrassenbahn Gesellslhaft.
- Hanovre (Siemens et Halske, 1893). — Deux lignes de 9,7 km. de longueur. Rampe maxima 1,9 0/0 En service i3 voitures, mais dont le nombre sera porté à 18.
- Station centrale ; 2 moteurs de 200 chevaux, 2 dynamos de 5uo volts et 200 ampères.
- Exploité par The Tramway Co. of Germania, limiled.
- Breslau (Ailgemeine El. G. 189]}. — Longueur 29 kilomètres dont 9 souterrains. En service 40 voitures à 2 mo-tours de 10 chevaux, système Edison-Sprague.
- Exploité par la Breslau eleklrische Slrassenbahn Ge-sellschaft.
- Essen (Ailgemeine El. G. 1893). - Longueur 20 kilomètres. En service' 20 voitures à 2 moteurs Edison-Sprague de i5 chevaux.
- Lübeck (Ailgemeine El. G , i8g3;. — Longueur 7 kilomètres, en service ordinaire 24 voitures avec 2 moteurs de i5 chevaux.
- Exploité par Y Ailgemeine' EL G.
- Remscheid (Thomson-I-Iouslon, i8g3). — Deux lignes respectivement de 3.i et4,6 km. Rampe continue variable de 2 à 10,6 0/0; rayon minimum 18 mètres.
- En service ordinaire 5 voitures, les jours de fête 7; Chacune avec 2 moteurs de i5 chevaux.
- Station centrale : 2 chaudières de 121,2 m2 de surface de chauffe; 2 machines Mac Intosh et Seymour compound tandem de 160 chevaux; 2 dynamos de 5oo volts et 200 ampères.
- D’autres installations à peine terminées ou encore en construction sont :
- Ghemnitz (Ailgemeine El. G.).
- Gotha (Thomson-Houston). — Longueur 2,6 km.; nombre de voitures 5.
- Erfurt (Thomson-Houston). — Longueur 9,8 km.; nombre de voitures 29
- Dantzig (Ailgemeine El. G.).
- Dortmund.
- Nuremberg.
- Plauen.
- Bochum.
- Hambourg (Thomson-Houston). — Longueur 21,5 km. nombre de voilures 36.
- Lemberg. — Longueur, 8,85o kilomètres.
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- LA LUMIÈRE ELECTRIQUE
- Angleterre.
- Blachpool (Holroyd Smith i883). — Longueur 3,2 km.; conducteur souterrain. En service 8 ou 9 voitures avec deux moteurs de 10 chevaux.
- Station centrale : 2 machines de 70 chevaux ; 2 dynamos de 3oo volts et 180 ampères, fonctionnant ordinairement à 225 volts, excitation indépendante.
- Exploité parla Blachpool Corporation Brighton (Ma-gnus Vork 1884). — Longueur 1,6 km.; voie de 0,6 m. Rampe 1 0/0, au maximum de 6 0/0. Une seule voiture ordinairement en service. Le courant arrive par un rail et retourne par l’autre.
- Station : un moteur à gaz de 12 chevaux, une dynamo Siemens de 1G0 volts et 5o ampères.
- Portrush (Siemens brothers 1884).— Longueur 10,6 km.; voie de 0,90 m Rampe maxima 2,9 0/0. Une voiture automotrice remorquant trois wagonnets.
- Station : 2 turbines de 5o chevaux, 2 dynamos shunt Siemens de 25o volts et 100 ampères.
- La ligne est constituée par un troisième rail à o,5o m. au-dessus de la voie; retour parla terre. Isolement du circuit 800 à 1600 ohms par kilomètre.
- Exploité par la Giant Electric Tramway C°.
- BessbrookNewry (Hopkinson i885).— Longueur,8km. ; voie de 0,90 m. Rampe maxima 4 0/0. En service deux voitures avec un moteur de 20 chevaux remorquant trois ou quatre voitures ordinaires train de 3o tonnes environ.
- Station : une turbine de 62 chevaux, une dynamo de 25o volts et 70 ampères.
- La ligne est constituée par un troisième rail couché dans un caniveau en bois parafliné au niveau de la voie. Isolement 1400 à i5oo ohms par kilomètre.
- Exploité par la Bessbrooh-Newry Tramway C°.
- Nortjifleet (Sériés Electric Traction C°). — En service 2 voitures avec 2 moteurs Elwell-Parker de i5 chevaux à simple réduction de vitesse dans le rapport de 4,5 : 1. Alimentation en série à courant constant. Tension maxima 800 volts.
- Station; 2 machines de 3o chevaux et 2 dynamos Sautter de 5o ampères.
- Leeds (Thomson-Houston 1891). — Longueur 9,1 km., dont environ 3 à double voie; voie de 1,435 m. Rampe maxima 5 0/0. 7 voitures motrices, 2 remorquées, Moteurs Thomson-Houston de i5 chevaux. Régulation mixte avec rhéostat et variation du champ.
- Station : une chaudière Babcock et Vilcox; une machine Mc Intosh et Seymour de 200 chevaux; 2 dynamos Thomson-Houston de 3oo volts et 200 ampères.
- Exploité par la Ronndhay Electric Tramway Ca. x Carstairs (Anderson Munro 1891). — Longueur 2 km.
- Exploité par M. J Monteith.
- Guernesey (Siemens brothers 1891).—Longueur 4,4 km.; nombre de voitures : 2.
- Exploité par la Guernesey Tramway C\
- Londres (Hopkinson 1890). — Longueur 5,i km.; voie à écartement normal. Rampe maxima 7,1 0/0.
- En service continu 8 trains composés d’une locomotive de 10 tonnes et de 3 voitures de 7,5 tonnes. Vitesse moyenne 21 km. à l’heure, maxima 40.
- La locomotive est munie de deux moteurs Edison-Hopkinson développant ensemble 5o kilowatts.
- Station centrale ; 8 chaudières Lancashire; 4 machines verticales compound de 375 chevaux; 4 dynamos Edisôn-Hopkinson de 5uo volts et 450 ampères.
- Le rendement total de la transmission de force est supérieur à 70 0/0; la consommation de combustible est de 2,5 kg. par cheval-heure.
- Conducteur surélevé formé par un rail central. Tension sur la ligne 370 volts, perte environ 10 0/0. Isolement de 25oo ohms par kilomètre.
- Exploité par la City and South London Railway C°.
- South Staffordshire (Electric Construction Corporation 1892). — Plusieurs lignes réunissant Walsall, Wednes-bury, Bloxwich et Darlaston En tout 12 kilomètres de voie. 16 voitures à 2 moteurs de i5 chevaux. Ligne aérienne, feeders souterrains.
- Station centrale ; 3 chaudières Lancashire, 3 moteurs Corliss compound avec condensation de 125, chevaux,
- 3 dynamos Elwell-Parker de 35o volts et 260 ampères.
- Rude (Siemens brothers 1892). —- Longueur 1,2 km.
- Une seule voiture à moteur unique. Conducteur-rail central.
- Station : moteur à gaz de 12 chevaux ; dynamo Siemens de 120 volts et 60 ampères.
- Soulhend Pier (Crompton 1892). — Longueur 0.4 km. 1 voiture. Rail central.
- Exploité par une société locale. — Liverpool (Electric Construction Corporation 1893. — Longueur 9,6 km Voie aérienne. Trains de 2 voitures (40 tonnes) dont une automobile. Vitesse 40 à 48 km. à l’heure. Frein Westinghouse.
- Station centrale : 6 chaudières Lancashire, 4 machines compound horizontales à condensation de 400 chevaux,
- 4 dynamos shunt de 5oo volts et 450 ampères. Rail central sur isolateurs en porcelaine.
- Exploité par la Liverpool Elevated Railroad O.
- Coventry (Thomson-Houston). — 7 voitures à 2 moteurs de i5 chevaux. Douglas Lasey (Thomson-Houston). — Ligne aérienne double.
- (A suivre.)
- La grande tache solaire a été aperçue le i5 sur le bord oriental du disque. Elle n’était vue que de champ, et il fallait être familiarisé avec ce genre d’observations pour reconnaître sa présence, à une légère déformation du limbe. Mais dès le lendemain elle montrait upe superficie notable, et, comme il arrive constamment, elle semblait grossir à mesure qu’elle s’approchait du méridien central, oh elle est visible en vraie grandeur. A ce moment
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- A.
- sa superficie a été évaluée à 4000 millions de kilomètres carrés, soit huit fois la surface de toute la Terre. Elle a été observée facilement au parc Saint-Maur, avec un simple verre dépoli.
- Cette tache est la plus grande qui se soit montrée depuis celle de février 1892, dont les dimensions étaient encore plus grandes. Elle a disparu le 25 février, après avoir été observée dix fois à midi, à l’équatorial du parc Saint-Maur.
- Des perturbations magnétiques violentes ont été constatées comme en 1892, lors du passage de la tache au méridien central. Mais cette fois les perturbations ont précédé le passage, tandis qu’elles l’ont suivi en 1892. Les deux faits ont été constatés à Greenwich aussi bien qu’au parc Saint-Maur. La différence doit être expliquée par les partisans de l’action des taches solaires sur les éléments magnétiques du Globe.
- Il est bon de faire remarquer à ce propos que l’énergie de la perturbation antérieure, qui s’est produite le 20, paraît avoir été plus grande à Saint-Maur qu’à Greenwich. Mais n’ayant pas eu sous les yeux les deux courbes, nous ne pouvons donner à ce sujet une opinion définitive. Cette perturbation n’a point été la seule constatée. On en a observé au parc une seconde le 25 et une troisième au 1" mars, au moment où la tache disparaissait sur le bord occidental. Celle-ci a été très énergique et accompagnée d’une aurore boréale très belle, observée non-seulement en Suède et en Norvège, mais en France, notamment dans le département de la Seine-Inférieure. D’après une description rédigée au Havre, le segment était couleur jaune verdâtre orienté au nord-est, et accompagné de taches blanches. Ces taches apparaissaient et disparaissaient par intervalles dans un ciel pur. Le phénomène a duré plus de deux heures, de 7 à 9, et a disparu trois heures avant le lever de la Lune.
- Le passage de cette tache sur le disque a coïncidé avec un dérangement remarquable dans le régime météorologique. Un anti-cyclone qui passait sur l’Europe centrale et amenant le régime des vents du nord avec temps froid a disparu, pour faire place à un régime cyclonique avec temps chaud qui a duré depuis le 23 février jusqu’au 2 mars. Les écarts de la moyenne ont été de plusieurs degrés au-dessus et plus tard au-dessous de la normale.
- Les perturbations magnétiques ont été accompagnées de la production de courants telluriques enregistrés au Parc, et dont les variations étaient proportionnelles, comme d’ordinaire, la corrélation était surtout apparente sur la ligne méridienne. Les oscillations ont été également très rapides et très nombreuses dans le circuit fermé dont la station électrique du parc occupe le centre.
- La chambre de commerce de Clermont vient d’étudier la question du rattachement de Clermont à Paris par une ligne téléphonique.
- Cette transmission téléphonique est tracée de Clermont
- à Paris, avec communication facultative pour les villes situées sur son parcours, jusque et non comprise la ville de Nevers, déjà rattachée à Paris.
- Sur cette ligne sont raccordées les stations balnéaires de Royat, Chatelguyon, la Bourboule, le Mont-Dore et Saint-Nectaire.
- Le prix de l’exécution des travaux, tel qu’il a été établi par l’administration des postes et télégraphes, s’élève à 2i5000 francs.
- Celte somme doit être versée à l’administration par les syndicataires souscripteurs, elle est remboursée sans Intérêts selon les produits bruts de la ligne et suivant compte arrêté tous les ans par le ministre du commerce.
- Le premier essai pratique du tunnel hydraulique que on a construit pour l’utilisation du Niagara a été faite le 25 janvier dernier. Les travaux de construction ont déjà absorbé près de vingt millions de francs. C’est la fabrique de papier de Niagara Falls, qui sera le premier établissement à profiter de la nouvelle force motrice créée. Elle a traité pour la fourniture de 6600 chevaux, dont 3ooo vont être employés dès maintenant. Le prix, qui comprend la location du terrain, est fixé à 40 francs par an et par cheval utilisé jour et nuit.
- Le tunnel hydraulique a une section suffisante pour une force motrice de 120000 chevaux. L’inauguration officielle de la station centrale se fera le rr juin prochain; à cette fête seront invitées toutes les notabilités de la science et de l’industrie.
- Les avis sont partagés sur l’emploi de rails de très grande longueur obtenus par la soudure électrique. Un correspondant du Génie civil, M. Ilauet, communique à ce journal les avis qu’il a recueillis auprès de nombreux spécialistes, avis qui se résument ainsi :
- Oui, le joint a l’inconvénient du'inartelage qui est insupportable au voyageur, et ce joint est le facteur le plus nuisible a la stabilité de la voie en même temps qu’il est l’agent le plus actif de sa destruction. 11 faut tout tenter pour le consolider ou même le faire disparaître. Le problème préoccupe tous ceux qui ont la charge de l'entretien et de la conservation de la voie, mais sa solution n’apparaît pas prochaine. Dans l’état actuel de la soudure électrique, on ne peut atteindre le résultat désiré, parce que l’acier se soude mal, se dénature, et que, partout où on aura une soudure, c’est-à-dire tous les 8 ou 12 mètres, on aura un point faible du rail comme avec le joint; et alors, le rail continu se courbera, comme le font nos rails de 8 à 12 mètres, dans le sens vertical, non point, comme le croient les non techniciens*- en donnant à la partie supérieure du rail une forme concave, mais bien un arc convexe de 2 centimètres de flèche, avec une corde de 6 à 8 mètres.
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- Actuellement, le plus grand nombre de cas de rupture de rails se constate au joint ; la brisure passe assez invariablement par le trou du boulon d’éclisse, mais la circulation peut, le plus souvent, continuer sans danger, môme sur le rail brisé, jusqu’au moment où cette rupture est reconnue et même jusqu’au remplacement du rail brisé, sans crainte de déraillement ni d’accidents parce que l’éclissage maintient le morceau cassé, mais non détaché. Avec la soudure défectueuse qu’on peut seulement obtenir actuellement, la rupture du rail aura lieu au point de soudure et aura une gravité très sérieuse, puisqu’il manquera l’éclissage.
- En ce qui touche la question de dilatation, elle aussi est loin d’être résolue. Sur un viaduc de 3oo mètres de longueur, et malgré les intervalles de quelques millimètres laissés à chaque joint au moment de la pose, on peut constater, avec des appareils de di!atalionr une variation de longueur de io centimètres, du soir au matin, en été. Que se produirait-il sur une file de rails continue* de 3oo mètres sans solution de continuité ? Très probablement un déplacement latéral de la voie en forme de serpent. Il y a encore la marche en avant, du rail suivant le sens de la marche des trains dont on n’a pas parlé qui vient se combiner avec les perturbations de la dilatation, et qui est loin d’être un facteur négligeable.
- Éclairage électrique.
- Les chantiers de M. Satre ont mis à l’eau une drague marine à laquelle on s’est empressé d’adjoindre une installation d’éclairage électrique. Deux jeux de godets, les uns agissant sur les terrains durs, les autres dans le sable et l’argile, deux machines de 600 chevaux, telles sont les caractéristiques de cette masse flottante destinée au port du Havre. Deux hélices d’une disposition nouvelle servent de propulseurs.
- Les logements des officiers et des ingénieurs sont aussi confortables que ceux d’un navire de guerre, et comme on l’a dit, l’éclairage est assuré partout par l’électricité.
- La ville de Crécy a traité avec MM. Patin et G* pour l’éclairage électrique de la ville. Voici quelques clauses du traité.
- La durée de la concession est de ]5 années, l’installation devra être faite dans un délai de six mois à dater de l’approbation préfectorale. Les lampes employées pour l’éclairage de la ville seront de 16 bougies, au prix de 5o francs par an et par lampe. S’il est fait usage de la lampe de 24 bougies, le prix sera de 65 francs, et pour les lampes de 32 bougies, 75 francs. Lorsque le nombre de lampes de l’éclairage public et particulier fourni par la Société, tant dans Crécy que dans les communes dépendant ou pouvant dépendre par la suite de Crécy, atteindra 3oo, le forfait pour la ville sera réduit de5 francs
- sur les prix ci-dessus. Pour l’éclairage des établissements municipaux et départementaux, il sera fait 20 0/0 de rabais sur le tarif des particuliers.
- Pour les particuliers. les prix seront de 0,04 francs par lampe-heure des 10 bougies. A forfait : 5 francs par mois, pour la lampe de 10 bougies et 7 francs pour la lampe de 16 bougies, ou bien au compteur o,i5 fr. l’hec-towatt-heure.
- Télégraphie et Téléphonie.
- Le Journal télégraphique annonce que la compagnie Easlern Extension Australasia and China Telegraph, dans le but de renforcer ses communications entre Sin-gapore et Hong-Kong va poser un câble de Singapore à Labuan, au nord de Bornéo, et de ce point à Hong-Kong.
- L’expédition quittera l’Angleterre dans le cours de février, et Ja nouvelle ligne sera probablement livrée au trafic dans les mois d’avril ou mai prochain. Elle ouvrira des communications télégraphiques avec les possessions anglaises du nord de Bornéo.
- Les petites villes de France continuent à devancer'les grandes. La commune de Salon (Bouches-du-Rhône), qui comptait 6000 âmes il y a 20 ans et qui en à 10000 aujourd'hui, va posséder une ligne téléphonique interurbaine la reliant, par Marseille, au grand réseau, un réseau téléphonique urbain, et enfin une fort belle usine' d’éclairage électrique municipal et privé.
- Les trop grandes variations de débit du canal de Cra-ponne ont décidé la Société concessionnaire a utiliser la vapeur pour ses moteurs.
- Une compagnie vient de se créer à Londres, sous le titre de « The Pacific and European Telegraph Company, dans le but d’établir une ligne télégraphique nouvelle et directe entre Buenos-Ayres et Valparaiso. Cette compagnie, dit le Journal Télégraphique, est formée par les Compagnies Brazilian submarine, Western and Brazilian et West Coast, of American Telegraph, sous la présidence de sir John Render. Son siège social est â Londres, Win-chester-Iiouse, Old Broad Street. Son but principal est de créer une nouvelle route télégraphique pour le Chili, la Bolivie et le Pérou par les câbles sous-marins entre l’Europe et Buenos-Ayres.
- Imprimeur-Gérant : V. Nory.
- Imprimerie de La Lumière Electrique — Paris, 3i, boulevard des Italiens.
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- Journal universel d’Electricité
- 31, Boulevard des Italiens. Paris
- Directeur : Dr CORNÉLIUS HERZ
- XVI- ANNÉE (TOME Ll) SAMEDI 17 MARS 1894 N» Il
- SOMMAIRE. — Détails de construction des machines dynamo; Gustave Richard. — Méthodes et appareils de mesure de la différence de phase entre deux courants sinusoïdaux; A. Hess. — Les analogies hydrauliques comme mode de compréhension des phénomènes électriques; G. Claude. — Notes sur l’industrie électrique aux États-Unis; E.-J. Brunswick. — Sur la conductibilité des substances conductrices discontinues; Edouard Branly. — Chronique et revue de la presse industrielle : Relais télégraphique Weston. — Coupe-circuit pour hautes tensions Wharton. — Accumulateurs à bois Roe et Surtro. — Electrolyseur Blockmore. — Galvanomètre apériodique
- E. Thomson. — Electrolyseur Cutten. — Une nouvelle forme du frein de Prony. — Conducteurpour haute tension Tésla. — Interrupteur automatique à liquide de Tesla pour la production des courants de haute fréquence. — Théorie et projet des dynamos à courant constant, par M. Henry S. Carhart. — Revue des travaux récents en électricité : Société internationale des électriciens (séance du 7 mars 1894). — A propos des considérations de M. Mercàdier sur les valeurs relatives des systèmes de dimensions électrostatique et électromagnétique, par M. Arthur W. Rücker. — Note sur une méthode de détermination quantitative de la chaleur rayonnante, par
- F. Kurlbaum. — Variétés : Du rôle de l’électricité dans les phénomènes de la vie animale, par E. Solvay. — Faits divers.
- DÉTAILS DE CONSTRUCTION
- DES MACHINES DYNAMO P)
- Le corps de l’armature des dynamos Eicke-meyer représenté par les figures i et 2 est constitué par une série d’enroulements de fils de fer superposés, avec isolants en papier paraffiné d.
- Le premier de ces enroulements est fait sur le filetage a de l’axe de l’armature, d’un pas plus grand que le diamètre du fil, de manière que les différentes spires ne se touchent pas, et soient, par conséquent, d’un isolement facile. Les différents enroulements se superposent, avec leurs fils en quinconce et leurs extrémités cc'c2c3 emboîtées dans les rainures radiales b' des plateaux. Les extrémités du dernier enroulement se nouent en c4 sur ces plateaux.
- On obtient ainsi un noyau parfaitement équilibré, d’une résistance magnétique très faible, et dans laquelle les courants de Foucault ne peuvent guère se développer.
- L’armature de la dynamo Hoffmann, représentée parles figures 3 à 15, qui enveloppe les inducteurs 9, a ses noyaux lamellaires i3 enfilés sur les tiges 12 d’une étoile en bronze 11, de manière que leurs lames se recouvrent mutuellement, comme l'indique la figure 6.
- On entoure ensuite ces noyaux de barres de cuivre i5 (fig. 9) figurées en i5“, puis recouvertes d’isolants en papier 16 i6a* (fig. 10 et i3), et reliées en série (fig. 9) par des barres 17 fendues en 17“ et 17*, que l’on recouvre (fig. i3) de l’isolant en papier 16*, assujetties en repliant les bouts i5“ i56 des barres i5. Ces barres sont (fig. 7) recourbées pour laisser passer les écrous 14, qui serrent les lamelles 23 sur les boulons 12 (fig. 5) et elles sont plus épaisses en i5e, de manière à mieux se séparer à la couronne de l’armature.
- L’étoile fixe 19 est montée sur le manchon 18 (fig. 4) fixé au palier, et ses boulons 20 portent les balais 21, équidistants tout autour de l’armature qui forme collecteur : ces boulons sont actionnés par les bielles 3o, commandées, du levier 31, par le pignon 27, fou sur 18, et à bras 28 articulés aux bielles 3o, de sorte qu’il suffit de tourner le levier 3i pour séparer brusquement tous les balais de leur armature. Quant au calage de ces balais, il se commande par la manette 24 ou le levier 25, dont le pignon 2 engrène avec le pignon 26, solidaire du manchon 18.
- On obtient ainsi une armature d’une résistance interne extrêmement faible, et des balais d’un réglage très sensible.
- Le collecteur radial d’Elihu Thomson représenté par les figures 16 à 18 a ses segments isolés K reliés par des brides D, faciles à enlever, aux
- (*) La L umière Électrique, i3 janvier 1894, p. 60.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- segments métalliques C, également isolés entre eux, et rattachés au plateau P par des boulons isolés i, de sorte que l’isolement des segments K est aussi parfait que possible, et leur remplacement des plus aisés.
- Il en est de même pour les barreaux K du
- collecteur cylindrique représenté par les figures 19 et 20, isolés, par M, à la fois des plateaux P' et des fourrures G, divisés en segments isolés les uns des autres.
- Dans le porte-balais de Coffman (fig. ai et 22) le charbon G est saisi entre une pince E, ap-
- puyée sur lui par un ressort e, pressé par une came D, et un chariot B, monté sur la glissière fixe A. Ce chariot est poussé vers le commutateur par un ressort F, dont on peut régler la
- tension au moyen du rochet I, et qui repousse autour de son axe G le tambour H, dont la bjande h est accrochée à B. La prise du courant se fait en E'. Un excentrique L permet de caler
- ïï\ü."" "g»!
- Figr. 3 et 4. — Dynamo Hoffmann (Siemens et Ilalske, 1893). Vue de face et coupe longitudinale.
- le chariot B sur A, quand on veut remplacer les balais, après avoir desserré E en renversant D.
- Pour relever les balais F de leurs collecteurs on fait (fig. 23), dans le système de M. Averill, basculer leurs châssis b autour de l’axe A', malgré le ressort D, jusqu’à ce que le cliquet E
- l’enclenche en c3; et le porte-balais A peut se fixer facilement dans une orientation quelconque par la pince a3.
- Le noyau des inducteurs de MM. Johnson el Haskins sont (fig. 24) constitués par deux pièces A B A'B', avec pattes C C', pour recevoir les fils en D et D', assemblées par les vis noyées
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- T'T, puis fendues à la scie en X et X', pour en interrompre la continuité.
- Ces fentes sont ensuite remplies d’un isolant : de mica par exemple.
- C’est une construction simple et peu coûteuse.
- La régularisation de la dynamo Reisl et Fiske représentée par les figures 25 à 29 s’opère au moyen d’un enroulement supplémentaire S, disposé au-dessus de l’enroulement ordinaire E des inducteurs, et que l’on intercale en totalité
- Fig-, 5 à i5. — Dynamo Hoffmann. Détail de l’armature.
- ou en partie par des rosettes ou commutateurs très simples P P.
- Chacune de ces rosettes se compose d’un plateau d’ébonite auquel sont attachées trois bandes de cuivre s1s2s3, soudées aux pitons p, P2P3 de manière qu’il suffise d’y insérer, par les trous /1/2/3 du couvercle, une vis H pour relier entre elles deux quelconques de ces lames. L’enroulement complémentaire arrive en a à se souder à la lame s2, au bas de l’inducteur, puis s’enroule jusqu’en j, où il se soude à la lame s3 puis il se continue, en contournant la rosette, jusqu’à la troisième barres', d’où il est relié parle fil C à l’enroulement correspondant de l’autre bobine
- S. Ceci posé, si l’on visse H en p, la totalité de l’enroulement complémentaire sera intercalée en série dans le circuit inducteur a b, relié aux bornes de l’armature, tandis que l’insertion de II en ou en f2 n’en intercale que les deux tiers
- Fig. 16 à 18. — Collecteur annulaire Elihu Thomson (1891-1893).
- ou le tiers. De là un moyen facile d’adapter rapidement la dynamo à un régime donné M. Southworlh dispose les connexions de ses inducteurs de la manière indiquée en figures 3o
- Fig. !9 et 20. — Collecteur cylindrique E. Thomson.
- à 33. L’enroulement ordinaire A se termine par des gros fils A', auxquels se soude l’une des extrémités d’une barre de cuivre lamellaire F, recourbée sur A, et isolée en D, puis enroulée à l’autre bout sur un œillet rigide C, enveloppé d’une frette en fer e e ; et l’on cercle le tout d’un
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- bobinage en chanvre G. Le raccordement, ou la prise de courant aux fils 11 se fait par des vis de contact H. La connexion C, flexible et très so-
- Fig. 21 et 22. — Porte-balais Coffmann (i8g3).
- lide, ne court aucun risque de se briser dans les manipulations.
- Le principe du mode de régularisation récem-
- Fig. 23. — Porte-balais Averill (i3g3).
- ment proposé par M. Elihn Thomson est facile à saisir sur le schéma (fig. 3q), qui le représente appliqué à une dynamo avec inducteurs à
- Fig. 24. — Noyau des inducteurs Johnson et Haslrins (General Electric C°, 1893).
- fils fins S! S2, montés en dérivation ou excités séparément en E; le procédé consiste à ajouter aux inducteurs deux pièces polaires D et D', comprises entre les plans neutre et de commutation a a et b b.
- Supposons l’armature lamellaire tournant
- dans le sens de la flèche avec ses balais placés dans le plan aa\ son courant y produira les pôles indiqués en figure 35, avec b b pour plan neutre, et de même nom que les vis-à-vis induits par leurs enroulements en S, et S2 ; et ces pôles induiront en D et D' des pôles de nom con-
- Fig. 25 à 27. — Régularisation Reist et Fiske (Compagnie Thomson-Houston, 1891-1893).
- traire, de sorte que le champ magnétique sera bien, comme il le faut, d’un côté du plan de commutation, entièrement sud, par S' et D, et, de l’autre, entièrement nord, par S2 et D'. Si, maintenant, le courant de l’armature vient à baisser,
- Fig. 28 et 29. — Régularisation Reist et Fiske. Détail des inducteurs.
- les pôles induits dans cette armature par Si et S2 ; n’en seront pas affectés, mais ceux des pièces D et D' faibliront d’autant, ainsi que le champ magnétique total, de sorte que la force électromotrice retombera à sa valeur primitive. On voit que l’on obtient ainsi, en principe, les mêmes effets que par le compoundage ordinaire, en développant le champ magnétique régulateur, non
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- par un enroulement supplémentaire en série, mais par l’excitation des pôles D et D' au moyen du magnétisme mêmede l’armature. Cette disposition très simple présente l’avantage de ne pas être exposée aux inversions de courant, par exemple dans le chargement des accumula-
- Fig. 3o à 33. — Connexions Southvvorth (General Electric C°, 1893).
- teurs, et de permettre l’accouplement de ces dynamos en quantité sans addition de dispositifs égalisateurs.
- La figure 36 représente l’application du système à une dynamo lamellaire, et le schéma
- 34 à 37. — Régularisation E.-Thomson (1893).
- figure 37 son application à une dynamo sans commutateur, mais, néanmoins, telle que la polarité du champ reste invariable de part et d’autre d’un plan a a.
- La dynamo (fig. 38) a son armature lamellaire en deux parties A et A', tournant l’une entre les inducteurs S et S', l’autre entre les pôles ré-
- gulateurs D et D', décalés par rapport à S et S' comme l’indiquent les figures 3g et 40.
- La disposition du même inventeur représentée par le schéma figure 41 a pour objet de grouper en parallèle deux ou plusieurs dynamos com-
- Fig. 38 à 40. — Dynamo E. Thomson (1893).
- pound, tout en conservant la faculté de les régulariser indépendamment l’une de l’autre.
- A cet effet les enroulements inducteurs en série sont divisés chacun en deux sections D' et E', D2et Ea, dont l’une, E' et E2, à résistances variables R' ou R2, égalisées par le fil Q. Les enroulements inducteurs, en dérivation et immuables, sont indiqués en S4 et S2.
- Fig. 41. — Régularisation E. Thomson (1893).
- M. Pars ha II obtient le même résultat au moyen de la disposition représentée schématiquement par la figure 42.
- On a supposé, sur ce schéma, trois dynamos Dj D2 D3, avec inducteurs S! S2S3, dérivés entre Û! et 02, pourvus de résistances régulatrices N1NlN2, et inducteurs BBjB2, en série, sectionnés, comme en e/, sur des résistances partielles R'R3R5 conjuguées avec les résistances totales R R2 R4, de manière qu’elles varient en sens inverse.
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- Il en résulte que la somme des résistances O et le fil compensateur O' ne varient pas, malgré les variations de l’intensité, occasionnées en B! B2B3 par l’introduction des dérivations R', Rg
- Fig. 42. — Régularisation Parshall (General Electric C”, 1893).
- R5. On peut donc ainsi, comme précédemment, régulariser les dynamos indépendamment les unes des autres.
- Les bras X et X' des rhéostats sont articulés
- Fig. 43 et 44. — Régularisation Scribner.
- en P, et sont, une fois réglés par les coulisses Y, manœuvrés simultanément par la manette H.
- Le fonctionnement du régulateur Scribner est (fig. 43) le suivant.
- En marche normale, le levier d, armature de l’électro a, occupe la position indiquée, en contact avec la touche c2 du levier c, dont l’autre extrémité fait contact en e', de sorte que le courant dérivé en b' b sur la dynamo se bifurque en deux parties : l'une par (b' e3e2e'c b) l’autre par (b' afdc2 b). Dès que l’intensité baisse, a lâche son armature, que le ressort P amène sur c', et c surf.lt en même temps qu’il soulève, par /2, le piston g2, et déplace par h\ h les balais du commutateur.
- Le circuit de a se trouve alors refermé par c figé ab' de sorte que le courant y passe en totalité, et qu’il ramène son armature dans sa position primitive. Ce mouvement fait que f2,
- Fig. 45 et 46. — Régularisation Timmis et Smith (1893).
- appuyé sur sa base, lâche le plongeur^, qui retombe avec une vitesse réglée par la petite ouverture ^3 de son dashpot g2, c’est-à-dire, très lentement, tandis que les soupapes di n’opposent que peu de résistance à la levée de g3.
- Si l’intensité du courant b b' est encore trop faible, il se produit une nouvelle avance des balais, et cela jusqu’au rétablissement de l’intensité normale. Au . contraire, si l’intensité augmente, a retient définitivement son armature sur c2,/2 lâche définitivement/3, et le frottement des balais les ramène automatiquement en arrière, malgré la résistance de /3, jusqu’au rétablissement de l’intensité normale.
- La dynamo à intensité constante de Timmis et Smith a (fig. 45) ses inducteurs enroulés de deux circuits : le régulateur, a b, sur l’une des bobines, et l’excitateur cd sur l’autre, en sens inverse ou en opposition de a b. Le circuit a b
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- ne se ferme que si la force électromotriee induite par c dépasse la valeur normale, et il intervient alors pour ramener le champ magnétique à son intensité normale par son opposition à c. On peut compléter cette action par celle d’une résistance variable d, ou (fig. 46) d’une
- ,1
- Fig. 47 à 53. — Alésoir Riddel pour dynamos (Compagnie Thomson-Houston, 1893).
- dérivation antagoniste ou démagnétisante gc, avec résistance variable d.
- Les figures 47 à 53 représentent un alésoir spécialement étudié par M. J. Riddell pour l’alésage simultané des paliers b et des pièces polaires b' des dynamos.
- La barre d’alésage G F est rainurée dans l’arbre creux E, commandé, du cône Q, par les pi-
- gnons O et H, et elle porte, à l’arrière, une vis I, qui peut être embrayée sur elle par un embrayage K, et fait écrou dans le moyeu M du pignon IL Ce dernier pignon engrène avec la roue O', calée sur l’arbre P2, qui peut être embrayée avec le cône Q par p\ et communique alors à H' un mouvement de même sens, mais plus lent, que celui de H. Il en résulte que chacun des points de la vis I et de la barre G, et,
- Fig. 54. — Distribution E. Thomson (1890-1893).
- par conséquent, l’outil entraîné par G, décrit une hélice à pas déterminé par la différence entre les vitesses de H et de H'.
- Quand on veut ramener rapidement la barre G, on débraye K et p', et l’on enclenche la vis I par le verrou r (fig. 5i) de manière qu’elle ne puisse plus tourner, et l’on fait tourner O' à la main parjp2.
- Le palier D de l’arbre F peut monter et descendre dans ses montants C par la vis S, mais sans désengrener de H et de H' les pignons O et O', parce que leur axe est maintenu à une distance invariable de celui de F par le bras radial a, pivoté sur F.
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- Le second palier D' de la barre G peut se fixer dans son montant G' à la même hauteur que D par la vis U, et la vis V (fig. 48) permet de le dilater légèrement pour l’adapter à des barres G, de diamètres un peu différents, rattraper les usures, etc.
- Dans la distribution E. Thomson représentée par la figure 54, la génératrice G envoie par MM', en M2 M2, des courants de potentiel à peu près invariable, et, de M2 M2, partent des circuits dérivés 11,22...
- En 1 1, le circuit aboutit à un transformateur moteur G, dont l’armature a deux enroulements soumis, l’un, moteur, a un champ S, excité par une dérivation de 1 1, tandis que l’autre, excité
- Fig. 55 à 57. — Transformateurs-moteurs E. Thomson.
- à la fois par cette dérivation et par un inducteur accessoire D, en série sur 1 1, fournit, par exemple par B B, un courant de basse tension à des bains galvanoplastiques.
- En 22, deux de ces transformateurs, convenablement accouplés, alimentent un circuit à trois fils, qui peut, bien entendu, renfermer lui-même d’autres transformateurs analogues.
- Le long circuit 3 3 alimente, par les transformateurs C3 C3, un réseau d’éclairage urbain, avec commutateurs X X, permettant de substituer, sur une partie du réseau, en cas d’accident, le transformateur intact au transformateur hors de service. Il en est de même pour la ligne 4 4 et son transformateur C4, qui actionnent des moteurs M3, des arcs L L, etc...
- Le transformateur C3, qui alimente aussi un tramway H F, à un potentiel plus élevé que le reste du réseau, doit être muni à cet effet d’une armature spéciale, avec commutateur b, ajoutée
- à celle qui est reliée, par b', au reste du réseau de lampes, moteurs M6, etc...,'de manière à répondre aux besoins des distributions les plus complexes.
- Le tramway peut être aussi actionné normalement par une ligne spéciale GG, à transformateur unique C0.
- La ligne 7 7 charge, par son transformateur C7, des accumulateurs J, qui concourent à l’alimentation de son réseau d’éclairage, qui peut, occasionnellement, se relier à celui du transformateur Cs, alimenté par la ligne 8 8.
- Enfin, la ligne 99 alimente un transformateur spécial C9, à courants polyphasés représenté en détail par les figures 55 à 5y. Dans ce transfor-
- Fig. 58. — Distribution Rice (General Electric G”, 1893).
- mateur, la ligne 99 pénètre par un commutateur dans l’enroulement à courant continu O d’une armature Gramme ou Siemens A, à la suite de laquelle se trouve une deuxième armature A', dont l’enroulement R enveloppe aussi A, et qui envoie aux collecteurs isolés R' des courants alternatifs fonctions de la disposition et du nombre des enroulements R. Si cette armature tourne, par exemple, dans un champ bipolaire, on peut disposer l’enroulement R en deux groupes de bobines (g g), (h h) (fig. 56) déphasés d’un quart de période, et leur faire alimenter un circuit à trois fils, sur lequel on a supposé branché un moteur à champ tournant M4. Ainsi qu’on le voit par la figure 57, l’inducteur P de ce transformateur, qui induit l’armature O, est excité par une dérivation S de la ligne 9 9, et le second inducteur P', à la fois, par une dérivation S' et par un second enroulement D, en série sur le circuit direct, qui va de l’un des fils 9 au com-
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- mutateur. Au départ, S' produit en P' des polarités opposées à celles des pôles correspondants de P; puis, à mesure que la charge augmente, D ramène peu à peu ces polarités à concorder avec celles de P, de manière à augmenter, avec la charge, le potentiel des courants de A'.
- Dans la distribution Rice représentée par la figure58, les génératrices compound i, 2... 6, ont leurs enroulements dérivés S! S2... et sériés Dx D2... régularisés par des rhéostats Rx R2... R12. Toutes les bornes négatives de ces dynamos sont reliées au fil commun N, et les bornes positives à des fils Px, P2, P3..., de manière à pouvoir grouper deux ou plusieurs de ces dynamos en quantité : comme 1 et 2 sur N et P'; 3 et 4 sur N et P, ; 5 et 6 sur N et P3. Un fil compensateur E relie toutes les dynamos à l’intersection de leurs enroulements inducteurs sériés et dérivés, et les fils Px P2, P2 P3, P' Pa peuvent être reliés entre eux par des résistances variables
- Rl3l FÎ-14) Ei5‘"
- Les circuits des lampes L L'... sont dérivés sur les feeders a et b, branchés sur N et P' directement ou par a' b'. Les feeders d et c de L, sont branchés sur N et P2, et ceux/et g de L3 sur N et P3. Les commutateurs a, zz z3 permettent de faire alimenter l’un quelconque des circuits : ab, par exemple, par N et P', N et P2, ou N et P3.
- Supposons les rhéostats R13, R14, Réouverts, de façon qu’il n’y ait aucune connexion entre Pj, P2etP3; si la charge du circuit a b augmente considérablement, on reliera P' à P2, par R13, de manière à ajouter sur a b les dynamos 3 et 4, de potentiel supérieur à celui de 1 et 2, en réglant R]3, de manière que la charge soit normalement répartie entre 1 et 2, 3 et 4. De même, quand les dynamos 3 et 4 ne suffisent plus pour alimenter de, on relie P2à P3 par R14, de manière à y intercaler les dynamos 5 et 6..., et ainsi de suite, en manipulant les rhéostats R13, Ru, R15, et en compoundant les génératrices par R7..., R12, de manière à maintenir au minimum nécessaire les courants fournis aux circuits a b de fg..., suivant leurs charges; et cela, sans introduire en ces circuits ni dynamos, ni résistances auxiliaires, coûteuses d’établissement, ou provoquant des pertes d’énergie.
- Gustave Richard.
- (A suivre).
- MÉTHODES ET APPAREILS DE MESURE DE LA DIFFÉRENCE DE PHASE ENTRE DEUX COURANTS SINUSOÏDAUX (*) :
- Composition acoustique des mouvements.
- Appareil de M. Climenlitch de Engelmeyer. — Transformer les ondulations du courant en ondes sonores est chose facile. Or, en faisant interférer les ondes sonores, on sait que l’on obtient un nouveau système d’ondes, stationnaire si les périodes sont égales, et dont les nœuds et les ventres occupent une position déterminée par la différence de phase entre les ondes interférentes.
- Partant de cette considération, M. de Engelmeyer a combiné un appareil dont il nous a communiqué la description en novembre der-
- nier. Ce dispositif consiste en un tuyau sonore, de longueur variable (fig. 14 et 15), fermé à ses deux extrémités par deux diaphragmes de téléphone A et B. Il s’agit, par exemple, de déterminer la différence de phase entre deux courants d’égale fréquence et a'yant même amplitude I sin m t et I sin (w t ± <p). On fait agir les deux courants respectivement sur les diaphragmes A et B par l’intermédiaire d’électro-aimants (de préférence à noyau aimanté, pour obtenir la même fréquence de vibration que celle du courant).
- Les deux diaphragmes émettent alors des ondes sonores A sin o>/ et A sin (wf ±<p), qui se rencontrent à l’intérieur du tuyau, interfèrent, et donnent une onde résultante stationnaire dont les amplitudes de vibration aux différents points du tuyau sont définies par l’expression
- M = 2 A sin 7i
- A- — (Y ± cp)
- T >
- (I) La Lumière Electrique du 10 mars, p. 451.
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- si nous appelons x et y les longueurs comptées en longueurs d’ondes en partant respectivement de A et de B. Les longueurs d’onde 1 sont celles qui correspondent à la fréquence des courants employés.
- On trouve donc des nœuds de vibration en tous les points donnés par la relation
- .v - (r±«)___
- Actionnons d’abord les deux diaphragmes à l’aide d’un même courant; dans ce cas, 9 = o. et cherchons la position du premier nœud; elle est définie par
- X —X — o ou AC = BC.
- Ce nœud est donc situé au milieu du tuyau, si la longueur A B de celui-ci est égale à une longueur d’onde. On peut s’assurer de la présence du nœud à l’aide d’un explorateur C qui peut être constitué par un simple tuyau de caoutchouc que l’on fait communiquer avec l’oreille.
- Ensuite on fait agir le premier courant sur le diaphragme A, l’autre sur le diaphragme B. Si les deux courants sont en coïncidence de phase, l’équilibre antérieur persiste. S’ils diffèrent en phase de 9 longueurs d’onde, le nœud précédemment observé est déplacé à droite ou à gauche du point C. On pourrait rechercher ce nœud et déduire de sa position la différence de phase, mais il est préférable de le ramener au point C en faisant varier la longueur du tuyau. La position du nœud étant définie par
- x — y =fz cp = o,
- on voit que l’allongement B B' qu’il a fallu donner au tuyau pour ramener le nœud en C, et qui est égal à B'C — B C = j—„v = rj=©, exprime précisément en longueurs d’onde la différence de phase entre les deux courants, et le signe de la variation de longueur (allongement ou raccourcissement) indique le signe de cette différence de phase.
- Dans ce second cas, où le premier nœud est ramené en G, il doit y avoir un autre nœud en B, à la place occupée auparavant par le diaphragme B. 11 est bon de s’en assurer, à titre de contrôle.
- Synchroniseur acoustique de la General Electric C°. — Cet appareil, qui a été décrit dans les ournaux américains au mois de janvier de cette
- année, est de construction analogue à celle du phasemètre précédent, mais il ne poursuit pas tout à fait le même but. On s’en sert dans la pratique comme indicateur de synchronisme entre machines à courants alternatifs.
- Il est formé d’un cylindre métallique (fig. 16) présentant une ouverture au milieu d’une de ses génératrices, et dont les bases sont constituées par les diaphragmes A et A' soumis à l’action des électro-aimants E et E', dans lesquels circulent les courants de transformateurs reliés respectivement aux deux machines ou groupes de machines que l’on se propose de coupler en parallèle.
- L’appareil permet dans ces conditions d’effectuer deux vérifications d’ordre bien distinct.
- En premier lieu, il permet de s’assurer de la constance du décalage entre les deux courants, c’est-à-dire de l’égalité des fréquences. Quand les fréquences diffèrent, les machines ne tour-
- Fig. i6.
- nant pas à la même vitesse, l’onde sonore résultante se déplace, et l’on obtient des battements. A mesure que les fréquences se rapprochent l’une de l’autre, ces battements sont de plus en plus espacés, et finalement, lorsqu’on n’entend plus qu’un son d’intensité constante, on en déduit que les deux machines tournent à la même vitesse.
- Tant qu’un son subsiste, il existe un certain décalage entre les deux courants; ce décalage, n’est en, effet, nul que lorsqu’il sé forme un nœud à l’endroit de l’ouverture du cylindre. L’appareil indique donc aussi la coïncidence de phase.
- Si nous insistons sur cette distinction, c’est que d’après les descriptions des journaux américains, on fermerait le commutateur de couplage des machines au moment où les battements cessent, alors que la cessation des battements n’indique pas la coïncidence des phases, mais seulement le synchronisme, et qu’il ne faut en réalité coupler les machines que lorsque l’appareil est silencieux.
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- Dispositifs basés sur les propriétés des champs magnétiques tournants.
- Méthode de l'auteur (*). — Avec un courant alternatif donné, on crée un ^hamp magnétique
- ournant en le faisant passer dans deux circuits dérivés contenant chacun une bobine. Si les deux dérivations ont une inductance différente
- et si les axes des bobines font entre eux un angle déterminé, on obtient un champ magnétique tournant à intensité constante, et dont le diagramme est un cercle.
- Représentons par le rayon vecteur p (fig. 17) l’intensité de ce champ. Au moment où l’intensité du courant (I sin to/) passe par zéro, ce rayon vecteur occupe une certaine orientation, par exemple OA; il tourne avec une vitesse angulaire uniforme et repasse périodiquement en O A.
- Considérons un second champ tournant de même intensité et de même période que le précédent, mais dont le rayon vecteur p' tourne en sens opposé. Ce champ est supposé produit dans les mêmes conditions que le premier. Si le courant qui l’engendre était nul au même instant que l’autre courant, les deux champs se rencontreraient sur la même droite O A. Mais le deuxième courant I sin (oit -j- <ï>) présente par
- H çoj (iof+$ + <p) + H cos (wf+y.)'
- Fig. 18
- rapport au premier une différence de phase <I>, de sorte que son rayon vecteur p' fera avec p l’angle $ au moment où celui-ci passera par l’origine O A. Comme ils tournent avec la même vitesse uniforme, les champs se sont donc rencontrés sur la bissectrice de l’angle A' O A = <J>, et repasseront simultanément sur cette bissectrice O B à chaque tour.
- En composant les deux champs, il est facile de voir que leur résultante ne se déplace pas et reste toujours orientée selon OB. 11 suffit donc de déterminer l’angle que fait l’axe de ce champ fixe avec l’origine OA pour connaître directement la moitié de l’angle de décalage.
- Remarquons en passant que l’intensité du champ résultant fixe est donnée par
- OB = 2 p cos ^<01+ -î J.
- C) Comptes rendus, t. CXVIII, p. 467.
- On voit par là qu’un champ alternatif à orientation fixe équivaut à deux champs de même intensité et période tournant en sens opposé.
- Pour appliquer ces principes à la mesure de <î>, on peut disposer perpendiculairement les deux bobines alimentées en dérivation par chacun des courants (fig. 18 et 19). Il faut alors, pour obtenir des champs à diagramme circulaire, que dans chaque système les courants des deux branches soient décalés l’un par rapport à l’autre d’un quart de période. En outre, les deux systèmes doivent présenter une inductance totale identique, afin de ne pas changer la différence de phase entre leurs courants respectifs. On règle l’intensité des champs engendrés de façon qu’ils aient même amplitude, et on dispose les circuits de manière quelles champs tournent en sens opposé. On atteint ce but, par exemple, en faisant agir dans le même sens les champs cosinus, et en sens contraire les champs
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- sinus (fig. 20). L'orientation du champ résultant est alors définie, d’après la figure 21, parla relation :
- . H sin («> i+<ï>4-qj) — Hsin (u> 2-i-œ) x $
- an^ “ — HCOS((o ^4-4>+cp)H eoS(w ^+9) an®r 2*
- et donne directement la valeur de la demi-différence de phase.
- On la détermine à l’aide d’une petite aiguille de fer doux suspendue au centre d’action du champ. Si cette aiguille présentait de l’hystéré-sis, elle tendrait à tourner sous l’influence de la variation d'intensité du champ et malgré la fixité de celui-ci. Il est donc nécessaire de se servir de fer absolument doux au point de vue magnétique, et dans des cas analogues il est recommandable d’employer un bâtonnet de. paraffine auquel a été incorporé du fer en poudre réduit chimiquement, comme le suggère M. Cornu.
- En faisant passer le même courant dans les deux paires de circuits en série, on définit expérimentalement l’origine géométrique de l’angle à mesurer. Si l’on mettait en dérivation ces deux paires de circuits, on arriverait, après réglage, au même résultat; mais, ainsi que nous l’a fait remarquer M. Cornu, si cette disposition est moins commode pour déterminer l’origine, elle offre l’avantage de déterminer le signe de la déviation correspondante. En effet, en intercalant respectivement à l’entrée de chaque paire de circuits des bobinés de même résistance apparente et de self-induction inégale, on crée une différence de phase de signe connu.
- On règle l’amplitude des champs magnétiques soit en faisant varier :
- i° La résistance des circuits;
- 20 Le nombre de spires actives des bobines;
- 3° La distance des bobines au centre d’intersection des champs.
- Mais si l’égalisation des champs semblait incommode, on tournerait la difficulté en donnant aux champs les plus intenses des inclinaisons convenables par rapport au plan dans lequel oscille l’aiguille, de façon à ne faire agir que leurs projections, comme le fait M. Korda (voir plus loin).
- Dans la pratique, la création d’un décalage d’un quart de période entre deux courants alternatifs exige l’emploi de condensateurs. On pourrait éviter l’emploi de ces appareils s’il
- était possible d’utiliser un décalage inférieur à un quart de période, décalage facile à produire. Mais si les champs H sin u>t et H'sin (co/ —j— <ï>) ainsi engendrés sont composés rectangulaire-ment, ils fournissent un champ résultant dont le diagramme est une ellipse. Nous pouvons nous proposer de transformer cette ellipse en un cercle en faisant varier l’angle d’inclinaison entre les deux composantes.
- Une ellipse rapportée à deux axes de coordonnées rectangulaires d’orientation quelconque et se croisant en son centre est représentée par une équation de la forme :
- A.v2 + By2 + C xy = r. (r)
- Faisons varier l’angle que font entre eux les axes de coordonnées en tournant, par exemple, l’axe Ox (fig. 22) de façon à l'incliner d’un angle sur l’axe Oy. Les nouvelles coordonnées d’un
- point de la courbe rapportée aux axes rectangulaires primitifs sont alors définies par
- - x )
- X sin ip ( (2)
- r = Y-Xcotgip)
- et l’équation de la nouvelle courbe sera :
- A + Bcos2»F-Gcos»P , C-aBcosif v
- ------ëïïPV------- X,+BY’+ --slny - XY=m (3)
- Gomme nous nous proposons d’obtenir un cercle représenté par une équation de la forme
- X2 Y2
- ..a F .2
- nous devons faire
- et
- , C - • 2 B cos tp_ \
- sin *F ~°’ /
- A + Bcossip — Ccostp_____^ (
- sirUr — )
- (4)
- Or, l’ellipse produite par nos deux champs
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- magnétiques à différence de phase <I> a pour coefficients :
- H* sin4 <L>
- H'4 sin4<I> ^
- — 2 COS <ï>
- HI-I'sin* *1»
- Nous la transformons en un cercle, en satisfaisant aux conditions (4), ce qui a lieu pour
- Il = H' et cos ’F - ' — cos $.
- Ainsi donc, les champs ayant même amplitude, il suffit de les incliner l’un par rapport à l’autre sous un angle = it ± <t> pour rendre constante l’intensité du champ tournant.
- C’est, en somme, le procédé que l’o'n emploie dans les moteurs à courants polyphasés. Mais dans les moteurs à courant alternatif simple déphasé à l’arrivée, on s’ingénie à obtenir le plus complètement possible un décalage d’un quart de période, ce qui n’est pas essentiel, comme on vient de le voir. Il est vrai, toutefois, que pour tout décalage autre que 90° l’intensité du champ résultant n’est plus égale à celle de chaque composante, car elle est proportionnelle au sinus de l’angle de décalage.
- Ce même principe est encore appliqué dans le compteur Schallenberger, dont la bobine induite est inclmée sur la bobine inductrice, et, enfin, il a été signalé l’année dernière à propos de la méthode suivante.
- Méthode de M. D.Korda (]). — « Une spire, placée dans un champ magnétique tournant et mise en rotation synchrone avec le champ ne peut devenir le siège d’aucun courant induit tant que le diagramme du champ reste un cercle et qu’en même temps l’axe de rotation reste perpendiculaire au plan du champ. Mais dès que l’une ou l’autre de ces deux conditions cesse d’être remplie, notamment dès que l’intensité du champ tournant est représentée par une ellipse, il s’établit dans la spire un courant ayant deux fois plus de périodes par seconde que le champ. »
- La méthode consiste alors à tourner une des composantes jusqu’à ce que l’ellipse devienne un cercle, ce qui arrive lorsqu’un voltmètre ou un téléphone relié à la spire indique l’absence de tout courant. L’angle dont on a tourné la
- composante pour atteindre ce point est l’angle supplémentaire de <t>.
- Quand les amplitudes des composantes ne sont pas égales, on obtient encore une ellipse, mais il suffit alors de sortir du plan du champ la composante à plus grande amplitude H' et de l’incliner sous un angle a tel que sa projection sur ce plan soit précisément égale à II. Les trois angles dont il vient d’être question ont entre eux la relation
- ... cos <ï>
- cos =--------.
- cos a
- Cet artifice pourrait également être employé dans la méthode précédente, dans le cas où l’on voudrait éviter les réglages nécessaires à l’égalisation des intensités.
- Appareil de lAllgemeine Elektricilæls Gesell-schaft. —La Lumière Électrique a donné une description sommaire de cet appareil, dont les conditions d’application n’ont pas été publiées. Il est constitué par deux bobines rectangulaires donnant, lorsqu’elles sont parcourues par les deuxcourants,un champ elliptique. Une aiguille en fer, retenue par un ressort antagoniste, est placée dans ce champ. L’orientation des axes de l'ellipse varie en général avec la différence de phase; l’aiguille tendra donc à suivre le grand axe de l’ellipse et donnera une certaine déviation moyenne qui pourra définir le décalage. Si les intensités des courants sont égales, les axes de l’ellipse restent fixes, mais c’est alors l’excentricité de la courbe qui varie avec <I>, et qui a pour effet de solliciter l’aiguille plus ou moins dans un sens ou dans l’autre.
- Le peu de données que nous avons ne nous permet pas de discuter plus longuement le fonctionnement de cet appareil, dont la graduation est sans doute obtenue empiriquement.
- A. Hess.
- LES ANALOGIES hlYDRAULIQUES
- COMME MOUE DE COMPRÉHENSION
- DES PHÉNOMÈNES ÉLECTRIQUES (’)
- III. Gourant alternatif Passons à l’étude de quelques-uns des phénomènes que présente le courant alternatif.
- (*) Comptes rendus, t. CXVI, p. 876.
- (') La Lumière Electrique du 10 mars, p. 459.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- La première chose à faire, c’est de figurer une force électromotrice alternative.
- En conservant notre assimilation des différences de potentiel aux différences de niveau, nous serons amenés à employer dans ce but un vase A (fig. 9) rempli de liquide, se déplaçant suivant une verticale alternativement de bas en haut et de haut en bas, symétriquement par rapport à un plan horizontal, P, que nous pourrons prendre comme origine des différences de niveau, en comptant comme positives les différences de niveau existant lorsque A sera au-dessus de P, comme négatives, celles qui correspondront aux positions de A au-dessous de P. Si en outre nous voulons que les différences de niveau, de même que les forces électromotrices
- Fig. g. — Représentation d’une force électromotrice alternative.
- fournies par les alternateurs industriels, suivent dans le temps une loi suffisamment rapprochée de la loi sinusoïdale, il nous suffira de suspendre A à un ressort dont la longueur dépendra de la grandeur du temps périodique que nous voudrons obtenir.
- Force èlectromotnce alternative agissant sur une résistance sans self-induction. — Examinons d’abord le cas où ce vase est relié à un autre vase ouvert B (fig. 10), dont le niveau correspond au plan P, par un tuyau flexible, de faible longueur et de très faible section. Ce tuyau, d’après des considérations précédentes, correspond à un conducteur présentant une grande résistance et une faible self-induction; pour simplifier, négligeons complètement l’inertie.
- Supposons que les deux vases A et B étant d’abord au même niveau, on élève le vase A. Par suite de la différence de niveau croissante qui est créée entre A et B, le liquide se metaus-
- I sitôt en mouvement, il y a production d’un courant qui va, dans le tuyau, de A vers B et qui est d’autant plus intense à chaque moment que la différence de niveau à ce moment est plus grande. Comme nous supposons qu’il n’y a pas d’inertie, le courant prend exactement à chaque instant la valeur qu’il aurait si la différence de niveau à cet instant conservait indéfiniment la même valeur. Le maximum d’intensité de courant correspond donc nécessairement au point Al5 où le vase est arrivé à la partie supérieure de sa course.
- Réciproquement, lorsque le vase A descendra, la différence de niveau diminuant, le courant de A vers B ira aussi en diminuant jusqu’au moment où il s’annulera, le vase A étant revenu
- ;
- I • _' »
- Fig. 10. — Résistance sur force électromotrice alternative.
- au point de départ. Pendant la seconde partie de la période, en désignant ainsi l’oscillation complète, partie pendant laquelle A descendra au-dessous du plan de niveau jusqu’au point A'i symétrique de At par rapport à P, puis reviendra à son point de départ, les choses se passeront d’une manière tout à fait identique, mais inverse, le courant allant maintenant de B vers A et pouvant être considéré comme négatif, atteignant son maximum pour la position A\ et s’annulant de nouveau en A.
- Donc, quand l’inertie est négligeable, l’intensité du courant liquide suit exactement les variations de la différence de niveau, est maxima, s’annule [et change de signe en même temps qu’elle : en d’autres termes, la différence de niveau et l’intensité du courant sont en concordance de phase. De plus, dès que nous faisons agir une différence de niveau alternative, en partant d’une valeur initiale quelconque, le liquide
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- prend immédiatement le régime qui convient à cette différence de niveau de sorte qu’/7 n'y a pas de période d’établissement de régime.
- Le cas que nous venons de considérer correspond électriquement au cas d’une force électromotrice alternative agissant sur une résistance dénuée de self-induction et nous en concluons que dans ce cas, l’intensité du courant est en concordance de phase avec la force électromotrice, que sa valeur instantanée I, est égale au quotient de la valeur instantanée de la force électromotrice Ej par la résistance ohmique R du circuit, qu’enfin, lorsqu’on place cette résistance sur la force électromotrice, le courant prend immédiatement sa valeur normale sans passer par une période variable d’établissement.
- Force électromotrice agissant sur un circuit présentant de la résistance et de la self-induction. — Faisons maintenant intervenir l’inertie, que nous n’avons pu d’ailleurs éliminer qu’au point de vue théorique. Supposons pour cela que le tuyau reliant A à B soit gros et long. Elevons A (fig. 11). En vertu de son inertie, le mouvement du liquide ne suit plus exactement le mouvement ascensionnel de A : si nous considérons une position quelconque de A pendant la montée, soit A2, le liquide n’a pas encore eu le temps de prendre la vitesse qui correspondrait à cette position supposée fixe, c’est-à-dire que le courant est en retard sur la différence de niveau et ce retard est d’autant plus grand que la rapidité du mouvement ascensionnel est plus grande. En particulier, lorsque A est arrivé au sommet de sa course, en Aj, le liquide n’a encore acquis que la vitesse correspondant à une position notablement inférieure, A3, par exemple. Donc, lorsque le vase A va effectuer son mouvement de descente, quoique la différence de niveau diminue, le courant n’en continuera pas moins à augmenter jusqu’en un certain point A4 compris entre A3 et An dont le niveau correspondra précisément à celui qui, supposé fixe, produirait le courant existant en ce moment. A partir de ce moment le courant ne pourra plus que diminuer, de sorte que A4 correspond au maximum du courant et que ce maximum, au lieu de se produire en même temps que celui de la différence de niveau, est en retard.
- Poursuivons : le vase continuant à descendre atteint le niveau A. A ce moment, le liquide est encore animé d’un mouvement assez rapide de
- A vers B, puisque jusque-là, il existait une différence de niveau positive. En vertu de son inertie, et quoique la différence du niveau devienne négative à partir de ce moment, il continue donc à aller de A vers B et le courant ne s’annule qu'après le passage en A.
- Pour la deuxième partie de la période, les choses ne se passeront plus tout à fait de la même façon que pour la première, puisque le courant, au lieu d’être nul en A comme pour la première partie, ne s’annule que lorsque cette seconde partie de l’oscillation est déjà commencée. On conçoit que la conséquence de ce retard est, pour une position quelconque A'2, une intensité plus faible en valeur absolue que pour la position symétrique A2 dans la course ascendante,
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- Fig. 11. — Self-induction sur force électromotrice alternative.
- en d’autres termes, le retard du courant sur la différence de niveau est augmenté. Cette augmentation du retard continuera encore pendant quelques oscillations pour atteindre, si les oscillations suivent toujours la même loi, une valeur, un décalage bien déterminé lorsque la période d’établissement de régime sera terminée.
- Nous pouvons donc conclure de ce qui précède que quand l’inertie intervient :
- i° L’intensité, au lieu de prendre à chaque instant la valeur déterminée par là différence de niveau existant à cet instant possède toujours une valeur plus petite. L'inertie semble donc augmenter la résistance opposée au passage du liquide, d’autant plus que la masse est plus grande, et cela non seulement pendant une période d’établissement très courte, comme nous l’avons vu quand il s’agissait d’une différence de niveau constante, mais d’une manière permanente. Il faut remarquer cependant que ce n’est
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- là qu’une augmentation apparente de la résistance attendu que les frottements à vitesse égale ne sont pas augmentés;
- 2° Le courant est toujours en retard sur ladif-férence de niveau, c’est-à-dire que le maximum de la différence de niveau et celui de l’intensité de courant ne se produisent plus en même temps, non plus que leur annulation ; il y a entre eux une certaine différence de phase, ou, comme on dit aussi, l’intensité de courant est décalée en arrière sur la différence de niveau ;
- 3° L’établissement du régime normal n’est pas instantané: il est précédé d’une période variable dans laquelle le décalage et l’intensité prennent petit à petit leur valeur normale.
- Il nous serait en outre facile de nous rendre compte que l'augmentation apparente de la résistance opposée au passage du liquide et quele décalage sont d’autant plus grands que la rapidité des oscillations de A, c’est-à-dire la fréquence:, est plus grande.
- Cependant ce retard du courant sur la différence de niveau n’augmente pas indéfiniment avec la rapidité du mouvement oscillatoire et avec la diminution du frottement. Selon'les conditions de l’expérience le décalage peut s’approcher autant qu’on le voudra d’un quart de période, mais il ne saurait en aucun cas dépasser cette limite. Quelques explications rendront compte de ce fait, a pi'iori peu évident, mais sur lequel il importe d’insister.
- Supposons que le tuyau qui réunit A et B soit de très grande section, de telle sorte que nous puissions négliger d’une façon absolue sa résistance et disposer d’une très grande inertie. Il suffira alors, en faisant abstraction des phénomènes de capillarité, d’une différence dé niveau aussi petite que nous le voudrons pour obtenir une intensité très grande (grande non pas par la vitesse qui est \hgh, mais par la grandeur de la section qui fait que lé poids de liquide écoulé par unité de temps est très grand). D’après ce que nous avons vu précédemment, les conditions sont très favorables pour une différence de phase très grande entre le courant et la différence de niveau, puisque l’inertie est très grande et la i-ésistance nulle. Supposons donc que ce retard soit à un moment donné exactement d’un quart de période, c’est-à-dire que le vase A étant arrivé à la partie inférieure de sa course, en A\ (fig. ii) le cou-
- rant s’annule à ce moment alors que la différence de niveau est minima, et voyons si ce retard peut se maintenir aussi élevé, ou au contraire s’il ne continuera pas encore à augmenter.
- Puisque le courant vient de s’annuler en A'u comme il existe à ce moment une différence de niveau négative, un courant de B vers A s’établit et augmente constamment d’intensité bien que le vase A remonte: mais l’inertie du liquide étant supposée très considérable, cette augmentation du courant n’est que très lente; aussi, quelque faible que soit devenue la différence de niveau entre A et B par suite de l’ascension de A, le courant n’a pas encore eu le temps à ce moment de prendre la valeur considérable qu’il aurait pour une différence de niveau encore bien plus petite, mais supposée constante.
- Le courant continue donc à croître dans ce cas théorique jusqu’à ce que la différence de niveau soit nulle. Mais il est impossible qu’il continue encore à augmenter lorsque le vase A a dépassé son point de départ, attendu que dès ce moment, le courant qui tend à s’établir est de sens inverse à celui qui existe et ce dernier ne peut alors que diminuer. L’intensité du courant est donc maxima quand la différence de niveau est nulle, et il y a entre ces deux grandeurs une différence de phase d'un quart de période.
- Nous concevrons facilement maintenant, car il nous suffira d’appliquer textuellement les conclusions précédentes, que l’adjonction de la self-induction dansun circuit électrique alimenté par une force électromotrice alternative ait pour effet :
- i" D’augmenter d’une manière permanente la résistance apparente du circuit, et cela d’autant plus que la fréquence et la self-induction sont plus grandes : R„ff. = J R2-f w2 L2;
- 2° De supprimer la simultanéité entre les maxima et les annulations de la force électro-motrice et de l’intensité, en produisant un décalage en arrière de l’intensité sur la force électromotrice, décalage qui est d’autant plus grand que la fréquence est plus grande, la self-induction plus grande et la résistance plus faible, et a pour limite maxima un quart de période :
- , (o L
- tang ? ;
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- 3° D’empêcher le régime normal de s’établir immédiatement à la mise en circuit de la self-induction sur la force électromotrice, et de faire précéder ce régime normal d’une période variable.
- Force éleclromolrice alternative agissant sur un circuit constitué par une résistance et une capacité. — Les effets de la capacité peuvent s’expliquer par un raisonnement identique.
- Conservons la représentation C (fig. 12) du condensateur telle que nous l’avons imaginée précédemment et supposons que ce vase C soit relié à A par un tuyau flexible assez gros, mais court, dont nous pouvons négliger à la fois et la résistance au passage du liquide et l’inertie. Les deux vases étantau même niveau et au repos,
- Fig. 12. — Capacité sur force électromotrice alternative.
- élevons A. Par suite de la différence de niveau croissante qui est créée entre A et C, le liquide se met en mouvement et il y a production dans T d’un courant liquide qui va de A vers C et détermine la tension progressive de la membrane.
- De plus, comme nous supposons les frotte ments et l’inertie négligeables, la tension de la membrane suit presque exactement l’accroissement de la différence de niveau, et l’excès de la pression exercée par A sur la contre-pression dans C est toujours très faible; comme c’est cet excès qui détermine le courant, celui-ci ne peut jamais acquérir une valeur bien considérable. Lorsque le vase A arrive vers la partie supérieure de sa course, son mouvement se ralentissant, il en est de même du courant dans T, et au sommet At où la vitesse devient nulle, l’équi libre s’établit entre la tension et la différence
- de niveau, de sorte que le courant s’annule. Donc, dans ce cas, qui n’est d’ailleurs que théorique, le courant s’annule précisément au moment où la différence de niveau est maxima.
- Continuons : Le vase s’abaissant, la contre-pression due à la tension de la membrane l’emporte sur la pression exercée par A, de sorte que bien que la différence de niveau soit toujours positive et même très voisine du maximum, le courant change de signe, allant maintenant de C vers A. Il continue ainsi jusqu’au point de départ A, où le mouvement de descente du vase est le plus rapide, puisque c’est le milieu de l’oscillation pendulaire : c’est donc à ce moment que la décompression de la membrane est le plus rapide, et le courant maximum. Le courant atteint donc son maximum négatif quand la force électromotrice n’en est encore qu'à s'annuler, il est encore en avance sur elle d'un quart de période.
- En continuant à suivre le mouvement du vase A, nous verrons que cette avance d’un quart de période persistera indéfiniment.
- Ceci est le cas théorique, qu’il était plus facile pour la compréhension d’étudier le premier, mais si, au lieu d’un tube assez gros, on a un tube très fin, le gonflement de la membrane, gêné par la résistance, ne pourra plus s’effectuer aussi rapidement que le voudrait l’accroissement de niveau. En particulier, lorsque A sera au sommet de sa course, en A1 (fig. 12), la tension de C ne sera que celle qui correspondrait à la position A2, supposée fixe, cette position étant d’autant plus éloignée du sommet Aj que le mouvement de A, c’est-à-dire que la fréquence sera plus rapide. Donc, lorsque le vase redescendra, le courant de liquide n’en continuera pasmoinsà comprimer la membrane et ne s’annulera que pour une position A3 intermédiaire entre A2 et At. Le courant ne sera donc plus comme dans le cas précédent exactefnent en avance d’un quart de période sur la différence de niveau et son avance sera d'autant moindre que la résistance du tuyau et la fréquence seront plus grandes.
- Cet examen nous a montré en outre que ce réservoir G, qui, placé sur une différence de niveau constante, aurait, après la charge, opposé au passage du liquide une résistance infinie, ne se comporte pas de la même façon avec une différence de niveau alternative, puisque le tuyau. T est le siège d’un courant alternatif;
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- seulement, ce courant est beaucoup moins intense que si G était supprimé, parce qu’il n’y a que la différence entre la pression et la contre-pression à chaque instant qui détermine le courant : C agit comme une résistance non plus infinie, mais d'autant plus grande que la surface du diaphragme est plus petite, c’est-à-dire que la capacité est moindre. On comprend très bien enfin que plus les oscillations de A sont rapides, et plus intense est le courant, parce que le gonflement du diaphragme a lieu en un temps plus court, de sorte que cette résistance apparente offerte par la capacité G diminue avec la fréquence.
- Appliquons les considérations précédentes.
- i° Lorsqu’un condensateur est placé en série avec une résistance sur une force électromotrice alternative, le circuit est le siège d’un courant alternatif : le condensateur, au lieu de présenter une résistance infinie, comme avec une force électromotrice continue présente une résistance apparente relativement faible, d’autant plus faible d’ailleurs que la capacité et la fréquence
- sont plus grandes R
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- 2° La simultanéité entre les maxima et les annulations de la force électromotrice et de l’intensité qui a lieu pour une résistance parfaite en circuit n’existe plus quand en série avec cette résistance on place un condensateur. L’intensité est alors en avance sur la force électromotrice et cette avance, ou décalage en avant d’autant plus grande que la fréquence, la résistance et la capacité sont plus petites, a pour limite un quart de période : tang cp = i R ;
- 3° Lorsqu’on place un condensateur et une résistance en série sur une force électromotrice alternative, le courant ne prend pas immédiatement son régime normal, qui est précédé d’une période d’établissement. Dans l’assimilation précédente, nous avons vu en effet que lors du passage de A à son point de départ après la première oscillation le courant ne présentait pas la môme valeur qu’au commencement de cette première oscillation.
- Nous avons donc retrouvé toutes les propriétés bien connues de la capacité.
- Self-induction et capacité combinées sur une force èleclromolrice alternative. — Etant donnés ces résultats et ceux que nous avons obtenus
- pour le cas de la self-induction, on peut faire toutes les comparaisons accoutumées entre ces deux grandeurs, self-induction et capacité, et dès lors on est conduit à se poser cette question : comment un ensemble constitué par une self-induction en dérivation avec une capacité ou en tension avec elle se comportera-t-il, placé sur une force électromotrice alternative? A cette question, les analogies hydrodynamiques permettent encore de répondre.
- Force èleclromolrice alternative agissant sur un circuit comprenant une résistance, une self-induc-lion et une capacité en série. Phénomènes de résonance.— Relions le vase A au vase à diaphragme T par un tuyau long et de grande section G (hg. i3) dans lequel l’inertie sera considérable et les frottements négligeables. Si nous supposons pour un instant que le vase A soit placé dans
- Fig-. i3. — Self-induction et capacité en série. Résonance.
- une position permanente et si nous établissons brusquement la communication entre A et G à l’aide du robinet R, nous savons, pour avoir étudié ce cas précédemment, qu’il s’établit dans le tuyau un courant oscillatoire ; que le temps périodique des oscillations est déterminé par les oscillations du système: grandeur de. la capacité G, grandeur de la masse liquide en mouvement, grandeur des frottements ; mais est indépendant de la différence de niveau de même que les grandes et petites oscillations d’un pendule sont isochrones : en d’autres termes, la période d’oscillation est en quelque sorte caractéristique du système A. T. G.
- Aussi, lorsque à la position permanente du vase A je substitue une position variable avec le temps suivant une loi qui peut être sinusoïdale, mais qui peut aussi être quelconque, ces oscillations propres au système tendent encore à Se produire avec leur période propre et se superposent au mouvement du liquide résultant de la variation du niveau de A.
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- Si le mouvement de A est pendulaire et si sa période est sensiblement égale à celle des oscillations dont nous venons de parler, le mouvement du liquide résultant du déplacement de A d’une part et les oscillations d’autre part se produisent en concordance ; et, de môme qu’une personne qui se balance augmente graduellement l’amplitude de ses oscillations en élevant et abaissant alternativement son centre de gravité en concordance avec le mouvement de la balançoire, de môme l’amplitude du mouvement augmente-t-elle graduellement à chaque oscillation jusqu’à une certaine limite qui est atteinte lorsque l’énergie dépensée sous forme de frottement dans une oscillation est justement égale à l’énergie empruntée à la source de mouvement pendant cette oscillation. Or, nous supposons ici que les frottements sont nuis, c’est-à-dire que la résistance opposée au passage du liquide dans le tuyau est nulle et l’élasticité du diaphragme parfaite; ces oscillations croîtront donc en amplitude an delà de toute limite, ce qui est encore le cas de la balançoire dans laquelle on est obligé, après un certain nombre d’oscillations, de modérer les déplacements du centre de gravité sous peine d’arriver à des oscillations dangereuses.
- Ainsi, 4ans ce cas théorique où les frottements sont nuis, cas dont la viscosité du liquide, à défaut du frottement contre les parois, nous empêchera toujours d’approcher l’intensité du courant devient infinie, c’est-à-dire que la résistance apparente est nulle. Donc, pour une différence de niveau alternative, l’inertie seule augmente la résistance apparente, la capacité seule l’augmente encore, mais placées en série dans un rapport convenable, ces deux grandeurs se neutralisent. On peut voir de plus que la tension de la membrane va en croissant avec l’amplitude, et peut, au moment des annulations de courant correspondre à des différences de niveau infiniment plus grandes que la différence de niveau maxima elle-même qui détermine le courant ; quant au décalage du courant sur la différence de niveau, il est facile de voir ce qu’il en advient, en effet, par cela même que les oscillations se produisent en concordance avec le le mouvement du vase A; lorsque celui-ci est, par exemple, à la partie supérieure de sa course, l'oscillation se fait de A vers G et présente à ce moment sa valeur maxima, ce qui revient à dire
- que le courant est maximum en même temps que la différence de niveau et que par conséquent le décalage est nul.
- De même, si une self-induction et une capacité supposées parfaites, c’est-à-dire dénuées de résistance ohmique, sont placées sur une différence de potentiel alternative, à la condition d’être l’une par rapport à l’autre dans la proportion convenable (cette proportion correspondant à la relation bien connue <o2 L G = 1), la résistance apparente du circuit est nulle (alors que la mesure au pont de Wheatstone donnerait l’in fini), l’intensité qui traverse ce circuit est infinie et la différence de potentiel mesurée individuellement aux bornes de-la capacité ou de la self-induction est infinie; enfin, le décalage de l’intensité sur la différence de potentiel est nul.
- L’étude des cas plus complexes dans lesquels la self-induction, la capacité et la résistance sont quelconques nécessiterait l’application de la théorie de la synchronisation que M. Cornu développait d’une manière si intéressante il y a peu de temps à la Société des Electriciens ; aussi ne nous y arrêterons-nous pas.
- borce électromolrice alternative agissant sur un circuit constitué par une self-induction et une capacité en dérivation. — La représentation hydrodynamique de ce cas est indiquée par la figure 14 en supposant que l’inertie de la branche G soit négligeable. Nous nous proposons de chercher quelle sera la valeur du courant au-delà du point de jonction M des deux dérivations.
- Ce cas est plus simple que le précédent, car chaque branche se comporte évidemment comme si elle était seule et peut être examinée séparément, ce qui rentre dans un cas déjà étudié; il suffit alors de déterminer la résultante des deux actions. Considérons le cas dont nous avons reconnu la possibilité, au point de vue théorique, où, dans la branche T, le décalage en arrière de l’intensité sur la différence de niveau atteint un quart de période, etsupposons aussi que dans la branche C, le décalage en avant soit égal à un quart de période.
- D’après cette hypothèse, lorsque, après- un certain nombre d’oscillations de A supposées suivre la loi sinusoïdale et destinées à établir le régime permanent, le vase A est à la partie supérieure de sa course, le courant dans T
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- est nul, et le courant dans G également, mais la compression du diaphragme de C est maxima ; le courant de liquide au-delà de M est donc également nul à cet instant. Le vase A commençant à descendre, c’est alors, nous le savons, que le liquide de T se met en mouvement de A vers O; mais à ce moment aussi, par suite de la décompression du diaphragme, un courant ascendant se produit dans C, qui aspire le liquide du tuyau T. Le courant au-delà de la jonction est donc la différence des courants dans C et dans T. Si T l’emporte, le courant ira de A vers O et sera positif; si G est prépondérant, le courant résultant sera au contraire négatif.
- Enfin, il pourra arriver que les actions de G et de T soient égales; dans ce cas, tout le liquide qui s’écoulera dans T de A vers O sera
- Fig. 14. — Self-induction et capacité en dérivation.
- aspiré par C, et le courant résultant sera nul; et si cette relation entre les actions de C et de T est satisfaite pour une position A2 du vase, on conçoit qu’elle pourra l’être pour toute autre position A3, car nous savons que les courants dans T et dans G varient, au signe près, suivant la même loi. Ainsi, à un instant quelconque, le courant dans T sera égal et de sens contraire au courant dans G. Le courant résultant au-delà de M sera donc toujours nul, c’est-à-dire que la résistance apparente opposée au passage du liquide par l’ensemble B, T est infinie.
- Sur une différence de niveau constante, au contraire, la résistance serait évidemment nulle par suite du chemin, supposé sans résistance, qu’offre T, et l’intensité serait infinie : la neutralisation de l’inertie par la capacité ne se fera donc que pour des oscillations de A d’une période bien déterminée. Si ces oscillations sont trop lentes, le courant dans la branche T sera prépondérant; si elles sont trop rapides, ce cou-
- rant dans T sera faible et le courant dû à la branche C l’emportera.
- De même, lorsqu’une force électromotrice sinusoïdale agit sur un circuit constitué par une self-induction et une capacité supposées parfaites montées en dérivation, le courant résultant est égal à la différence des intensités correspondant à chacun des deux dérivations, parce qu’à un instant quelconque ces intensités sont de signes contraires. Si de plus la relation entre la capacité, la self-induction et la fréquence est telle que w2LC = i, non seulement ces intensités sont de signes contraires, mais encore elles sont égales en valeur absolue, de sorte que l’intensité résultante est nulle et la résistance apparente infinie.
- J’arrêterai ici l’examen des différents cas qu’on peut aborder d’une manière analogue et dont il serait facile de multiplier les exemples; j’espère que ceux qui précèdent auront suffi pour indiquer les avantages considérables que l’on peut tirer des comparaisons hydrauliques surtout lorsque, comme dans un cours, on peut se placer sur le terrain expérimental.
- Peut-être même ne serait-il pas exagéré de prétendre que ces comparaisons hydrauliques peuvent s’adresser à d’autres qu’à des commençants et donner à ceux qui sont déjà un peu familiarisés avec l’étude des phénomènes électriques une idée plus nette du mécanisme de ceux-ci que ne saurait le faire une analyse purement mathématique.
- G. Claude.
- NOTES SUR L’INDUSTRIE ÉLECTRIQUE
- AUX ÉTATS-UNIS 0
- Recueillies au cours d’une Mission du Ministère du Commerce (septembre 1R9ÎÎ)
- Chapitre IV. — Construction, ateliers.
- 1. — Organisation des ateliers.
- Dans ce chapitre, nous tâcherons de donner quelques détails sur l’organisation des ateliers principalement, les procédés de construction
- (') La Lumière Électrique du 3 mars 1894, p 414.
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- étant identiques à ceux que nous appliquons en France.
- Nous avons visité nombre d’ateliers, et partout nous avons été frappé de leur aspect intérieur. Le calme naturel de l’Américain se conserve dans le travail industriel et manouvrier comme chez le commerçant.
- Dans les ateliers de mécanique, point de brouhaha ni de déplacements d’ouvriers ; chacun reste à son poste, sans que la discipline soit plus sévère qu’en France.
- Disons quelques mots d’un procédé de contrôle pour les enti'ées d’ouvriers employé à la Western Electric C°, à Chicago, et dans nombre d’autres usines :
- Chaque ouvrier possède un placard pour ses vêtements de rechange. Ce placard ferme à clef et la clef porte en relief sur le pêne un numéro d’ordre. Au bas de l’escalier conduisant à chaque département est placée une pendule actionnant un rouet qui déroule une bande de papier durant le laps de temps accordé pour l’entrée des ateliers. Sous le rouet est une sorte de serrure dans laquelle, en passant, chaque ouvrier introduit sa clef, puis la tourne. En même temps, une sonnerie à timbre avertit l’ouvrier que la manœuvre est complète et que le chiffre gravé sur le pêne de la clef a poinçonné la bande de papier.
- Après l’entrée, les chefs d’atelier remplacent le rouleau de papier et relèvent les présences.
- Cette opération du contrôle se fait sans aucune surveillance particulière.
- Dans tous les ateliers l’organisation du travail est la même.
- Tout d’abord, à la tête de chaque spécialité de construction est un chef de département qui a sous ses ordres un certain nombre de « con-tractors » ou chefs d’équipe.
- Les « contractors » sont d’excellents ouvriers connaissant à fond leur spécialité : fonderie, bois ou mécaniqué, mais n’entreprenant jamais que le même travail. Tel fera toujours des sonneries, tel autre des collecteurs, etc. Mais en revanche, un pareil ouvrier, s’il est mécanicien, est à la fois tourneur, fraiseur, ajusteur et monteur, et capable de faire de toutes pièces son outillage. Les « contractors » entreprennent à forfait leurs travaux et embauchent ou font embaucher par le chef du département les aides nécessaires. Le travail se faisant principalement
- à la machine-outil, ces aides sont de simples manœuvres payés à la journée. Après l’exécution du travail, le bénéfice, s’il en existe, revient sans partage au contractor.
- Relativement aux procédés de fabrication, on peut dire que c’est le triomphe de la machine-outil en genre et en nombre.
- Dans les ateliers de construction électrique, où, vu l’uniformité et la petite quantité des types, le travail est pour ainsi dire constamment le même, il existe des sections entières de machines à décolleter, à fraiser, à èbarber, etc., toutes identiques.
- Souvent, un seul individu conduit une batterie de quatre ou cinq machines, et cet homme n’est qu’un manœuvre quelconque dressé à ce genre de travail; il arrive même que ce manœuvre fabrique sur toutes ses machines la même pièce pendant des mois.
- Décrire un de ces ateliers si admirablement organisés pour la production, c’est les décrire tous.
- Nous avons pu visiter particulièrement en détail et à plusieurs reprises les ateliers de la Westinghouse Electric C°, à Newark et à Pitts-burg, et la description qui suit suffira à fixer les idées.
- Ateliers delà Westinghouse Electric C°. — Les ateliers de la Westinghouse C° sont répartis entre les villes de Newark et de Pittsburg.
- Les ateliers de Newark (New-Jersey) occupent ordinairement environ deux mille ouvriers.
- Ils ne construisent que les machines de petite puissance (60 chevaux) pour installations isolées, et surtout l’appareillage et les lampes à incandescence. Dans ces ateliers, on construit également quelques équipements de cars électriques.
- Mais les grands ateliers de la Compagnie sont établis à Pittsburg (Pensylvanie), et là nous trouvons place pour trois à quatre mille ouvriers.
- La Compagnie construit comme types courants dans l'usine de Pittsburg :
- i° Les machines génératrices ou réceptrices de 200 et 3oo chevaux (celles de 400 chevaux ne sont pas rares, et nous avons vu en usine quatre machines de 800 chevaux) ; —
- 2“ L’appareillage depuis 5oo jusqu’à 10000 lampes (il s’agit ici de lampes de 16 bougies, 5o watts) ;
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- 3° Les moteurs à courant continu de i5 à 35 chevaux pour railways;
- 4° Les générateurs et récepteurs de transmission de puissance à courants continu et alternatif de 8o à iooo chevaux.
- La Compagnie construit aussi tous les appareils pour installations complètes de stations centrales pour production de lumière, transport d’énergie, tramways et électrométallurgie.
- Les locaux de la Compagnie occupent nécessairement de vastes bâtiments.
- Au rez-de-chaussée se trouvent les bureaux du directeur commercial et les garde-magasins.
- Les magasins n’ont de remarquable que leur importance, en rapport avec le nombre de tonnes de matières ouvrées chaque jour dans la manufacture.
- La visite des ateliers débute par la section'de préparation des tôles employées dans la confection des anneaux d’induits, dans les transformateurs et dans la construction des inducteurs.
- Il est, en effet, à noter que les inducteurs (aussi bien à la General Electric C° qu’à la Westinghouse C°) sont toujours constitués par des feuilles de tôle mises en paquet et prises dans la masse des flasques au moment de la coulée de ces dernières. Ces soins sont surtout nécessaires dans la construction des alternateurs à basse fréquence.
- La plus grande attention est apportée à cette préparation des tôles.
- Les feuilles sont d’abord empilées dans un fourneau annulaire chauffé au gaz, et recuites ainsi pendant huit à dix heures à une température uniforme, puis abandonnées pendant six heures à un refroidissement lent avant détournement. Cette cuisson adoucit non seulement les tôles, mais en oxyde en outre la surface, ce qui facilite l’isolation des feuillets les uns des autres.
- A côté de ces fourneaux, dans la même salle de chauffe, signalons en passant les foyers pour carbonisation des filaments de lampes à incandescence; les filaments sont empilés dans des creusets, cuits au gaz naturel et maintenus à température constante pendant un grand nombre d’heures. Ils sont ensuite retirés pour être traités ultérieurement dans l’atelier des lampes.
- Quelques pas nous conduisent à une vaste salle d’exposition où l’on peut voir en service tous les appareils et objets d’invention construits par la Compagnie.
- Pour démontrer la puissance des moteurs de tramways, par exemple, le moteur est muni d’un frein dynamo-électrique, et l’appareil, toujours en service, est un sujet permanent d’expérience.
- A côté de cette section se trouve le département des essais où sont déterminés les rendements des machines et où sont vérifiées les isolations.
- Pour les essais, deux machines sont accouplées directement ou par courroies; une des machines fonctionne comme génératrice, et l’autre comme réceptrice; les essais sont faits à toutes charges et à différentes vitesses, puis les conditions sont renversées, la réceptrice devenant génératrice, et vice versa, et le même essai est refait. Les machines sont soumises ensuite à la différence de potentiel fournie par un transformateur qui donne une différence de potentiel de 2 à 5 fois égale à celle que doit fournir la machine. Tous les défauts d’isolation peuvent être ainsi découverts et imputés aux ouvriers négligents.
- A ce sujet, un détail d’organisation qui a son importance : toutes les pièces détachées, anneaux, collecteurs, etc., étant construites dans des ateliers spéciaux absolument distincts, chaque ouvrier marque d’un poinçon qui lui est propre la pièce finie par ses soins, et une noté jointe à la machine suit celle-ci jusqu’au département des essais; les ouvriers, signant leurs pièces et mieux surveillés, laissent beaucoup moins échapper de malfaçons. Il faut dire aussi que la construction est étudiée en prévision de cette organisation et que chaque pièce sortant des mains d’un ouvrier est complètement finie et assemblée.
- Juste au-dessous de la salle des essais est l'atelier d'assemblage où sont construits les électros des armatures. A noter la forme exclusivement dentée des armatures, aussi bien pour courants confinus qu’alternatifs; cependant, les petites machines construites depuis deux années pour courants continus sont établies avec de simples anneaux sans dents enroulés en tambour.
- Les dentures sont ébarbées mécaniquement au moyen de limes animées d’un mouvement de va-et-vient. Après ce premier ébarbage, les bords sont encore arrondis à la main.
- Une salle contiguë sert de dépôt pour les moteurs de railways prêts à être expédiés.
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- Les ateliers de machines-outils occupent la moitié de l’espace couvert par l’usine.
- Il n’est pas possible de donner une vue d’ensemble du nombre et des variétés des machines-outils. Citons comme type un atelier exclusivement réservé à l’enroulement des inducteurs de petites machines, principalement pour moteurs de cars (i5 à 35 chevaux) et ne comptant pas moins de 60 tours.
- Une fonderie très importante fait partie de l’usine et fournit toutes les fontes employées dans la construction. Un grand nombre de pièces spéciales sont ainsi fabriquées avec rapidité et avec une économie effective de prix de revient.
- En somme, toute l’installation et toutes les machines de la Westinghouse C° ont été conçues en vue d’économiser le temps et d'assurer Y uniformité et l’interchangeabilité des pièces.
- Nous ne saurions, en passant, trop insister sur ce point. Chaque type de machine fait l’objet d’un catalogue comportant la désignation numérotée de toutes les pièces de détail; en cas d’accident, il suffit d’indiquer numéro et type, et la Compagnie expédie une pièce absolument interchangeable. Des employés vérificateurs spéciaux sont attachés à chaque atelier particulier et vérifient toujours les mêmes pièces au moyen de jauges; ils peuvent ainsi très bien connaître les points délicats de leur travail.
- Au côté nord des magasins se trouve la salle d’essai des grandes machines, qui sont conduites par une puissante transmission actionnée par deux moteurs à vapeur de 1000 chevaux.
- En circulant dans l’usine à travers les voies parcourues par les railways (électriques à la General Electric C°), nous rencontrons la forge pour les tôles, le modelage et une fonderie de cuivre.
- De l’avis de tous les constructeursaméricains, une fonderie de cuivre est le complément indispensable des ateliers pour obtenir dans de bonnes conditions les mille et une grandes ou petites pièces employées pour les machines, commutateurs et appareillages divers. Nous avons ainsi vu des pièces de cuivre remarquablement fondues et susceptibles d’être employées immédiatement avec une main-d’œuvre minime pour ébarbage.
- Il serait à souhaiter que la fonderie de cuivre se perfectionnât ainsi en France, de façon à j permettre l’emploi après un simple ébarbage I
- de nombre de pièces courantes en électricité.
- Enfin un dernier bâtiment à six étages se présente : c’est le montage. La matière première préparée est envoyée au sixième étage, d’où elle redescend, en passant par une série d’assemblages successifs.
- Nous trouvons en outre au sixième la salle des dessins d’appareils de précision (ampèremètres, voltmètres, compteurs, etc.,) et les vérifications comportant l’emploi de jauges-étalons. Au même étage, la salle d’assemblage des interrupteurs et parafoudres.
- Au cinquième étage nous entrons dans la salle d’équipement des rhéostats, qui sont tous montés sur porcelaine et châssis en fer. Quelques marches conduisent à l’atelier d’ajustage et finissage des coupe-circuit et régulateurs, ainsi que des commutateurs simples ou multiples et des coupleurs.
- Au quatrième étage se présente l’assemblage des feuilles de tôle employées pour les transformateurs, inducteurs, etc. Ces feuilles sont assemblées sans autre isolant que la couche d’oxyde obtenue lors du recuit adoucissant des tôles.
- Plus bas sont les machines-outils. A la Compagnie Westinghouse, nombre d’anneaux dentés ont leurs éléments découpés à l’aide de matrices qui produisent directement la denture. Un fraisage ou un élimage léger terminent mécaniquement le travail.
- A la General Electric C°, à Lyon (Thomson Houston), les anneaux dentés sont fraisés.
- Dans cet atelier, les moyens de transport, grues, wagonnets, sont nombreux.
- Nous avons noté en passa-nt un procédé simple de préparation des mortaises de boîtes à balais : les pièces en bronze sont parfaitement fondues et plusieurs ouvriers n’ont d’autre occupation que l’estampage des mortaises.
- L’étage immédiatement inférieur est réservé aux armatures.
- Les éléments (enroulement à tambour) sont préparés à l’avance à l’aide de mandrins montés sur des tours. Chaque élément complètement formé de l’induit constitue un cadre qui est isolé au moyen de rubans. Ce mode de construction permet le remplacement simple d’une section et résout une partie des difficultés de l’enroulement Siemens. Le montage de ces éléments se fait très simplement : le cadre qui forme la section est plus large que l’intervalle
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- compris entre les dentures qu’il doit occuper : cette section est placée entre les dents, puis les deux extrémités de la boucle sont tendues de façon à serrer les longs côtés contre les dents. S’il s’agit d’enroulements en tambour, les côtés latéraux sont appliqués contre les faces du tambour et des cerclages viendront ensuite fretter l’enroulement. Les figures 22, 23 et 24 montrent ces dispositions.
- Fig. 22
- S’il s’agit, comme l’indique la figure 22, d’un alternateur, on enfermera dans les vides existant entre les extrémités des éléments et les faces du tambour denté des coins en bois fortement enfoncés; une bague cylindrique ou calotte s’appliquera ensuite sur chaque face de l’armature et maintiendra tous les coins en bois et les éléments. Ceux-ci, appuyés contre les rebords
- Fig. 23.
- des dentures et serrées dans celles-ci par l’effet des coins en bois, n’ont plus besoin d’aucun cerclage pour être maintenus.
- Nous rencontrons ensuite l’atelier d’enroulement des électros et des bobines de transformateurs qui ne présente d’intérêt que par l’outillage et la quantité de matériel produit. Les procédés d’enroulement et de tension des fils sont aussi simples et aussi primitifs que ceux en usage dans nos propres ateliers.
- Dans le même bâtiment sont encore préparés les filaments de lampes à incandescence.
- Lorsqu’ils sortent des fours à carboniser, chaque filament est rogné et recouvert d’une ampoule dans laquelle on opère un premier vide.
- Après l’expulsion de l’air, on introduit dans l’ampoule un hydrocarbure pendant que le courant traverse le filament, qui reçoit ainsi une couche de carbone.
- Lorsque le filament a pris une texture uniforme et que sa résistance est à point, le courant est coupé automatiquement au moyen d’un simple disjoncteur. Chaque filament est ensuite mesuré au pont de Wheatstone.
- Dans un autre côté est la fabrication des collecteurs, qui n’offre rien de particulier.
- A l’étage inférieur une armée de jeunes filles préparent des isolants, des éléments de collée -
- Fig. 24.
- teurs, de sections d’enroulement, de transformateurs, de petites bobines d’électros, de petits induits, etc.
- Partout l’œil et l’esprit sont agréablement flattés par la propreté méticuleuse des ateliers et l’excellente tenue du personnel : toutes les poussières sont enlevées par des aspirateurs disséminés dans l’atelier. Dans chaque salle on trouve un lavabo et un réservoir à eau glacée.
- Les ateliers de la Compagnie Thomson-Houston à Lyon (General Electric C°) sont établis semblablement à ceux de la Westinghouse C° à Pittsburg. Le nombre d’ouvriers est plus grand ; normalement 4 à 5ooo personnes y sont employées. A travers ces vastes établissements les manœuvres se font au moyen de cars électriques qui transportent les caisses, les machines et tous les fardeaux d’un bâtiment à l’autre.
- Si l’importance et l’organisation des manufactures peuvent être exposées suffisamment par une seule description, il faudrait en revanche des
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- visites multipliées et de nombreuses pages pour exposer les procédés de fabrication des branches si diverses de l’industrie électrique. Les moindres tours de main ont donné lieu à la création d’outillages très ingénieux.
- La Western Electric G°, de Chicago, peut être considérée sous ce rapport comme un modèle du genre. Cette Compagnie construit principalement l’appareillage pour lumière, le matériel de télégraphie et de téléphonie et les câbles.
- C’est dans sis ateliers que s’exécutent les magnifiques tableaux des postes centraux de la Western Union Telegraph C°. La multiplicité des connexions dans ces appareils et la nécessité d’éviter des recherches et retouches coûteuses ont amené le constructeur à étudier des moyens pratiques absolument réguliers pour réaliser les joints soudés. Un outillage spécial a été établi
- Fig. 25.
- pour préparer mécaniquement la soudure d’étain avec le décapant nécessaire : la soudure d’étain est laminée et la bande mince obtenue soumise d’abord à l’action d’une molette qui lui donne une forme de gouttière ; au sortir de la molette, la gouttière traverse une boîte où, se chargeantde résine, elle-passe sous une seconde molette qui referme la gouttière. Rien n’est plus simple alors que le soudage des connexions; l’ouvrier n’a qu’à chauffer la ligature et à appliquer la baguette de soudure toute préparée.
- La fabrication des conducteurs et des câbles tient une place particulièrement importante à la Western Electric C°. Spécialement pour les canalisations téléphoniques, cette Compagnie fournit les conducteurs simples ou multiples isolés au papier et placés sous plomb.
- Pour les conducteurs simples, le fil ou le toron est garni d’un rubannage assez lâche en papier laissant autour du fil un coussin d’air, puis soumis à l’étuve pendant 48 heures. Au sor-
- tir de l’étuve, l’enveloppe protectrice, composée d’une bande de plomb, d’une bande de papier, d’une seconde bande de plomb, d’un guipage de coton et d’un bitumage, est appliquée à la manière ordinaire.
- Les bandes de papier employées ont 10 à i5 millimètres de large et quelques centièmes d’épaisseur. Afin de faciliter la torsion du papier, la bande est perforée en son milieu d’une suite de trous de i,5 mm. de oiamètre qui facilitent également le séchage.
- La fabrication des câbles multiples est analogue : les conducteurs, isolés séparément au papier, sont câblés sans être serrés les uns sur les autres, pour faciliter le séchage; après un premier séchage, le câble est passé à travers des cylindres qui le diminuent de diamètre, puis il passe à l’étuve 48 heures au moins et il n’en sort que pour être mis sous plomb.
- Anciennement la mise sous plomb était une opération délicate, surtout pour le raccordement des différents tronçons de l’enveloppe; les difficultés rencontrées limitaient le plus souvent la longueur des câbles et par suite s’opposaient à l’emploi de ces derniers. Aujourd’hui la Western Electric C° est parvenue à fabriquer au moyen d’un outillage très simple des câbles sous plomb de longueur illimitée et dont la couverture métallique est absolument uniforme (fig. 25).
- En principe, le plomb à l’état pâteux est refoulé par pression hydraulique à travers une filière constituée par une rondelle r, dans laquelle s’engage plus ou moins un tube cylindro-conique /, ce qui permet de régler à volonté l’épaisseur de la gaine de'plomb. Tandis que l’enveloppe de plomb est ainsi constituée, le câble passe à l’intérieur du tube/. Il reste toujours un jeu notable entre le câble et son enveloppe.
- Le câble entre dans l’appareil par un joint étanche en communication avec l’étuve et en sort garni de plomb également par un joint étanche. Un four à gaz placé sous le massif permet de le chauffer et de le maintenir à température convenable.
- Le plomb fondu est amené dans le réservoir P. Une première cylindrée fournit l’amorce du tube, qui est serrée autour du câble ; ce bout de câble garni est attelé à une tournette asservie au mouvement de la presse hydraulique. Après
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- chaque cylindrée le réservoir P est rechargé ; un coup de feu réchauffe l’extrémité de la gaine de plomb pâteux qui n’a pas encore traversé la filière r et le joint autogène est ainsi obtenu ; on laisse refroidir quelques instants avant de presser à nouveau.
- La température élevée entretenue autour du câble achève de chasser les dernières traces d’humidité.
- E.-J. Brunswick.
- (A suivre)
- SUR LA CONDUCTIBILITÉ
- DES SUBSTANCES CONDUCTRICES DISCONTINUES
- Dans le numéro de ce recueil du io mars dernier on trouve deux articles du Philosophical Magazine de janvier 1894 qui se rapportent à des expériences que j’ai publiées dans La Lumière Électrique en 1891.
- MM. Croft et Minchin dans leurs essais et M. Lodge dans l’explication qu’il propose ne considèrent qu’une seule des expériences que j’ai alors le premier fait connaître, et si c’est une des plus faciles, c'est à mon avis une des moins concluantes.
- Voyant dans ces expériences autre chose qu’un simple effet d'adhésion ou d’orientation des molécules conductrices, je les avais variées de façon à dissiper les doutes. Je ne pensé pas qu’une explication puisse être considérée comme satisfaisante si elle ne s’applique pas à l’ensemble des faits de même nature.
- Pour éviter des discussions qu’une connaissance imparfaite des phénomènes pourrait soulever, je crois utile de résumer succintement les principaux faits que j’ai développés pour la plupart en 1891 dans La Lumière Electrique. J’insisterai seulement sur les points qui me paraissent en ce moment essentiels et j’omettrai les détails des expériences que l’on retrouvera dans ce journal.
- I. — Substances observées. — i° Métal quelconque, en limaille ou en poudre, placé dans un tube isolant de verre ou d’ébonite ; métal pulvérisé appliqué en couche très mince sur une plaque
- isolante : par exemple, plombagine ou cuivre porphyrisé étendu avec un peu .de suif sur du verre dépoli. — 20 Mélanges de poudres conductrices et isolantes contenues dans un tube d’ébonite (J) et soumis parfois à d’énergiques pressions. La pression seule a pour effet de rendre conducteurs de tels mélanges, mais son action est beaucoup moins efficace que celle de l’électricité. — 3” Mélanges solidifiés par fusion de conducteurs et d’isolants pulvérisés formant des plaques ou des cylindres dégagés de toute enveloppe étrangère (métaux avec soufre, baumes, cires, paraffine, etc.). Spécialement avec ces derniers mélanges, qui ont souvent la compacité et la dureté du marbre, l’explication proposée par M. Lodge ne me paraît en aucune façon admissible. C’était d’ailleurs afin d’y répondre à l’avance que j’avais multiplié mes essais pour arriver à la confection de ces assemblages. — 4° conducteurs discontinus de natures diverses : verres platinés, argentés, lames de verre recouvertes de feuilles métalliques extrêmement minces,, sélénium recuit, charbons Carré, traits de plombagine tracés sur l’ébonite, etc. (a).
- II. Mode opératoire. —Les extrémités du corps essayé sont terminées par des conducteurs métalliques reliés au circuit d’un élément Daniell. j L’accroissement de conductibilité est obtenu soit en réunissant les extrémités de la colonne aux deux pôles d’une pile d’un grand nombre d’éléments, soit par des décharges électriques à distance (20 mètres de distance et plus), soit par contact avec un condensateur chargé ou avec le fil induitd’une petite bobine d’induction. Pourvu que la substance se prolonge par des conducteurs, il est indifférent que son circuit soit ouvert ou fermé; l’action n’a plus lieu lorsque la substance sensible est enfermée dans une cage métallique, s’il ne sort de cette cage aucun conducteur relié à la substance.
- III. Caractères de la conductibilité. — La conductibilité devient le plus souvent très grande; (*)
- (*) De récentes expériences m’ont permis de rendre conducteurs des mélanges où la présence de la substance conductrice est difficile à reconnaître à l’œil nu (1 de plombagine et 10 de poudre de lycopode ; 2 de cuivre et 10 de lycopode : en poids).
- (2) Pour certaines de ces substances, l’emploi d’un pont de Wheatstone est indispensable pour mettre commodément en évidence les variations de la conductibilité.
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- elle est progressive ('), croît avec l’action influente et peut persister plusieurs jours.
- Après qu’une première conductibilité a été obtenue et a disparu, une action électrique nouvelle, mais notablement plus faible que celle qui a produit le premier effet devient suffisante et la susceptibilité à la conductibilité peut être appliquée à la production d’effets qui peuvent paraître surprenants. Le choc, dans certains cas, la chaleur dans tous les cas font cesser très vite la conductibilité. Il suffit parfois d’une très faible élévation de température. Il est intéressant de remarquer que la conductibilité ainsi supprimée par la chaleur peut reparaître à plusieurs reprises quand l’action calorifique a été suspendue. Toutefois une action prolongée de la chaleur la fait disparaître définitivement.
- D’après l’observation de l’ensemble des faits, deux hypothèses me paraissent susceptibles d’expliquer ces phénomènes : i° ou l’isolant interposé entre les particules conductrices devient conducteur par le passage d’un courant de haut potentiel et les divers phénomènes observés caractérisent la conductibilité de l’isolant; 2“ ou bien on peut regarder comme démontré qu’il n’est pas nécessaire que les particules d’un conducteur soient en contact pour livrer passage à un courant électrique, même faible; la distance pour laquelle une conductibilité persistante s’établit dépend d’un rayon d’activité que l’énergie d’effets électriques antérieurs augmente considérablement. Dans ce cas, l’isolant sert principalement à maintenir un certain intervalle entre les particules.
- Edouard Branly.
- CHRONIQUE ET REVUE
- DE LA PRESSE INDUSTRIELLE
- Relais télégraphique Weston (1893).
- Cet appareil se compose d’une bobine J, enroulée entre les pôles de l’aimant permanent A (*)
- (*) L’action progressive se voit en prenant un nombre d’éléments graduellement croissant ; il est intéressant de reconnaître le moment où la conductibilité, d’abord proportionnelle avec quelques éléments, croît ensuite plus vite et finit par devenir extrêmement grande. La durée du contact avec la pile joue alors un rôle important.
- et la masse de fer doux G, sur un cadre solidaire de l’axe J, à ressorts N N', de tensions réglées par les bras M et M', et dont l’aiguille O oscille
- T3--------E3---------or
- Fi g. i à 5. —Relais Weston.
- entre les contacts P et Q. Le fil de ligne va, par la borne I et le trajet a MN, à la bobine J, puis il quitte le relais par N' M' b, 2. Le circuit local, ou de relais,, suit le trajet 3 c Q I L d 4, quand O
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- vint toucher P, ce qui a lieu dès que le courant de la ligne traverse la bobine.
- Afin de rendre l’appareil très sensible, la bobine J n’est enroulée que sur deux plaquettes très légères T T (fig. 4).
- Coupe circuit pour hautes tenslcns Wharton (1893).
- Le levier ef ferme le circuit par des contacts à peignes bd'. Quand on relève/, il rompt ces
- Fig. 1 et 2. — Coupe circuit Wharton.
- contacts, mais en entraînant avec lui un volet g, qui se trouve aussitôt après vivement rabattu par le ressort h, de manière à souffler l’arc qui aurait pu se produire en b.
- Accumulateurs à bois Roe et Surtro (1803).
- Ces accumulateurs sont constitués par une auge A, dans laquelle sont immergées des plaques F, séparées par des cloisons en bois de sequia poreux, entaillées (fig. 3) de tiroirs D, pour recevoir la matière active, de canaux Ee et de rigoles a, pour la circulation longitudinale et transversale des liquides.
- Les nervures c doivent être perpendiculaires à la fibre du bois, pour que la cloison soit la plus poreuse possible.
- Les plaques F sont en plomb, appliquées exactement sur les cloisons, de manière à transformer les tiroirs D en chambres fermées, excepté au sommet.
- On complète l’accumulateur en le fermant par deux glaces GG, maintenues par des bandes' élastiques M. Les plaques F se terminent par des prolongements N, constituant par leur juxtaposition les bornes de la pile.
- G. R.
- G. R.
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- Electrolyseur Blockmore (1893).
- Voici comment fonctionne cet appareil.
- Supposons le compartiment A rempli de chlorure de sodium jusqu’au niveau fixe io; B et G remplis d’eau jusqu’au niveau fixe iiii, légère-rement supérieur à io, de manière que le liquide de A ne puisse pas passer par la pesanteur seule en B et G, au travers des membranes électrolytiques D D. Lorsqu’on fait passer le courant, le
- Fig. i et 2. — Electrolyseur Blockmore.
- chlore va en B et se dégage en E, tandis que le sodium va en G. Le chlore se recueille en 23, et la soude en 31, sans interruption, si l’on fait constamment passer de a en b le chlorure de sodium en A. L’hydromètre II indique sur son échelle la hauteur de la dissolution concentrée en G. Les dents des électrodes faciliteraient, paraît-il, beaucoup leur action.
- G. R.
- Galvanomètre apériodique E. Thomson (1893).
- L’aimant permanent en fer à cheval M, à pôles Q, très rapprochés de la bobine fixe G, est suspendu par un couteau K, à joues qui le main-
- tiennent longitudinalement de manière qu’il ne vienne jamais toucher la bobine : un contrepoids W équilibre son aiguille I, qui se déplace devant le quadrant S. L’enroulement de la bobine, aminci en C pour permettre de rapprocher le plus possible les pôles de l’aimant M, s’épanouit en G, pour permettre de multiplier ses enroulements.
- Dans les voltmètres, la bobine à fils fins est complétée par une résistance R : dans les am-
- Fig. i à 3. — Galvanomètre E. Thomson.
- pèremètres, elle est (fig. 3) constituée par l’enroulement d’un gros fil.
- En figure 4, la bobine porte deux enroulements : l’un, à fils fins, relié aux bornes N et N' avec résistance R, et l’autre, à gros fil, relié à T et T', de sorte que l’on peut alternativement l’employer comme ampèremètre ou comme voltmètre.
- __________ G. R.
- Electrolyseur Cutten (1893).
- Dans cet appareil, la cathode est constituée par l'auge en fer A, et l’anode par les charbons S,
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- fixés par des chevilles en charbon sur le tas en poterie Q. L’auge A étant remplie d’une disso-
- Fig i. — Électrolyseur Cutten.
- lution de chlorure de sodium jusqu’au-dessus de la cloche D, le chlore se dégage dans cette clo-cle, d’où il est aspiré par une pompe au travers
- du tuyau H, pendant que la dissolution de soude s’échappe par M au travers de la toile métallique N, recouverte d’un plateau de fer O. Le
- Fig. 2 — Électrolyseur Cutten. Coupe.
- remplissage se fait par I, après avoir enlevé la capsule K, à joint hydraulique J.
- G. R.
- Une nouvelle forme du frein de Prony (')
- Le frein représenté par les figures i et 2 a été combiné par M. R. G. Carpentier, et trois modèles pour environ 60 chevaux ont été employés au laboratoire de Sibley College.
- Le frein consiste en un tube de cuivre de sec-
- Fig. 1 et 2. — Frein Prony.
- tion elliptique entourant complètement la poulie. Autour du tube de cuivre est disposé un ruban d’acier qui l’empêche de se dilater, ün établit à l’intérieur du tube de cuivre une pression hydraulique à l’aide de tubes de communication arrivant près du centre de la poulie. La pression est réglée en ouvrant ou fermant les robinets d’admission et d’évacuation. Comme
- le diamètre extérieur du tube ne peut changer, la pression intérieure applique la surface interne du tube sur la jante de la poulie et produit le frottement nécessaire pour absorber l’énergie. Pour éviter l’usure du tube de cuivre, on interpose entre sa surface et la jante une bande d’acier. La chaleur produite est absorbée et entraînée par l’eau circulant dans le tubei
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- Dans les figures i et 2 les parties principales indiquées sont les suivantes :
- Poulie de 1,20 m. de diamètre et 3o centimètres de largeur de jante;
- A tuyau d’alimentation;
- B tuyau de décharge ;
- G frein ;
- D feuille d’acier interposée;
- F bande d’acier extérieure;
- G boulons tenseurs ;
- H bras du frein rivés à la bande d’acier;
- J support que l’on place sur la plate-forme d’une balance.
- Figure 2 : section du frein.
- G, tube de cuivre elliptique, grand diamètre 3o centimètres, petit diamètre 1,6cm.;
- F bande d’acier extérieure;
- D feuille d’acier intérieure.
- Conducteur pour haute tension Tesla (*)
- Afin d’éviter les pertes sur les conducteurs des lignes alternatives à haute tension, on les a parfois, comme de Deptford à Londres, isolés et enfermés dans une enveloppe conductrice reliée à la terre.
- L’emploi d’une enveloppe ou d’un écran entourant les conducteurs et relié à la terre ou à des corps conducteurs extérieurs de grande masse, tout en assurant la sécurité du système, occasionne, d’après M. Tesla, une réelle et importante perte d’énergie, et cette perte est d’autant plus grande que le nombre d’alternances est plus considérable et le potentiel plus élevé. Aussi M. Tesla maintient-il l’enveloppe soit tout à fait isolée de la terre, soit n’y communiquant que par une liaison — directe ou induite — ne livrant pas de passage pratiquement aux courants. L’emploi d’une enveloppe ou d’un écran isolé continu est susceptible aussi d’occasionner une grande perte d’énergie par induction; car, si l’écran n’est pas beaucoup plus court que les ondes de courant passant dans le conducteur, des forces électromotrices se développent qui donnent naissance à des courants induits dans récran. En conséquence, M. Tesla
- (') Avant de lire cette note de VElcctrical Eitgirieer, de New-York, on se reportera avec avantage à un article récent de ce recueil où M. Hess expose des idées voisines émises par M. Claude — La Lumière Électrique, t. L,
- p. 371.
- divise l’écran ou l’enveloppe par petites longueurs, beauéoup moindres que les longueurs d’ondes du courant employé de façon que la mise à la terre de quelqu’une de ces parties n’entraîne qu’une perte inappréciable d'énergie, le développement des courants induits entre elles était pratiquement intercepté.
- Le rôle de l'enveloppe comme écran statique pour empêcher les pertes d’énergie électrique exige néanmoins pour être tout à. fait efficace que l’écran entoure de partout le conducteur; cette condition est réalisée avec l’écran sectionné par le recouvrement des extrémités des sections l’une par l’autre avec isolement interposé.
- Pour la transmission de courants de haute tension et de grande fréquence, M. Tesla introduit entre l’écran et la terre une grande résistance ohmique, ou une self-induction de valeur convenable, ou un petit condensateur. En pareil
- c=gG555SS5BBi^^B5S£BB—IU'j
- 'son
- O
- Fig. 1 et a.
- cas l’enveloppe ou l’écran peut être considéré comme pratiquement isolé de la terre, puisque, par la nature même de la liaison établie, aucune perte appréciable ne peut résulter d’un passage de courant de l’écran à la terre. Les figures 1 et 2 indiquent la disposition d’un conducteur d’après ces idées.
- Interrupteur automatique à liquide de Tesla pour
- la production des courants de haute fréquence.
- Le système d’éclairage et de transmission d’énergie de Tesla par courants de haute tension et de haute fréquence implique, comme on sait l’entretien de la décharge intermittente ou oscillatoire d’un condensateur sur un circuit de capacité convenable contenant les lampes ou autres appareils. Dans les systèmes-de ce genre où la haute fréquence des courants employés est due à une décharge disruptive par interruption en un point du circuit, M. Tesla a trouvé grand avantage non seulement à empêcher toute con-
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- tinuité de l’arc de décharge, mais encore à régler sa période de rétablissement; dans les recherches poursuivies dans ce sens, il a obtenu de très bons résultats en faisant passer la décharge dans un isolant liquide, comme l’huile, et au lieu de laisser les pointes de l’excitateur à distance fixe l’une de l’autre, en faisant périodiquement varier la distance de celle-ci de façon à établir et rompre la décharge successivement. Il revient au même encore, en laissant les pointes à distance fixe d’interposer périodiquement entre elles un pont conducteur.
- Pour obtenir les meilleurs résultats, M. Tesla juge en outre essentiel d’assurer un écoulement
- du milieu isolant à l’endroit de la décharge, et d'une façon générale, une circulation qui opère constamment la rupture de la décharge dès qu’elle s’est établie. La réalisation de ce dispositif exige l’emploi d’un mécanisme pour produire la circulation du milieu isolant dans l’excitateur, l’auteur profite de la présence de ce mécanisme pour faire circuler tout le liquide isolant où plonge le transformateur de haut potentiel et les plateaux condensateurs, et l’empêcher ainsi de s’échauffer.
- Tout ceci s’effectue par un mécanisme de pompe représenté par les figures i et 2 ; le passage de la décharge est réglé par une petite turbine 1 dont le mécanisme est détaillé à part.
- Quand la circulation fonctionne et que la
- turbine I tourne, ses bras H forment pont conducteur dans l’intervalle des pôles G' G' au contact desquels ils viennent presque ; le réservoir B étant plein d’huile et celle-ci libre de circuler, la turbine I est mise en recouvement par la circulation du liquide, et la vitesse de rotation dépend de la rapidité de celle-ci : l’arc de décharge est périodiquement établi à travers l’huile. La vitesse de circulation de l’huile dépend de celle de la pompe N, qui donne aussi le moyen de régler la périodicité de la décharge. Un dispositif réfrigérant établi au besoin est figuré en T et R.
- E. R.
- Théorie et projet des dynamos- à courant constant, par M. Henry S. Carhart (').
- Les machines dynamo à courant constant ont été employées presque uniquement jusqu’ici pour l’éclairage à arc, et la plupart des installations ont été faites avec des machines dites à induit ouvert.
- Les travaux de M. Ch. F. Brush d’abord, puis ceux des professeurs Thomson-Houston et la parfaite organisation des compagnies exploitant leurs brevets ont assuré un rapide développement de cette branche de l’industrie électrique.
- Il est donc facile de comprendre, toute question d’infériorité à part, pourquoi les dynamos à courant constant à induit fermé sont restées si longtemps en arrière. Elles n’ont pas reçu l’attention qu’elles méritent et leur étude a été quelque peu laissée de côté.
- L’auteur n’a pas l’intention de faire ici une comparaison quelconque entre les induits à circuit ouvert ou à circuit fermé. Les premiers ont droit à la considération qu’ils possèdent depuis si longtemps et les nombreuses intallations qui existent actuellement le prouvent surabondamment. Les secondes acquièrent aussi peu à peu la faveur du public et elles possèdent certaines propriétés particulières qui font d’elles un sujet d’étude des plus intéressants.
- Pour faire ici une comparaison, l’auteur préférerait étudier celles d’entre les machines à potentiel constant et les machines à courant constant, qui sont à induit fermé.
- Dans presque tous les cas les premières ont des propriétés complètement opposées à celles
- (') Western Electrician.
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- ides secondes. Les unes sont enroulées en dérivation ou compound, les autres en série. Dans les machines à potentiel constant la résistance est aussi faible que possible vis-à-vis de celles des inducteurs; dans les machines à courant constant la résistance de l’induit est relativement grande par rapport à celles des inducteurs.
- Les unes ont un champ sensible et travaillent au-dessous du point de saturation ; les secondes, au contraire, ont un champ correspondant à la saturation. Au point de vue des caractéristiques, l’une doit se'rapprocher le plus possible d’une horizontale et l’autre d’une verticale.
- Dans les machines à potentiel constant les balais sont légèrement décalés en avant de la ligne neutre; dans les machines à courant constant, ils peuvent être placés en des points quelconques du collecteur suivant la charge.
- L’accroissement de charge correspond dans les premières à une augmentation de la réaction d’induit et dans les secondes à une diminution de la force contre-électromotrice des bobines induites situées entre les balais et le point voisin.
- Les premières ont tout avantage à avoir une réaction d’induit le plus faible possible, alors que les secondes exigent une réaction d’induit relativement très forte.
- Tout ceci suppose évidemment que la vitesse reste constante.
- Plan neutre et plan de commutation.
- Nous ne répéterons pas la définition de ces expressions et nous arriverons immédiatement à la question que se pose l’auteur. Le plan neutre est-il indépendant ou non du plan de commutation?
- Si nous admettions que la résultante de deux forces magnétomotrices peut être obtenue par la composition de ces forces par le parallélogramme des forces, nous aurions probablement conclu que le plan neutre se déplace en avant avec le calage des balais dans le même sens. Mais l’expérience montre que cette conclusion est erronée.
- D’autre part si nousappliquions aux machines à courant constant les mêmes raisonnements qu’aux machines à potentiel constant, on en conclurait que la direction du plan de commutation
- et celle du plan neutre doivent faire un angle constant, puisque le courant reste constant. Le plan neutre devrait donc se déplacer en même temps que le plan de commutation. Cette conclusion est encore manifestement fausse.
- Il est donc nécessaire de faire une étude expérimentale de ces machines et d’en déduire ensuite la théorie.
- L’auteur a dans ce but déterminé sur une machine à dix foyers la position du plan neutre par deux méthodes différentes.
- i° Une bobine formée de quatre spires de fil fin isolé entoure l’armature et sert de bobine d’exploration. A l’une des extrémités de cette bobine est soudée une bande de cuivre en anneau, enroulée sur le collecteur et isolée de celui-ci par plusieurs couches de mica. L’autre extrémité est fixée à une pièce de laiton placée dans un collier de fibre entourant le collecteur. Un premier balai supplémentaire est fixé à l’un des supports des balais principaux et frotte sur la bande de cuivre. L’autre balai supplémentaire s’appuie sur le collier en fibre en un point quelconque d’une échelle circulaire concentrique du collecteur Ces deux balais sont reliés à un téléphone placé à une certaine distance.
- La dynamo tournant, le circuit du téléphone se trouve fermée chaque fois que le balai frottant sur la fibre rencontre la pièce de laiton qui y est fixée. On déplace alors le balai jusqu’à ce que le téléphone donne le minimum de son. Le circuit d’exploration se trouve alors dans le plan neutre.
- La posiiion du circuit d’exploration pour le minimum de son a été trouvée à 5° en avance sur le plan de symétrie des pôles inducteurs et sa position est restée la même à charge nulle qu’à pleine charge.
- i° Dans une seconde méthode, un anneau de bois muni de repère tous les dix degrés était fixé sur le porte-balais et disposé concentriquement au collecteur. Un porte-balais est placé successivement en face de chacun de ces repères et permet de mesurer la différence de poientiel entre ce balai et l’un des balais principaux ; dans les différentes positions,- les mesures furentfaites pour une charge nulle, c’est-à-dire presque en court circuit, puis pourjune charge équivalente à ; trois lampes et enfin une charge équivalente à neuf lampes, le courant étant de dix ampères dans tous les cas. Les résultats obtenus dans les
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- deux premiers cas ont été portés sur la figure i. Les valeurs positives, c’est-à-dire celles pour lesr quelles le potentiel du troisième balai était plus élevé que celui du balai positif, sont portées en dehors de la circonférence, à la partie supérieure de la figure t. Les valeurs négatives sont portées à la partie inférieure et également en dehors. Le sens de rotation est celui des aiguilles d’une montre.
- Sous charge, le plus haut potentiel positif était à environ 78° en arrière du balai positif. Il diminue ensuite, et à environ 128° il redevient égal à celui du balai positif. Pour toutes les bobines reliées entre o et 128°, les forces électro-
- Fig. 1
- motrices totales positives et négatives sont exactement égales entre elles. Le plan neutre est donc évidemment à 78° en arrière des balais.
- Le maximum négatif a lieu vers 260° et la différence de potentiel entre le maximum positif et le maximum négatif est de 644 volts. La même différence de potentiel a été trouvée' par des mesures directes en plaçant des balais auxiliaires entre les points.
- Avec une charge équivalente à trois lampes les balais doivent être portés à i5° en arrière pour amener le courant à 10 ampères. C’est pourquoi la courbe correspondante II (fig. 1) commence à i5° en arrière de la première.
- Le potentiel positif maximum tombe encore
- au même endroit sur le cercle et par suite aussi sur le collecteur. Les deux maxima positif et négatif sont à environ 65° et 245° du balai positif et les deux différences de potentiel correspondantes sont de 168 volts et de 456 volts. La somme 624 volts est un peu inférieure à celle correspondantà la charge nulle.
- Enfin pour la pleine charge les balais doivent être déplacés de 5o° en arrière et le maximum positif est environ à i5° en arrière.
- La différence de potentiel extrême correspondant à ce cas ne dépasse pas 600 volts.
- Ces expériences montrent que le plan neutre reste sensiblement fixé lorsque les balais se déplacent sur le collecteur pour maintenir le courant constant.
- Au fur et à mesure que les balais avancent sur celui-ci, la charge extérieure diminuant, on intercale entre ces balais et le plan neutre un nombre croissant de spires de l’induit produisant une force contre électromotrice. 11 est à remarquer que lorsqu’une partie des bobines inductrices n’est pas mise hors circuit, les ampères-tours induits diminuent la différence de potentiel entre les balais non pas par une force magnétomotrice contraire, mais par une force contre-électromotrice.
- La différence de potentiel maxima trouvée sur le collecteur n’est pas plus faible sans charge qu’à pleine charge; ceci montre qu’il y a autant de lignes de force traversant l’armature avec les balais placés en avant et par suite avec beaucoup de contre-ampère-tours qu’avec les balais très rapprochés du plan neutre et par suite avec peu de contre-ampère-tours lorsque lâ machine a sa charge maxima.
- Moyens de réglage.
- Admettons que la vitesse reste constante et examinons les procédés employés pour maintenir un courant constant avec le minimum d’étincelles.
- Dans une des machines étudiées les balais sont déplacés automatiquement au moyen d’un petit moteur et les différentes sections de l’inducteur mises successivement hors circuit au fur et à mesure que la charge diminue. Une paire de balais est employée dans chaque cas. De cette façon la machine peut être mise en court circuit avec un débit normal et sans étincelles.
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- Dans un autre système où les différentes bobines inductrices restent constamment en circuit on emploie deux paires de balais et on fait varier la distance angulaire entre les deux balais d’une même paire. Le déplacement de ceux-ci est obtenu, automatiquement jusqu’au réglage de 'intensité de régime. Dans ces machines, l’angle de chaque paire de balais est diminué dans le voisinage du centre des pièces polaires. Ce procédé donne de très bons résultats.
- Un troisième dispositif de machine n’exige qu’une seule paire de balais portant sur les deux ou trois sections d’un commutateur et la régulation du courant s’effectue par le simple mouvement de ceux-ci sans changer leur angle et sans modification des ampère-tours inducteurs. Le déplacement des balais est obtenu mécaniquement à l’aide d’un régulateur automatique spécial. Les résultats obtenus avec ce système sont aussi satisfaisants qu’avec les précédents, quoique la disposition de la machine soit beaucoup plus simple.
- La question importante dans le problème étudié par l’auteur n’est pas tant d’obtenir la force électromotrice nécessaire que de faire varier celle-ci suivant les exigences du circuit extérieur sans crachements énormes aux balais.
- La force électromotrice est obtenue dans les trois méthodes par le déplacement des balais et les seules différences dans ces dispositifs ont été imaginées dans le seul but de supprimer les étincelles. Ce qui précède nous amène à étudier les conditions nécessaires pour supprimer les étincelles et les principaux traits du projet que nous étudions.
- F. G.
- (A suivre).
- REVUE DES TRAVAUX
- RÉCENTS EN ÉLECTRICITÉ
- SOCIÉTÉ INTERNATIONALE DES ÉLECTRICIENS
- Séance du 7 mars 1894.
- M. Raymond, président, donne lecture de l’arrêté du Conseil d’Etat attribuant au Labora-
- toire central d’électricité une partie, 100000 francs, du legs Giffard, et rappelle que c’est grâce aux démarches de M.,Mascart que cette somme a été attribuée à la Société.
- M. Raymond donne ensuite lecture des noms des candidats proposés par le comité d’administration pour la présidence de l’exercice 1895-96, et pour le remplacement de quelques vice-présidents, sociétaires et membres.
- Parmi ces noms nous remarquons celui de M. Potier, membre de l’Institut, et nul doute que les élections du mois prochain ne viennent ratifier cette heureuse proposition.
- Les candidats à la vice - présidence sont MM. Sartiaux et Sciama; ceux aux fonctions de secrétaires MM. R. Arnoux et A. Bochet. Suit ensuite une liste de dix-neuf membres.
- La Société votera également dans sa prochaine séance sur une modification au règlement et concernant les fonctions du trésorier.
- M. Picou entretient la Société de la vérification des compteurs d’énergie électrique.
- Le but de hauteur, chargé, comme on le sait, par le Syndicat des industries électriques, d’établir un bureau decontrôle des installations électriques est de montrer qu’il est possible de vérifier les compteurs sans grande dépense d’énergie et avec une approximation suffisante sans les ouvrir.
- Le seul appareil qui puisse être employé pour la vérification est le wattmètre. Pour vérifier un compteur, il suffit de le mettre sur un circuit contenant un certain nombre de lampes et de vérifier au wattmètr.e quelle est l’énergie consommée.
- Cette méthode présente l’inconvénient d’être coûteuse et longue, et il était de toute nécessité de réduire le plus possible le temps et la dépense de la vérification.
- M. Picou entre alors dans la description des procédés qu’il emploie, et examine les comp-. teurs les plus employés, qui ne sont autres que les principaux types :
- i° Compteurs Cauderay-Frager
- 20 Compteurs Elihu Thomson;
- 3° Compteurs Brillié ;
- 40 Compteurs Aron. ---
- Les premiers sont, comme on le sait, des appareils à intégrations discontinues; deux parties distinctes sont donc à vérifier : le temps et [ l’intégration.
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- Pour le temps, rien n’est plus facile à vérifier si le pendule bat la seconde; il suffit de compter à l’aide d’un chronomètre à déclic la durée de ioo ou 200 oscillations, et l’erreur qu’on peut commettre ainsi est excessivement faible; 1 erreur absolue est en effet d’environ deux cinquièmes de seconde, de sorte que l’erreur relative peut être réduite autant qu’on le veut, même sans un essai trop prolongé.
- Là vérification du bon fonctionnement de l’intégrateur se fait sans ouvrir l’appareil, et est très facile, car la seule vue des cadrans est nécessaire.
- Une seule précaution est à prendre, c’est de vérifier la graduation du grand cadran de ces compteurs dans la position de l’aiguille ne faisant qu’un angle de 40 à 5o° avec la position horizontale, de façon à éliminer l’influence du poids de l’aiguille sur le jeu des rouages.
- Il suffit de faire fonctionner l’appareil de façon à faire parcourir à l’aiguille une trentaine de divisions sur les 100 que possède'le cadran. Chacune des divisions marque généralement un dixième d’hectowatt-heure.
- Pour les compteurs Thomson, dont l’auteur rappelle rapidement le principe, il est nécessaire de pouvoir apercevoir la partie tournante; il suffit pour cela de prendre sur celle-ci un repère, un point quelconque du collecteur. Les compteurs ont généralement une petite étiquette blanche qui semble avoir été placée à dessein pour ce genre d'opération. Les indications de cet appareil à intégration continue étant proportionnelles au nombre de tours, l’erreur que l’on peut commettre est très faible.
- Il y a le rapport 1000 entre le nombre de tours de la partie tournante et celui du cadran des unités.
- Les compteurs de forte puissance ont en outre un coefficient variant de 2 à 25 et par lequel il faut multiplier leurs indications pour avoir le nombre d’hectowatts-heure indiqués.
- Pour les compteurs Brillié, qui présentent quelques analogies avec les précédents, la méthode est la même. Ces compteurs, comme on le sait, ne peuvent théoriquement que fonctionner à quatre vitesses constantes. Cependant, en pratique, ils conviennent à tous les régimes parce qu’il s’établit une oscillation constante et extrêmement petite d’amplitude entre deux régimes comprenant celui à mesurer, ce qui j
- fait que les indications de l’appareil sont en réalité tout à fait continues.
- La formule donnant l’énergie dépensée est
- où P est la puissance maxima que peut indiquer le compteur, n le nombre de divisionsducadran spécial défilées devant un repère fixe et s celui des secondes.
- Pour les compteurs Aron la vérification est toute acoustique. Il suffit en effet de compter le nombre de battements qui peuvent se produire pendant un temps donné entre les deux pendules de l’appareil. Le nombre de battements multipliés par une constante qui est la même pour tous les appareils du même nom donne le nombre d’hectowatts-heure indiqués par l’appareil.
- M. Picou expose ensuite quelques considérations sur la précision des mesures faites ainsi.
- L erreur commise est évidemment la somme des erreurs des lectures au wattmètre et à l’appareil à vérifier.
- En ce qui concerne le wattmètre employé, supposé exact, il possède plusieurs échelles qui sont les suivantes : la première correspond à environ 3 watts par division et permet de lire jusqu’à 1000 watts environ : la deuxième correspond à 10 watts par division jusqu’à 35oo wratts, et enfin la dernière à 20 watts par division, jusqu’à 6000 watts.
- L’erreur de lecture du wattmètre ne peut dépasser un demi pour cent. Dans les compteurs du premier type, l’erreur du temps est complètement négligeable; celle correspondant à la lecture sur le cadran est d’au plus un quart de division, c’est-à-dire pour une trentaine de divisions —, de sorte qu’en réalité l’erreur totale 120
- est d’environ deux pour cent.
- Dans les compteurs du second et du troisième types, on peut compter les tours pendant 200 ou 3oo secondes, et l’erreur relative, n’est alors que de 4 à 5 millièmes, de sorte que la vérification peut se faire à un pour cent près.
- Enfin, pour les compteurs Aron, dont l’erreur maxima possible ne dépasse pas deux tiers de seconde, l’erreur relative est facilement réduite à 1 0/0.
- j La conclusion de M. Picou est donc que la
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- vérification des compteurs est possible à deux pour cent près.
- La généralité des compteurs vérifiés jusqu’ici par leBureau de contrôle, une centaineenviron, ont été trouvés exacts dans les limites précédentes. Ce fait est de nature à rassurer les consommateurs.
- M. Picou termine par quelques considérations sur la valeur moyenne ou sur l’erreur moyenne des compteurs en exercice.
- Pour avoir une idée de cette erreur il faudrait connaître la courbe vraie de la consommation dont l’appareil est chargé de totaliser les dépenses; mais à défaut, on opère de la manière suivante.
- On mesure pendant un temps fixe quelconque la consommation à différents régimes, soient wxw% les watts consommés et les erreurs correspondantes.
- Ces erreurs partielles e ont pour expression
- c — w ~w~'
- c étant l’indication du compteur et w les watts réels, c’est l’expression
- S ew £ w
- qui donnera l’erreur moyenne, la seule intéressante en somme, avec d’autant plus d’exactitude que le nombre de termes s n> sera plus grand.
- M. Raymond donne ensuite lecture d’une lettre de M. le docteur d’Arsonval empêché de faire sa communication sur l’induction organique.
- M. Hillairet comble cette lacune du programme par une intéressante étude sur l’influence des orages sur les lignes de transmission électrique,
- Cette étude a déjà été faite en ce qui concerne les lignes télégraphiques et téléphoniques; les accidents sont du reste peu graves autant pour la détérioration des appareils que pour le foudroiement du personnel, dont on ne connaît que quelques cas très rares.
- En ce qui concerne les circuits à gros courants, le prix élevé des machines employées donne à ces accidents une plus grande importance, particulièrement dans les pays où les orages sont fréquents.
- On explique ordinairement l’action des orages sur les lignes de transmission par le phénomène du choc en retour, mais en réalité le phénomène est beaucoup plus compliqué.
- M. Hillairet distingue trois cas dans les accidents dus à la foudre :
- 1° La ligne est foudroyée en son milieu;
- 20 La ligne est foudroyée à ses extrémités;
- 3° Influence à distance.
- Dans le premier cas la ligne n’est jamais influencée à ses extrémités, et l’effet se borne généralement à un ou plusieurs poteaux foudroyés.
- L’explication de ce fait peut se faire simplement, d’après des recherches bien antérieures à celles de Lodge.
- Les décharges atmosphériques étant oscillantes et très rapides, l’impédance opposée par un circuit fermé peu résistant est généralement très élevée et s’oppose au passage des courants induits. Une expérience bien connue de Riess est la reproduction exacte de ce phénomène.
- Deux cas particuliers semblent cependant inexplicables. Dans l’un, sept ou huit poteaux furent foudroyés sans que la ligne fût atteinte. Vérification faite, on a reconnu que les poteaux étaient plantés dans un terrain reposant sur une nappe d’eau.
- Dans un second cas, au contraire, où les poteaux étaient établis au milieu et le long d’un canal il ne s’est jamais rien produit.
- En 1888, dans une installation de transmission de force faite par M. Hillairet, on s’aperçut qu’au moment d’un orage les'balais des machines crachaient en même temps que la vitesse diminuait et que l’intensité augmentait; le phénomène duraitde deux à trois secondes.
- L’auteur crut tout d’abord que par suite des énormes rafales d’eau la ligne se trouvait momentanément en court circuit relatif, mais cette explication était erronée, cardans une autre observation on put mesurer la résistance d’isolement de la ligne sans constater aucun abaissement dans celle-là.
- En réalité le phénomène est donc autrement complexe qu’on ne le suppose, et il y aurait intérêt à réunir tout d’abord le plus grand nombre d’observations possibles, à les classer et essayer ensuite d’en tirer une explication satisfaisante des phénomènes multiples observés. C’est là un
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- -sujet d’étude presque encore inexploré et que la Société pourrait entreprendre.
- F. G.
- A propos des considérations de M. Mercadier sur les valeurs relatives des systèmes de dimensions électrostatique et électromagnétique, par M. Arthur W. Rücker.
- L’auteur communique à Nature, de Londres, la note suivante :
- Une série de mémoires de M. Mercadier sur les dimensions des quantités physiques a paru récemment dans les Comptes rendus (*) et a été résumé dans le Journal de physique.
- Dans une note l’auteur dit : « En i883 nous avons montré, M. Vaschy et moi, séparément d’abord, puis en collaboration, que les deux systèmes imaginés par Maxwell étaient contradictoires et que l’un d’eux était inadmissible. Depuis, en particulier MM. Hertz en i885 (2) et ORücker (3) sans mentionner notre travail, sont •arrivés aux mêmes conclusions. »
- En général, il est, je crois, plus prudent de ne pas s’occuper de ces questions de priorité, mais comme le mémoire de M. Mercadier a été publié dans deux importants journaux français, je me permets de faire quelques remarques sur l’histoire des formules de dimensions des quantités électrostatiques et électromagnétiques, ce que je puis faire d’autant plus aisément que je n’ai pas de priorité à défendre pour mon propre compte.
- La théorie de Maxwell conduit à la conclusion qu’entre les quantités électriques, magnétiques et dynamiques il existe certaines relations dont le nombre est inférieur d’un à celui des inconnues électriques et magnétiques.
- Donc, les dimensions de ces dernières peuvent être exprimées en fonction de la longueur, de la masse, du temps et des dimensions inconnues de l’une quelconque d’entre elles. Maxwell a donné deux exemples de telles expressions dans lesquels la quantité d’électricité et l’intensité de pôle magnétique sont les inconnues choisies (r* édition, t. II, p. 241).
- Il est absurde de supposer qu’il ne se soit pas rendu compte que des tableaux analogues
- ' (') La Lumière Électrique, t. XLVIII, p. 243, 439 et 441. (a) Wied. Ann., t. XXIV, i885.
- (3) Philosophical Magazine, 5° série, t. XXVII, 1889.
- peuvent être dressés en fonction de la capacité inductive spécifique (K) et de la perméabilité magnétique (^.).
- Après avoir discuté le problème général, Maxwell exprime l’ôpinion que « les seuls systèmes de valeur scientifique sont les systèmes électrostatique et électromagnétique » (x), et explique ensuite comment on les déduit. Malheureusement, pour développer le fait que l’hypothèse fondamentale dans le système électrostatique est que la capacité inductive spécifique du milieu de comparaison (l'air) est pris pour unité, il a employé une notation dans laquelle K est représenté comme n’ayant pas de dimensions au lieu d’avoir des dimensions inconnues.
- Il faut aussi admettre, je pense, que cette notation a conduit à des phrases qui peuvent très facilement induire en erreur. Ainsi, Maxwell conclut (loc. cil., p. 368) qu’une quantité n, qu’il définit comme « le nombre d’unités électrostatiques contenues dans une unité électromagnétique » « est une vitesse ». Si les symboles K et [i. avaient été conservés, cet argument aurait conduit à la conclusion que n K~^J est une
- vitesse. La chose n’est pas d’une importance capitale, mais une notation qui conduit à dire que le rapport de deux quantités semblables «est une vitesse », rend le sujet inutilement difficul-tueux.
- Mais toute erreur due à l’emploi de ces expressions a été complètement écartée depuis 1882.
- Une discussion provoquée par Clausius eut lieu à cette époque (Philosophical Magazine, 5° série, t. XIII et XIV), à laquelle prirent part les professeurs Everett, J. J. Thomson, Lodge et Larmor.
- Il me suffit de faire remarquer que le-professeur Lodge dit explicitement que «le nombre de relations fondamentales doit être limité au nombre d’expériences fondamentales, c’est-à-dire à trois — Coulomb, Coulomb et Oersted, — et que la manière la plus brève d’écrire les relations indépendantes est celle-ci :
- [p. e2 ] = [IC m-\ = [M L] et
- [g K r2] = r.
- (') Loc. cit. p. 241.
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- . La convention électrostatique fait [K] = 1; la convention électromagnétique fait [;/] — 1 ».
- Ce mémoire a été publié en septembre 1882.
- MM. Mercadier et Vaschy ont publié un mémoire dans les Comptes rendus en janvier i883; ils n’y font pas allusion à la discussion qui avait eu lieu entre les physiciens anglais et allemands, _mais ils adoptent jusqu’à un certain point précisément les mêmes bases de raisonnement que celles avec lesquelles on s’était familiarisé en Angleterre.
- En prenant les formules
- . q q’ ... . , ,,ii' ds ds'
- — k q.v et./ proport, à h' — ,
- il leur est aisé de montrer que
- Gm
- Il était bien connu en 1883 que la théorie de Maxwell n’exige que deux constantes, K et fx, pour définir la constitution du milieu, et que
- [»]=[*] M=H
- (Maxwell, t. II, p. 289, équation 24).
- Donc, à ce point de vue, l’équation
- GHS]
- est la même que
- l(X Kv*]= I.
- Jusque là, il n’y a rien dans le mémoire de MM. Mercadier et Vaschy qui ne pût être déduit directement par la théorie de Maxwell des observations explicites de Lodge.
- Puis, ces auteurs donnent un certain nombre de considérations qui peuvent être résumées ainsi :
- La constante k est inversement proportionnelle à la capacité inductive spécifique.
- La capacité inductive spécifique est proportionnelle au carré de l’indice de réfraction.
- L’indice de réfraction est inversement proportionnel à la vitesse de la lumière dans le milieu.
- Donc é = *V!, a étant une constante numérique.
- Or, puisque
- [|]=[v,l et U]=M'
- k' est un nombre, et l’emploi du système électromagnétique d’unités électriques se trouverait justifié théoriquement.
- On voit le défaut de ce raisonnement, même si l’on admet la justification expérimentale de la relation k' proportionnel à (indice de réfraction)2.
- Parce que# estproportionnelàV2,ilnes’ensuit pas que [/?] =[V2], à moins que nous ne soyons sûrs que toutes les conditions physiques ont été introduites dans l’équation. Pourtant, Maxwell a donné des raisons importantes qui font penser que la perméabilité magnétique doit également entrer dans l’expression. Il avait montré nettement que K ne varierait comme le carré de l’indice de réfraction que lorsque jx est constant (t. II, p. 388). En d’autres termes, M. Mercadier, s’appuyant sur des expériences faites avec des corps dont les perméabilités magnétiques diffèrent peu de celle de l’air, traite [/e] = [V2] ou [K] — [V—2] comme une équation indépendante. 11 suppose ainsi que k' ou ;x n’a pas de dimensions, et démontre ensuite la validité du système électromagnétique, qui est précisément basé sur cette supposition. Il serait difficile de trouver un exemple plus complet de raisonnement dans un cercle vicieux.
- Mais ce point est encore appuyé par des expériences et par de nouvelles considérations dans une note présentée à l’Académie (*).
- La conclusion que k' est une constante est soutenue par ce fait qu’un courant induit est, toutes choses égales d’ailleurs, le même, que les courants soient ou ne soient pas entourés de substances non magnétiques, telles que l’alcool et la benzine.
- Enfin, on trouve ce passage — écrit dix ans après la publication du livre de Maxwell —. « D’après les idés universellement admises, les coefficients des formules de magnétisme et d’électromagnétisme seront analogues à k'\ par conséquent, ils devraient être comme lui indépendants des milieux » (p. 25s).
- Le fait est que, d’après la théorie de Maxwell, l’un de ces coefficients est indépendant du mi-
- (') Comptes rendus, t. XGVI, i883, p. 25o.
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- lieu, tandis que les deux autres varient, l’un à l’inverse de l’autre, lorsqu’on change de milieu.
- A part la question des dimensions à attribuer à.ces facteurs, il était à cette époque presque universellement admis que les valeurs de deux d’entre eux dépendent du milieu. Cette même opinion est encore aujourd’hui la moins discutée.
- Tout ceci aurait, toutefois, pu être laissé de côté si en juin dernier M. Mercadier n’avait pas prétendu avoir prouvé sur ces bases théoriques et expérimentales que le système électromagnétique d’unités est justifié théoriquement tandis qu’il n’en serait pas de même du système électrostatique.
- Dans son récent mémoire, la notation estmo-
- difiée,et il écrit k' pour -. Là encore la con-V-
- stance de cette quantité dans les substances non magnétiques est employée comme un argument devant prouver qu’elle ne dépend pas de la nature du milieu.
- Pour le reste, M. Mercadier développe certains systèmes.mixtes de dimensions, qu’il n’est pas nécessaire de discuter ici.
- En réponse à sa plainte relative à l’omission que j'ai faite en ne le citant pas dans mon mémoire de 1889, je désire établir que je ne me suis pas occupé de la bibliographie du sujet. Je pensais m’occuper d’une théorie bien comprise par les gens compétents et défendre un changement de notation principalement pour le bénéfice de professeurs et d’étudiants moins avancés. Les considérations développées étaient des déductions directes de la théorie de Maxwell. Cette théorie était comprise par un plus nombreux public en 1889 que lorsque la discussion de 1882 eut lieu dans le Philosophical Magazine, et depuis cette dernière époque l’habitude de conserver K et dans les formules de dimensions se répand de plus en plus.
- Quant aux idées correctes contenues dans les mémoires de i883 de M. Mercadier, elles avaient été expliquées quelques mois auparavant dans le Philosophical Magazine-, et dans les parties qui se sont écartées de ces idées, en cherchant à établir des distinctions entre les valeurs théoriques relatives des systèmes électrostatique et électromagnétique, les arguments produits sont erronés.
- Note sur une méthode de détermination quantitative de ia chaleur rayonnante, par F. Kurlbaum (*).
- M. Angstrœm a publié récemment «une méthode de compensation électrique pour la détermination quantitative de la chaleur rayon* nante (2) ». Le principe de cette méthode est le suivant :
- Une lame de platine mince et noircie est exposée aux rayons calorifiques sous l’influence desquels sa température s’élève. Une égale élévation de température peut être produite à l’aide d’un courant électrique envoyé dans la lame. Les deux changements de température, étant égaux, on peut exprimer la grandeur du rayonnement en mesure absolue par la formule R12C, dans laquelle R est la résistance de la lamé, I l’intensité du courant employé, et C une constante électrothermique.
- Le même principe a été utilisé par l’auteur, qui l’a appliqué à la mesure du rayonnement calorifique (3).
- Mais la méthode employéepar M. Angstrœm, pour la mesure de la température, diffère de celle de l’auteur.
- Au lieu de l’élément thermo-électrique dont s’est servi M. Angstrœm, M. Kurlbaum fait usage du bolomètre, en remplaçant la lame dè platine par la bande métallique employée ordinairement dans le bolomètre et en mesurant l’élévation de température par la variation de résistance.
- Trois branches d’un pont de Wheatstone sont formées de fils gros, la quatrième contenant la lame bolométrique. Comme celle-çi est sensiblement échauffée par le courant, sa résistance dépend de l’intensité de ce courant employé pour la mesure de la résistance.
- On détermine d’abord la résistance Rj de la lame du bolomètre avec une intensité, de courant I,, puis on expose la lame au rayonnement, et on mesure sa résistance R2. Ensuite on éloigne la source de chaleur et on augmente l’intensité de courant jusqu’à ce que la chaleur développée suffise à ramener la résistance bolométrique à la valeur R,. La quantité de cha-
- 0) Wiedemann's Annalen, t. II, p. 591, 1894.
- (2) Acta Reg. Soc. Ups., juin 1893.
- (’) Comptes rendus de l’Institut impérial physico-technique, 1891 et 1892 ; Zeitschrift für Instrumentenkunde, mars 1893.
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- leur produite par le rayonnement est exprimée en valeur absolue par (R2 I22— Ri Ii I12) G, en désignant encore par G la constanté électrothermique. La même source de courant qui sert à la mesure de la résistance de la lame est donc également employée à le porter à la température voulue.
- L’auteur se réserve de revenir sur les modifications dont la méthode est susceptible et sur les objections qu’elle peut soulever lorsqu’il publiera les résultats qu’elle lui a permis d’obtenir.
- A. H.
- VARIÉTÉS
- DU ROLE DE L’ÉLECTRICITÉ DANS LES PHÉNOMÈNES DE LA VIE ANIMALE PAR E. SOI.VAY (').
- Les sciences physico-chimiques ont triomphé partout; elles dominent toutes les industries modernes, et l'heure est proche où elles prendront possession de la vie elle-même.
- Pour hâter ce moment, il ne suffit pas de construire des Instituts, il faut orienter les recherches biologiques vers la physique et vers la chimie; il faut même, à mon avis, partir de cette conviction profonde que les phénomènes de la vie peuvent el doivent s'expliquer par le jeu des seules forces physiques qui régissent l'univers, el que, parmi ces forces, l'électricité joue un rôle prédominant.
- C’est pour contribuer à la vérification et au développement de cette thèse, par l’observation et l’étude des faits, que je me suis décidé à fonder un Institut spécial.
- Je voudrais aujourd'hui m’adresser à tous ceux qui, dans l’avenir, et alors même que je ne serai plus, entreprendront des recherches dans les laboratoires qui vont être créés ; je voudrais essayer de formuler les solutions que je prévois
- (*) Extrait du discours prononcé à l’inauguration de l’Institut de physiologie que vient de fonder à Bruxelles M. E. Solvay.
- devoir être données par leurs travaux au problème biologique tel que je le comprends. L’ayant beaucoup m édité, je crois avoir trouvé certains points de vue nouveaux qu’il peut être utile de faire connaître à ceux qui abordent les recherches expérimentales : je vise à établir une étroite corrélation entre les faits en les ramenant toujours aux bases physiques; quand il le faut, j’introduis l’hypothèse comme un levier, comme un moyen d’ouvrir une voie nouvelle à l’investigation.
- L’avenir dira dans quelle mesure j’ai vu juste et où je me suis trompé; en tout état de cause, j'espère que personne ne se méprendra sur les motifs qui me poussent à formuler ici mes vues ; du moment où je crois pouvoir apporter quelque lumière en des points de science controversés et obscurs, je me reprocherais de ne pas le faire.
- Principes de physico-chimie.
- On sait que dans toute combinaison chimique la quantité de chaleur dégagée, positive ou négative, est égale à celle qui serait nécessaire et suffisante pour décomposer le corps formé en ses éléments.
- Cette conséquence du principe de la conservation de l’énergie est indépendante de la forme de l'énergie considérée; elle s’applique par conséquent aussi au cas où celle-ci est l’énergie électrique.
- Sous l’une ou l’autre forme, l’énergie extérieure qui provoque une décomposition restitue aux éléments l'énergie potentielle qu’ils ont perdue dans l’acte de la combinaison.
- D’autre part, on sait aussi que l’énergie électrique peut se transformer directement et intégralement en chaleur sans que la réciproque soit vraie; qu’enfin les deux formes de l’énergie, électricité et chaleur, apparaissent parfois dans une même réaction et que, dans ce cas, le rapport de ces deux quantités d’énergie varie suivant certaines circonstances sans que leur somme cesse de rester constante.
- Partant de ces données, il semble légitime d’admettre que, dans toute combinaison chimique, l’énergie électrique puisse exister avant l’énergie thermique, et celle-ci n’être que le résultat d’une transformation de la première ; que si l’expérience ne confirme qu’en partie cette manière de voir, c’est que les circonstances
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- dans lesquelles on opère sont précisément celles qui provoquent la transformation immédiate, totale ou partielle, de l’électricité en chaleur.
- A l’appui de cette façon d’envisager les faits, remarquons que l’électricité a le pouvoir de décomposer un corps sans l’échauffer sensiblement, tandis qu’il en est tout autrement de la chaleur; le rendementd’une électrolyse est donc bien supérieur à celui d’une dissociation due à la chaleur seule ; et il s’ensuit que l’électricité nous apparaît comme douée d’un caractère spécifique particulier, d’une sorte de supériorité relative, dont nous aurons à tenir compte.
- Ce caractère ne fournit évidemment pas une preuve de la préapparilion de l’énergie électrique dans l’acte de la combinaison, mais si on l’envisage en même temps que certaines déductions sur lesquelles je ne puis m’étendre ici, on est conduit à attribuer à mon hypothèse presque la valeur d’une certitude.
- Pénétré de-cette idée que les grandes lois fondamentales de la nature doivent être simples, peu nombreuses et universelles, j’ai longtemps cherché dans la comparaison des phénomènes chimiques, si profondément différents en apparence, un moyen de découvrir une théorie permettant de les rattacher à une commune origine.
- En rapprochant les phénomènes chimiques de combinaison des divers genres de phénomènes physiques qui dépendent de la force dite de cohésion, et en m’appuyant sur les résultats des travaux de Sainte-Claire Deville, en ce qui concerne le parallélisme existant entre la dissociation et la vaporisation, j’ai pu réunir un ensemble de faits de nature à confirmer ma manière de voir et à me fournir les éléments d’une théorie que je ne ferai qu’esquisser ici en quelques traits.
- On peut, selon moi, expliquer tous les phénomènes, tant physiques que chimiques, en admettant que toute masse matérielle (particule, molécule ou atome) est douée d’une propriété spécifique qui est une fonction mathématique de sa température, de sa pression et de son énergie potentielle ou de son état électrique.
- En développant cette proposition, présentée ici sous sa forme la plus générale, on reconnaît qu’elle permet d’expliquer non seulement la force attractive de la matière, mais encore et tout aussi bien la puissance élective particulière
- qui caractérise la force chimique appelée affinité; qu’elle permet encore d’interpréter les variations qu’éprou've cette dernière sous l’influence dés changements de température, de pression, d’état électrique préalable (dissociation, état nais-, sant, etc.); qu’enfin la fonction elle-même dont il s’agit doit être l’expression de la force physique appelée cohésion, ou de la force chimique dite affinité, suivant que les substances mises en présence sont de nature identique ou de nature différente.
- Tous les phénomènes, tant physiques que chimiques, se confondent dès lors en deux grandes classes :
- i° Les endothermiques, qui consomment, absorbent ou rendent latente certaine quantité d’énergie extérieure ;
- 20 Les exothermiques, qui libèrent une partie de l’énergie existant à l’état potentiel dans les éléments qui se réunissent en un corps nouveau.
- Reportons-nous maintenant à ce qui a été dit de la préapparilion de l’énergie électrique dans l’acte de la combinaison chimique.
- S’il est vrai que les phénomènes chimiques et physiques n’offrent pas de différences essentielles et ne sont que les manifestations d’un seul et même ensemble de causes, ne sommes-nous pas fondés à présumer, par raison d’analogie,! que dans tout phénomène physique exothermique l’énergie libérée apparaît ou tend à apparaître d’abord sous la forme électrique ? Que si nous ne sommes pas parvenus jusqu’ici à la déceler entièrement sous cette forme, c’est que les circonstances mêmes de nos expériences en ont provoqué la transformation ?
- _Si cette prévision se justifie, il nous sera permis de voir dans tous les phénomènes de la nature, quels qu’ils soient, des manifestations de l’électricité, sans rien préjuger quant à l’essence de cette dernière.
- C’est dans cette forme que je présente à mon esprit l’idée de l’unité des forces physiques.
- Du moteur animé.
- Je disais en commençant que les phénomènes de la vie peuvent et doivent s’expliquer par le jeu des seules forces physiques. Les considérations qui viennent d’être développées doivent nous servir de base pour l’étude des phénomènes biologiques. Elles nous permettront, j’espère,'
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- de donner une interprétation positive des fonctions vitales, et de comprendre certaines questions de physiologie générale restées jusqu’ici très vagues et très obscures.
- Prenons comme exemple ce qui concerne la nature des moteurs animés.
- Parmi les caractères essentiels que présente le règne animal, l'un des plus saillants est, à coup sûr, la faculté de locomotion que l’on a appelée motricité.
- L’étude de ce caractère conduit tout naturellement à la considération la plus générale des phénomènes de la vie dans leur ensemble, de sorte qu’on peut l’adopter sans inconvénient comme point de départ, lorsqu’on se propose de découvrir le rôle des forces physiques dans ces phénomènes.
- Puisque la motricité est essentiellement inhérente à la nature de l’être animal, on peut dire que l’animal est un moteur ; de plus, il y a tout lieu de croire que ce dernier est un moteur électrique, ainsi que je vais essayer de le montrer.
- Procédant par exclusion, on voit tout d’abord que la motricité ne peut provenir d’une transformation dynamique d’énergie potentielle semblable à celle que nous offre un moteur hydraulique, carnous n’apercevons ni fluide en réserve ni chute utilisable.
- La cause cherchée [n’est pas d’avantage une transformation purement thermique du genre de celle des moteurs à gaz, à air chaud ou à vapeur, auxquels personne ne peut songer à comparer un muscle.
- Au contraire, l’électricité se prête à une solution satisfaisante du problème, à laquelle il paraît désirable de s’arrêter, tout au moins jusqu’à ce que l’avenir nous ait révélé l’existence d’un nouveau mode de transformation, si tant est qu’il en existe.
- Ecartant donc définitivement, par raison d’évidence, l’hypothèse d’une action hydraulique, examinons de plus près les deux autres, et comparons notamment le rendement d’un moteur thermique ou électrique à celui d’un moteur animé.
- Nous savons que les moteurs thermiques les plus perfectionnés ne rendent qu’environ 8,5 0/0 d’effet utile ; la limite théoi'ique du rendement des moteurs à vapeur est de 17 0/0; celle des moteurs à gaz, de 21 0/0.
- D’autre part, reportons-nous aux expériences de Hirn et Helmholtz; nous trouvons que la valeur moyenne qu’on doive assigner au rendement du muscle dépasse 3o 0/0.
- Aucune comparaison n’est possible, on le voit entre ce dernier rendement et les précédents ; l’écart est même si considérable, qu’indépen-damment de certaines impossibilités physiques signalées par Hirn, il suffirait à faire abandonner l’hypothèse de la cause thermique telle que nous venons de la définir. Il en est tout autrement de la transformation électrique, dont le rendement est bien plus élevé et comparable à celui du moteur animé.
- Tous nos appareils électriques, transformateurs, moteurs ou producteurs d’énergie en fournissent la preuve.
- Dans la plupart des piles, par exemple, si l’on envisage la quantité totale d’énergie dégagée* on trouve que 5o à 80 0/0 de celle-ci apparaît sous forme d'électricité et le reste sous forme de chaleur.
- La comparaison et les raisonnements qu’on vient de faire nous autorisent, je pense, à conclure que l’être animé est un moteur électrique ; et de fait, on peut dire que l’on voit, au sein même de l’appareil vivant, s'opérer la transformation de l’énergie initiale en énergie mécanique ou thermique.
- Si nous attribuons cette origine à l’énergie manifestée par l’être vivant, nous avons à rechercher où et comment s’effectuent les réactions qui produisent l’électricité.
- L’oxydation organique s’accomplit dans toutes les cellules vivantes; elle se produit même dans le [sang ou dans la lymphe aux dépens des éléments chimiques charriés par ces liquides et non encore organisés. Tous les tissus interviennent donc dans cet acte de combustion interne, tous doivent contribuer ainsi à fournir l’énergie nécessaire à l’être vivant.
- Mais l’importance respective de chacun des tissus est très variable à cet égard; pour s’en convaincre, il suffit d’opposer la physiologie du tissu musculaire à celle du tissu conjonctif, par exemple.
- Le rôle prépondérant du tissu musculaire est évident; on sait, en effet,que, pendant lé travail, le muscle intervient pour 70 à 80 0/0 dans l’oxydation totale se produisant dans l’économie.
- L’oxydation intime est pour nous la source de
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- l’électricité. Ce phénomène se passe principalement dans le muscle et dans les glandes; c’est pourquoi nous donnons à cette portion de l’ensemble organique le nom d'appareil éleclro-gènc.
- Il est intéressant de remarquer que les tissus qui sont le siège d’oxydations intenses, comme les muscles et les glandes, sont richement pourvus de nerfs; que ceux dans lesquels l’oxydation est faible, comme le cartilage et le tissu conjonctif, sont peu desservis par le système nerveux.
- Ne peut-on pas se baser sur ce fait, très important à notre avis, pour établir une analogie entre l’organisme animal, simple ou composé, amibe ou homme, et le système constitué par un élément de pile voltaïque? Les tissus très oxy-üables, formant l’appareil électrogène, joueraient le rôle de l’élément négatif de la pile; les liquides oxydants ou hydratants, celui de l’élément positif; les nerfs serviraient à fermer le circuit.
- Nous retrouverions ainsi dans l’économie vivante la dualité chimique nécessaire à la production de l’énergie électrique; ne serions-nous pas, dès lors, autorisés à regarder cet organisme comme une véritable pile physiologique? Si oui, nous devons poursuivre la comparaison et essayer de comprendre comment fonctionne cette pile, quelles sont les causes qui en font varier le débit, enfin ce que devient l’énergie qu’elle développe.
- Dans toute pile électrique, l’existence d’une énergie électrique disponible ne se manifeste qu’autant que l’électricité trouve à s’écouler par des conducteurs appropriés vers des organes de consommation ou de transformation.
- A défaut d’un tel dispositif, dans le cas, par exemple, où la pile est mise en court circuit par l’intermédiaire d’un conducteur de faible résistance, on ne perçoit qu’une production de chaleur qui semble être le résultat immédiat de la transformation d’énergie effectuée, mais qui, d’après ce que nous avons dit de la préapparition de l’électricité, peut être considérée, ici encore, comme un phénomène secondaire.
- Pour justifier l’expression de pile physiologique, nous avons tout d’abord à prouver qu’il existe dans l’organisme des lignes de moindre résistance électrique (ou fonctionnant comme
- telles) capables de diriger l’électricité dégagée, de la conduire et de la répartir.
- Or, j’ai tout lieu de croire que ce rôle est dévolu aux nerfs, et que partout où ceux-ci sont développés et ramifiés, ils recueillent une partie de l’électricité due à l’appareil électrogène et la transportent en des points où elle réapparaît sous la même forme ou transformée. La faible oxydalité du tissu nerveux et sa grande importance fonctionnelle viennent d’ailleurs à l’appui de cette manière de voir.
- De quelle manière se fait la propagation de l’électricité dans les nerfs ? Cette question est certainement appelée à tenir une large place dans le programme expérimental de l’Institut. Pour la résoudre, il y aura lieu, me paraît-il, de chercher tout d’abord à compléter nos connaissances sur la constitution même delà fibre nerveuse; d’étudier ensuite de fort près les propriétés électrophysiques du tissu nerveux; de rechercher sous quelles influences varie sa résistance électrique; de déterminer enfin le processus lui-même de la propagation du courant nerveux vers les organes d’utilisation. La nature intime de ce processus nous est encore inconnue, et je n’entends pas l’identifier avec celle de la propa-gationélectriquedans un conducteur métallique. Je me borne donc, pour le moment, à faire sur ce point une remarque déjà confirmée, à savoir que les manifestations nerveuses sont toujours accompagnées de variations électriques.
- Le muscle et le nerf obéissent aux excitations mécaniques, thermiques, chimiques ou électriques; mais ces dernières ont des résultats particulièrement remarquables.
- L’action électrique est, en effet, de beaucoup la plus puissante et la plus étendue, alors surtout qu’on l’applique au nerf.
- D’autre part, en excitant directement, un muscle par un choc, une goutte d’acide ou une piqûre, on n’obtient qu’une action locale limitée, tandis qu’en agissant par l’intermédiaire du nerf, on provoque des manifestations généralisées, quel que soit d’ailleurs l’excitant employé, et c’est le muscle tout entier qui se contracte comme si chacune de ses parties était électrisée.
- Pour obtenir le même résultat sans avoir recours à l’intermédiaire du nerf, il faudrait faire agir l’excitant simultanément sur toutes les fibres élémentaires du muscle.
- Ces faits ont une double portée : ils semblent
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- justifier l’idée d’attribuer aux nerfs le rôle de conducteurs, et montrent que la forme électrique se prête mieux que toute autre à la propagation à distance et à la répartition de l’énergie dans l’organisme.
- De ce que l’excitation provoque des manifestations électriques il ne résulte pas que l’apparition où la présence de l’électricité soit subordonnée à celle d’une excitation externe. Je suis bien plutôt porté à croire que la -pile physiologique est toujours en activité, et que le muscle travaille, c’est-à-dire dépense de l’énergie produite par cette pile, lors même qu’il n’accomplit aucun travail électrique.
- Le muscle est un élément électrique, plus ou moins tendu, susceptible d’être contracté progressivement par le courant électrique, jusqu’au point de produire une action mécanique externe. Dès que le courant diminue, le muscle se détend ; dès que le courant augmente, le muscle se tend, etl’on pourrait dire que son tonus est en quelque sorte une fonction de la quantité d’énergie électrique employée.
- D’autre part, il semble évident que c’est grâce à un effet dynamique et non statique que l’or-gane-muscle conserve sa tension.il se comporte à la façon d’un ressort sur lequel agirait constamment un jet d’eau, et non comme un ressort chargé d’un poids.
- Dans le premier cas, l’effort dynamique, sans cesse renouvelé, correspond à un travail, coûte du fluide moteur et partant un certain quantum d’énergie. De même la tonification du muscle exige un afflux continu d’énergie.
- La pile physiologique fonctionne donc pour lui fournir cette énergie, lors même que le sujet considéré est à l’état de repos; et comme aucun travail extérieur n’est effectué pendant ce fonctionnement, toute l’énergie affluente se transforme en chaleur.
- Il serait facile de multiplier les exemples de cet état d’équilibre particulier ; nous le retrouvons notamment dans la sphère qui se maintient sur un jet d’eau et dans l’oiseau qui plane en combattant l'action de la pesanteur par ses battements rythmés.
- Il va de soi que la quantité d’énergie consommée doit augmenter lorsqu’à l’état de repos succède tout autre état d’activité, pendant lequel des travaux externes ou internes viennent s’ajouter à celui du tonus correspondant au
- repos. La réaction organique n’est pas constante : elle varie d’intensité suivant l’état de sommeil, de veille ou de travail.
- Les travaux de Ilirnet de Helmhohz permettent même d’établir la loi de cette variation pour un même individu. Ainsi, si l’on représente par 1 la quantité de chaleur disponible produite pendant le sommeil, le nombre correspondant à l’état de veille sera de 4, et, à l’état d’activité musculaire normale, 7.
- Il faut donc, de toute nécessité, que le débit de la pile physiologique puisse se régler dans le même rapport, afin qu’il n’y ait jamais ni excédent ni déficit.
- Où trouver le siège de cette action régulatrice, si ce n’est dans le système nerveux lui-même, dont nous connaissons déjà l’importance comme appareil excitateur?
- En admettant que le système nerveux ne soit pas producteur d’énergie, mais qu’il aitseulement pour fonction de la répartir, ne faut-il pas en conclure que c’est grâce à sa fonction excitatrice qu’il peut modifier, accélérer ou ralentir cette répartition ?
- On peut concevoir assez simplement, en principe, la raison d être du système nerveux en se représentant le nerf comme la principale voie de transport de l’énergie électrique de son lieu d’origine à un centre, et de celui-ci à un organe de dépense.
- Il est possible de se rendre compte de la complication nécessaire que présente le plan du réseau nerveux.
- Si l’on considère l’état d’évolution progressive d’un être inférieur ou l'une des premières périodes de développement d’un embryon, on comprend qu’à mesure que des arcs nerveux prennent naissance dans le voisinage les uns des autres, les différences de potentiel électrique existant entre certains points de ces arcs tendent à faire naître des arcs nouveaux, surajoutés aux premiers, et dont la présence contribue à rendre électriquement dépendantes les unes des autres les diverses parties du système électrogène.
- Que l’on multiplie à l’infini ces anastomoses, sans perdre de vue la notion fondamentale du système, et l’on pourra, semble-t-il, arriver à s’expliquer la hiérarchie qui règne dans le système nerveux tout entier, depuis les ganglions épars jusqu’au cerveau, qui serait, lui, le centre des centres.
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- Recherchons maintenant comment le système nerveux peut jouer le rôle d’excitateur en puisant son énergie fonctionnelle dans la réaction organique, et comment il arrive à régler le fonctionnement de la pile physiologique dans toutes ses variations.
- Rien ne paraît s’opposer à ce qu’on regarde la série des arceaux superposés constituant un système nerveux d’animal supérieur comme très analogue à un système ordinaire de distribution d’énergie électrique, dans lequel toute une série d’appareils consommateurs sont branchés en dérivation sur un vaste système producteur.
- Chacun de ces appareils consommateurs serait réglé par des instruments reliés électriquement au moteur et consommant eux-mêmes, pour leur fonctionnement, une certaine quote-part de l’énergie disponible ; ces instruments de réglage constitueraient des dérivations secondaires sur le système. Enfin, venant compléter ce schéma, des appareils avertisseurs, à fonctionnement électrique, existeraient pour chacun de ces utilisateurs.
- L’ensemble des appareils de réglage d’un tel mécanisme formerait, à mes yeux, l’image du cerveau, et les appareils avertisseurs ne seraient autres que les organes des sens.
- Rien n’empêche d’ailleurs que les choses soient agencées de façon à produire l’automatisme apparent ; ainsi nous apparaîtrait l’innéité des actes reflexes résultant de la structure acquise. Quant aux excitations sensorielles, leur rôle dominant, dans une telle distribution d’énergie, serait de réagir sur les appareils de réglage et, par conséquent, de modifier, par l’intermédiaire de ceux-ci, les conditions de dépense.
- Les influences extérieures agissant sur l’organisme ayant en effet pour résultat de contrarier ou de favoriser la réaction organique, dans les régions où de telles influences auraient eu une action prolongée et favorable à la réaction, les organes des sens se seraient formés, développés et seraient devenus les excitateurs normaux de la vie.
- Dans un tel système pourvu que l’organisme normal ne soit sollicité qu’à quotité de ce qu’il peut produire, la genèse d’énergie doit suivre sensiblement la demande; la pile physiologique possède dans les organes des sens un véritable réglage capable de proportionner le degré de l'oxydation vitale aux excitations immédiates ou
- médiates provenant du milieu ambiant : tout se présente comme si les excitations sensorielles établissaient les conditions les plus favorables à la genèse d’énergie en accroissant la conductibilité nerveuse, peut-être par gonflement et par suite d’augmentation de contact ou compression de la matière des cylindres-axes. L’afflux d’énergie qui se produira de cette façon à l’endroit excité retentira nécessairement à l’extrémité du système sur le muscle consommateur d’énergie, et l’augmentation du tonus musculaire sera l’expression physiologique du retentissement sur les muscles de cet éveil des sens.
- Toute diminution de potentiel provoquée en une région restreinte du système nerveux doit ainsi se propager de proche en proche jusqu’à ce que l’équilibre s’établisse dans le potentiel du système tout entier. Cette considération se rattache à la manière de voir déjà exposée sur le rôle des centres nerveux.
- Pendaht le repos des sens, pendant le sommeil, aussi longtemps que la conductibilité nerveuse est, au contraire, diminuée, la différence de potentiel entre les pôles de la pile atteindra son maximum. Les conditions les moins favorables à la communication entre ces pôles seront réalisées et les mécanismes d’utilisation ou de dépense se trouveront dans l’état du minimum de débit.
- Cet état correspond, comme dans la pile ordinaire, à un minimum de réaction et à l’abaissement du taux de l’énergie produite. C’est le nombre i des calculs de Ilelmholtz et de Iflirn.
- Une impression quelconque communiquée à un organe des sens et transmise par son nerf rendra donc aussitôt la circulation de l’électricité plus active dans le système correspondant. Des impressions multiples amenant la répétition de cette action, l’oxydation totale s’en trouvera augmentée et le régime de l’état de veille sera institué.
- Que de nouvelles excitations viennent maintenant à se produire pendant la veille, il y aura, par le même mécanisme, accroissement de la réaction : de même que l’intensité était passée de i à 4 par l’éveil des sens, elle passera, par l’état actif, de 4 à 5, à 6 ou à 7, qui paraît le maximum couramment observé.
- (.A suivre.)
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- FAITS DIVERS
- Tableau des tramways électriques (suite) (*).
- AUTRrcrrE-noNGRrE
- Moedling-Hinterbrühl (Siemens et Halske, 1884). — Longueur, 4480 kilomètres. Voie de t mètre. Rampe 1 0/0; rayon de courbure minimum, 18 mètres. En service, 8 voitures.
- La station comprend une force motrice de i85 chevaux, et des dynamos de 5oo volts et 3oo ampères.
- Le courant est distribué au moteur par l’intermédiaire d’une ligne aérienne double constituée par un tube d’après l’ancien système Siemens.
- Exploité par la K K. priv. Stadtbahn Gesellschaft
- Budapest (Siemens et Halske, 1889). — Longueur des lignes, i5,5 kil.,en grande partie à double voie et à conducteur souterrain. En construction ou en projet diverses lignes de 38,5 kil. Rampe maxima, t,6 0/0; rayon minimum, 40 mètres.
- En service journalier, 42 voitures électriques, presque toutes à un seul moteur.
- La station comprend 3 moteurs de 100 chevaux, 3 dynamos de 3'oo volts et 25o ampères.
- Exploité par la Budapester Elektr .-Sudbahn Actien-Gesellschaft,
- Baden-Vosleu (Schuckert). — Deux lignes,Tune de 4, l’autre de 5,8 km. La station aura 3 moteurs de 120 chevaux*
- Exploité par M F. Fischer.
- Prague. — Longueur, 1,4 km.
- BELGIQUE
- Herstal. — Longueur, 2,5 km. Voitures électriques, 4.
- Bruxelles (Thomson-Houston). — Longueur, 5,5 km. avec 23 voitures de la Société des tramways bruxellois ; 9,7 km. avec 12 voitures de la Société des chemins vicinaux.
- Liège (Thomson-Houston).
- ESPAGNE
- Bilbao (Thomson-Houston, 1891). — Longueur, 14 kilomètres. Rampes, 70/0. Voie de 1,37 m. Voitures électriques, 12, avec 2 moteurs de 25 chevaux.
- La station comprend 2 moteurs Mac Intosh et Seymour de 140 chevaux; 2 dynamos de 5oo volts et 200 ampères.
- FRANCE
- Clermont-Ferrand (Thury, 1891) — Longueur, 7,34 km. En service, 20 voitures. Ligne aérienne à tube rectangulaire.
- Station centrale : 2 chaudières tubulaires de i5o mètres
- carrés de surface de chauffe, 1 moteur à vapeur de i5o chevaux avec dynamo de 5oo volts et 210 ampères, 1 moteur de 35o chevaux avec dynamo de 5oo volts et 33o ampères, et deux groupes de 75 volts et 44 ampères pour l’excitation des grandes dynamos.
- Exploité par une Société locale.
- Mont Salève (Thury, 1891). — Trois lignes à crémaillère Abt, allant de Monnetier à Veyrier, Etrembiôres, Treize-Arbres, chacune d’environ 3 kilomètres de longueur. Rampe moyenne 10 0/0, maxima 5o 0/0.
- Locomotive électrique avec 2 moteurs de 3o chevaux à double réduction de vitesse. En service ordinaire, 12 voitures.
- Ligne formée par un troisième rail identique à ceux de la voie, mais surélevé.
- Station génératrice â distance : 3 turbines verticales de 3oo chevaux, 3 dynamos à axe vertical tournant à vitesse réduite (45 tours par minute) avec l’induit sur l’arbre de la turbine : 600 volts et 275 ampères. Excitation séparée réglée par un appareil automatique actionné par un relais.
- Exploité par une Société suisse.
- Marseille (Œrlikon, 1892). — Longueur, 6 kilomètres. Rampe continue de 4,2 0/0, maxima de 5,9 0/0. Voie ordinaire
- En service ordinaire, 12 voitures à £0 places, les jours de fête 18 voitures; aux 2 moteurs bipolaires de i5 chevaux ont été substitués des moteurs tétrapolaires plus puissants avec transmission par engrenage à simple réduction dans le rapport 5 : 1. Vitesse moyenne i5 kilomètres.
- Ligne aérienne simple alimentée par 4 feeders, pôle positif à la terre.
- Station : 3 chaudières de Naeyer, 3 machines Hoffmann à 3 dynamos Manchester. Machines verticales compound sans condensation; le régulateur de vitesse agit sur l’admission de vapeur dans le cylindre à haute pression. Les dynamos donnent 5£o volts et no ampères.
- Exploité par la Compagnie générale française des tramways.
- / Paris (1892). — Ligne Madeleine-Saint-Denis. Longueur, 8,4 km. Accumulateurs de la Société pour le travail électrique des métaux. 16 voitures automobiles de £2 places pesant, chargées, 12 tonnes, dont 2 tonnes d’accumulateurs. Sur chaque voiture, 2 moteurs Manchester de 10 kilowatts. Vitesse 11 à 12 kilomètres à l’heure.
- Station génératrice : 4 moteurs à vapeur Corliss de 125 chevaux; dynamos Desroziers de 60 kilowatts.
- Exploité par la Société des tramways de Paris et du département de la Seine.
- Ligne Opéra-Saint-Denis (1893). — Longueur, 10 kilomètres. Rampe 3,6 0/0. Même système q"üe sur~ la ligne précédente.
- Bordeaux (Thomson-Houston 1893). — Longueur 4820 kilomètres. Voie de 1 mètre. Rampes faibles de 0,2 à
- 5 c/o. Rayon de courbure minima 40 mètres. Ligne
- (M La Lumière Electrique, du 10 mars 1894, p. 497*
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- LA LUMIÈRE ELECTRIQUE
- aérienne à trolley. En service, 6 voitures automobiles du poids.de 5 tonnes avec moteur de i5 chevaux. Voitures remorquées pour les jours de service chargé. Vitesse moyenne, 12 kilomètres à l’heure.
- Station centrale : 2 chaudières Babcock et Wilcox de 132 m2 de surface de chauffe, 2 moteurs Mac Intosh et Seymour de i5o chevaux, 2 dynamos Thomson-Houston de 100 kilowatts, 55o volts.
- . Exploité par la Société de Bordeaux-Bouscat au Vigean.
- Havre (Thomson-Houston (1894).— Tramways urbains, longueur 14 kilomètres. 40 voitures avec un et avec deux moteurs.
- Station : 3 moteurs Farcot de 3oo chevaux; 3 dynamos Thomson-Houston de 200 kilowatts.
- Havre-Montivilliers. — Longueur 19 kilomètres.
- Moureaux-Watreloos. — Longueur 6,27 km.
- Lyon-Oullins. — Longueur 6 kilomètres. 6 à 8 voitures.
- Station : 2 chaudières, 2 moteurs Mac Intosh et Seymour de i5o chevaux, 2 dynamos Thomson-Houston de 100 kilowatts.
- Lyon-Sainte-Foy. — Longueur 3 kilomètres.
- Roubaix-Tourcoing. — Longueur 4,15 km.
- ITALIE
- Florence-Ftesole (Edison-Sprague 1890). — Longueur 7,1 km. Rampes de 5,4 et 8 0/0. Rayon minimum 18 mètres. En service ordinaire 4 ou 5 voitures, les jours de fête 9 ou 10.
- La station comprend 3 chaudières chacune de 82 mètres carrés de surface de chauffe, fonctionnement normal à 9 atmosphères. 3 moteurs Œrlikon compound verticaux d’environ 100 chevaux. 3 dynamos Edison-Hopkinson de 5oo volts et no ampères.
- La ligne aérienne est alimentée par un fil auxiliaire sur toute la ligne.
- Exploité par Af. Cesaroni.
- Gênes (Siemens et Halslce 1893). — Longueur 3 kilomètres. Rampes jusqu’à 8 0/0. Ligne aérienne à trolley.
- La station, actionnant aussi un tramway funiculaire comprend 5 chaudières, 3 moteurs de 200 chevaux et 3 dynamos de 525 volts et 200 ampères.
- Exploité par la Societa por le jerrovie elettrichc et funicolari di Genova.
- Milan (Societa Generale italiana di elettricitâ 1893). — Longueur 5 kilomètres. En service 10 voitures sur truck Thomson-Houston.
- Station génératrice : 2 moteurs de 200 chevaux, compound à condensation, dynamo tétrapolaire Thomson-Houston de 100 kilowatts, 5oo volts et 200 ampères.
- . Exploité par la Société constructrice.
- RUSSIE
- Murich-Ostrau. — Longueur 7 kilomètres.
- /fzew(Allgemeine El. Gesellschaft). — Longueur 7,5 km#
- SUÈDE
- Christiania.
- SUISSE.
- Vevey (Société de Vevey 1887). — Ligne Vevey-Montreuxr Chillon, longueur 10,5 km. Voie ordinaire. Rampe 2,9 0/0, rayon minimum 40 mètres.
- 19 voitures. Ligne double aérienne à 400 volts.
- Sissach-Gelterkinden (Œrlikon 1891). — Longueur, 3,25o km. Rampe i,5 0/0. Voie de 1 mètre.
- Une seule locomotive électrique avec 2 moteurs à 4 pôles de 25 chevaux. 4 voitures pour voyageurs, 2 wagons à marchandises.
- Station : une turbine Jonval de 40 chevaux, une dynamo de 600 volts et 65 ampères.
- Griitsch-Mürren (Œrlikon 1891). —Ligne la plus élevée de l’Europe, altitude de 1409 à 1641 mètres, fait suite au funiculaire Lauterbrünnen-Grütsch
- Longueur 4,280 km. avec rampe continue de 5 0/0.
- En service simultané 2 trains, formés d’une locomotive de 7,2 tonnes, d’une voiture de voyageurs et d’un fourgon à bagages d’environ 8 tonnes. La locomotive a 2 moteurs de 3o chevaux.
- Station : une turbine horizontale Escher-Wyss de i5o chevaux couplée directement avec une dynamo de 600 volts et 175 ampères.
- Ligne aérienne simple alimentée par 3 feeders.
- Exploité seulement pendant Tété.
- Orbè-Chavornay (Thury 1892). —Longueur 4 km.
- Ligne aérienne simple à 600 volts. j
- San Salvatore (1892). ~ Station à 7 km. de la ligne. Turbine de 60 chevaux; transmission à 1800 volts.
- Œrlikon (Œrlikon 1892). — Longueur 1 km. Génératrice de 5oo volts et 60 ampères.
- Stansstadt-Stans (Bûcher et Dürrer 1893). — Longueur 3km. Station à 5 km. de distance; turbine de i2ochevaux; dynamo de 5oo volts et 55 ampères.
- Zurich (Œrlikon 1893). —Tramway urbain. Longueur 2,120 km. Génératrice de 55o volts et 120 ampères.
- Les applications des générateurs à vapeur Serpollet deviennent aujourd’hui très nombreuses, grâce à leurs propriétés spéciales. On sait qu’ils se composent de tubes en acier ou en cuivre, aplatis de manière à n’offrir plus qu’une section libre extrêmement mince; ces tubes enroulés en spirale, étant plongés dans les flammes d.’un foyer, l’eau qui y est injectée se transforme instantanément en vapeur surchauffée, laquelle est délivrée aux machines réceptrices au fur et à mesure de sa formation.
- Ce générateur présente des propriétés intéressantes. En premier lieu, son volume intérieur étant très minime, la quantité d’eau qu’il peut contenir est petite; l’appareil, au point de vue des explosions, ne présente aucun danger; il peut être, sans inconvénient, débarrassé de tous les organes de sûreté, soupapes* manomètres, tubes
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- à niveau, etc., et sa conduite n’exige presque aucune Surveillance. D'autre part, la pression intérieure ne dépend plus que de la quantité d’eau fournie â la chaudière; dès qu’on l’alimente, la pression s’élève, et elle tombe aussitôt que l’alimentation cesse; c’est par le débit de la pompe alimentaire que se règle la puissance de la machine. Enfin, ce générateur, pour une vaporisation donnée, est fort léger et peu encombrant.
- M. Serpollet y a apporté récemment de nouveaux perfectionnements, qui lui ont permis d’en faire l’application à des machines bien plus puissantes que celles auxquelles était limité son emploi. Nous empruntons à notre confrère le Cosmos la description de ces perfectionnements.
- Avec le tube spiral, le générateur à vaporisation instantanée était limité aux puissances de 5 à 6 chevaux. Pour arriver aux générateurs de i5, 24 chevaux et plus, il fallait nécessairement employer le tube en barres droites disposées parallèlement et superposées en quinconce; mais leurs parois méplates ne pouvant plus être entre-toisées, leur déformation était à craindre aux pressions élevées; il fallait donc donner aux tubes une résis_ tance venant de leur forme même. On a imaginé de les cintrer en forme de gouttière. Au lieu de travailler à la flexion, leurs parois travaillent ainsi, l’une à la traction, l’autre à la compression.
- Les résultats ont été parfaits, la fabrication est devenue très simple, le vide intérieur est absolument régulier et réglé par la matrice qui les emboutit.
- Cette nouvelle forme a permis de diminuer le poids des générateurs, tout en augmentant leur rendement.
- Un essai de résistance à outrance très curieux a été fait récemment en présence de plusieurs ingénieurs. On à fait chauffer un tube à la température â 900 à iooo° et, dans cet état, au moyen d’une pompe de compression, on a fait monter la pression à 170 atmosphères, sans qu’il y ait eu déformation.
- On a appliqué récemment un générateur de ce type à la traction d’un tramway de la Compagnie des tramways de Paris et du département de la Seine; il circule dans Paris, de la Madeleine à la place Clichy. Ce générateur est-formé par 36-éléments de 0,45 rm de long, reliés deux par deux au moyen d’un coude. Ces 36 éléments, placés sur 6 rangs de 6, sont reliés en tension. L’injection a lieu par la série du bas ; celte disposition permet de maintenir à une température très basse les tubes exposés à l’action directe de la chaleur, La surface de chauffe de ce générateur est de 4 mètres carrés. A cause de la légèreté de ces appareils, on a pu transformer en automotrice cette voiture très légèrement construite. Le poids de tout l’ensemble moteur est de i5oo kilogrammes, eau comprise.
- Grâce à un amortisseur, la vapeur d’échappement sort absolument sans bruit; et, grâce à la surchauffe qu’elle possède encore, elle sort invisiblé. La cheminée étant parfaitement dissimulée, il est impossible de reconnaître,
- au premier coup d’oeil, le mode de traction de cettë voiture.
- L’expérience semble prouver que le charbon pilé donne les meilleurs diaphragmes pour cuves électrolytiques, mais il est difficile de l’employer sous forme de cloison verticale; il faut donc l’entourer d’une enveloppe. Or, du côté de l’anode presque toutes les matières sont attaquées, tandis que du côté de la cathode une toile métallique peut résister, du moins dans l’électrolyse des solutions salines.
- M. Liénard a eu l’idée de placer les électrodes horizontalement, l’anode à la partie supérieure. Cette disposition permet de n’avoir qu’une seule toile métallique, qui sert de support à la matière constitutive de la cloison. Pour favoriser le dégagement des gaz formés, l’anode est constituée par une série de bâtons de charbon de cornue plongeant verticalement dans le bain, suffisamment rapprochés les uns des autres et maintenus dans des trous d’une cloison en bois. La toile métallique est repliée sur elle-même en forme d’accordéon, de manière à ne présenter que des parties inclinées sur l’horizontale pour le dégagement de l’hydrogène.
- Un appareil ainsi construit peut résister pendant longtemps à l’usure.
- Nous donnons page 541 un extrait du discours prononcé par M. E. Solvay à l’inauguration de l'Institut de physiologie qu’il vient de fonder à Bruxelles. Pour montrer le but poursuivi par le généreux donateur, citons quelques passages d’une lettre qu’il a adressée à l’admi-nistrateur-inspecteur de l’Université :
- . « Je consacrerai une somme de deux cent mille francs à l’érection d’un Institut de physiologie et au perfectionnement de l’outillage scientifique actuellement employé à l’enseignement de cette science.
- « Le bâtiment sera érigé par mes soins au parc Léopold, en contiguïté de l’Institut Solvay, que je compte y faire construire.
- « L’organisation intérieure des deux Instituts sera absolument distincte.
- a Le personnel tant' dirigeant qu’enseignant sera, autant que possible, le même dans les deux Instituts, afin de faire produire à cet ensemble scientifique le maximum d’effet utile.
- « Il serait organisé par l’Université dans l’Institut universitaire, outre les cours actuellement prévus par la loi, des cours pratiques de chimie physiologique et de physique médicale comprenant Pélectrophysiqlogie. Ces cours seraient obligatoires et donneraient lieu à examen. Leur organisation serait telle qu’ils permettraient à la totalité des étudiants en médecine d’accéder aux études pratiques de la physiologie, spécialement au point de vue chimique et physique.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- a Ces mesures ont pour but non seulement de perfectionner renseignement universitaire en général, mais aussi de former un certain nombre de chercheurs aptes à se vouer à des travaux de laboratoire approfondis, et de permettre à ces élèves d’élite d’effectuer dans un laboratoire spécial de l’Institut universitaire des recherches de physiologie.
- « Les élèves ainsi formés à la pratique de ces recherches ou les docteurs ayant terminé leurs études pourront trouver ensuite à l’Institut Solvay l’occasion d’appliquer leurs connaissances à des recherches d’un ordre plus spécial ».
- Plusieurs confrères racontent l’anecdote suivante qui prouverait que l’électricité peut rendre quelquefois des services en voyage
- - Dans son voyage en Egypte, Werner von Siemens était monté avec quelques compagnons sur la grande pyramide et y avait entrepris des expériences sur l’électricité atmosphérique. Les observations se poursuivaient depuis quelque temps déjà, quand la pensée vint aux Arabes que l’on faisait là œuvre de sorcellerie; leur inquiétude augmentant, ils mirent les savants en demeure de quitter la pyramide. Voyant que leurs objurgations ne produisaient aucun effet, ils entreprirent de les expulser de vive force.
- « Je m’établis alors au point le plus élevé du monument, dit von Siemens, et chargeai ma plus forte bouteille de Leyde au moment où le chef de la bande venait me saisir la main pour tenter de m’arracher du poste que j’avais choisi. A ce moment critique, j’approchai la tigé de mon condensateur à un centimètre de son nez. L’effet de la décharge dépassa tout ce que je pouvais en attendre. Le fils du désert, dont les nerfs n’avaient jamais été soumis à pareille épreuve, tomba à-la renverse comme s’il avait été foudroyé; mais, poussant un hurlement, il se releva comme enlevé par un ressort et, en un instant, il s’éclipsa de notre voisinage, suivi par tous ses compagnons. »
- Télégraphie et Téléphonie.
- D’après le rapport sur l’Exposition de Chicago, le service téléphonique des États-Unis occupait en 1893 9970 employés avec 232 140 abonnés et 440 793 milles de fil; en 1881 il occupait 1481 employés avec 47880 abonnés et 29 714 milles de fil.
- New-York possède maintenant 2660 kilomètres de canalisation électrique souterraine, qui contiennent 02400 ki-
- lomètres de fils télégraphiques et téléphoniques et 2090 kilomètres de conducteurs pour l’éclairage électrique produit par 6790 lampes à arc et 268000 lampes à incandescence
- D’après The Electrician la ligne téléphonique entre Berlin et Cologne (5oo kilomètres) vient d’être mise en service. La taxe est de 1,25 fr. par trois minutes de conversation. Les communications urgentes devant passer avant les autres sont soumises à une taxe triple de là précédente.
- A la Conférence postale australienne, tenue à Wellington, on vient de discuter les divers projets formulés pour la pose d’un câble entre l’Australie et l’Amérique du Nord. Le projet qui a rencontré la plus grande faveur est celui qui fait partir le câble de Bundaberg (Queensland), et lui fait suivre la route de Samoa, Honolulu et Vancouver. C’est le projet qui trouverait le plus facilement l'appui des nations intéressées, la Grande-Bretagne, le Canada, les Etats-Unis, la France et l’Allemagne. Toutefois, un télégramme de Washington annonce que le gouvernement des Etats-Unis déclare qu’il ne pourrait prêter son appui à la pose d’un câble transpacifique qui n’atterrirait pas sur le sol des Etats-Unis.
- The Electrician raconte qu’un officier anglais, M. Harrington, a découvert dans l’Inde une ligne téléphonique! en service entre deux temples, à Panj, séparés par une distance d’un kilomètre et demi. Il paraîtrait que ce système fonctionnerait à Panj depuis plus de 2000 ans.
- On peut faire remarquer à ce propos que les égyptolo-. gués ont trouvé des preuves convaincantes de l’existence, de communications par fils entre quelques temples des premières dynasties égyptiennes; mais que ces lignes aient servi à des transmissions téléphoniques, télégraphiques ou autres, c’est ce que l’on n’a pu découvrir.
- Le câble sous-marin de Marseille-Tunis-Bizerte a été reçu définitivement par rAdministration des postes et télégraphes, le 17 février dernier, après essais contradictoires faits par les ingénieurs de l’État et ceux de la maison Grammont.
- On a constaté une amélioration du conducteur au point de vue de l’isolement. C’est un nouveau succès pour l’industrie française.
- Imprimeur-Gérant : V. Nory.
- Imprimerie de La Lumière Electrique. — Paris, 3i, boulevard des Italiens,
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- La Lumière Electrique
- Journal universel d’Électricité
- 31, Boulevard des Italiens, Paris
- Directeur : D' CORNÉLIUS HERZ
- XVI- ANNÉE (TOME Ll) SAMEDI 24 MARS 1894 N“ 12
- SOMMAIRE. — Le développement technique des communications téléphoniques ; Vartore. — Nouvel alternateur de la Compagnie de l’Industrie électrique:,A. B. — Détails de construction des machines dynamo; Gustave Richard.
- — Notes sur l’industrie électrique aux Etats-Unis ; E.-J. Brunswick. — Chronique et revue de la presse industrielle : Théorie et projet des dynamos à courant constant, par M. Henry S. Carhart. — Piles Shroeder. — Préparation électrothermique d’un nouveau sulfure de carbone, par von Lengyel. — Télégraphe Tyer pour chemins de fer. •— Charrue électrique à trolley. — Canot électrique. — Le nouveau câble télégraphique du tunnel du Saint-Gothard. — Revue des travaux récents en électricité : Méthodes d’essai des propriétés magnétiques du fer, par Gisbert Kapp. — Instrument pour la détermination des courbes d’induction magnétique, par Lewis T. Robinson.
- — Condensateur à cylindres non coaxiaux, par M. F. Lori. — Sur le calcul des coefficients de self-induction et la propagation du courant, dans un cas particulier, par M. A. Potier. — Variétés : Du rôle de l’électricité dans les phénomènes de la vie animale, par E. Solvay. — Faits divers.
- LE DÉVELOPPEMENT TECHNIQUE DES COMMUNICATIONS TÉLÉPHONIQUES
- L’excellent organe du Bureau international de Berne consacre une bonne part de sa revue de 1893 à l’examen de là situai ion des réseaux téléphoniques des différents pays. D’après le Journal télégraphique l’exploitation par l’Etat est une condition essentielle du progrès en matière de téléphonie; l’énoncé catégorique de cette opinion ne contient peut-être pas cependant toute l’explication de l’extraordinaire inégalité du développement de la téléphonie dans les diverses nations. La simplicité de la conclusion énoncée ne saurait la faire admettre sans restrictions, et l’exemple de l’Allemagne ne constitue même pas une preuve décisive qui dispense de plus amples explications.
- En Allemagne le nombre des abonnés est de 1,72 par mille âmes de population; en Suisse le même nombre proportionnel est de 5, et il atteint 5,62 en Suède.
- C’est donc avec raison que le Journal télégraphique convient qu’il « est juste d’ajouter que, par rapport à la population, la Suisse et bien plus encore la Suède dépassent de beaucoup les résultats obtenus sur les réseaux allemands. »
- La Suède et la Suisse sont en réalité à peu près les deux seuls pays d’Europe où la téléphonie n’a pas été en butte aux suspicions gouvernementa-
- les qu’elle a presque partout ailleurs rencontrées. C’est aux efforts de l’initiative privée, abandonnée à ses propres ressources, que revient dans ces états ljhonneur du développement de la téléphonie. L’usage qu’ils font d’appareils anciens et de lignes imparfaites rend, paraît-il, un peu médiocre la qualité des transmissions; mais cet inconvénient est-il assez marqué pour faire oublier l'avantage des communications à bon marché et l’avance acquise sur les pays voisins?
- L’exemple de l’Amérique est d’ailleurs, etdans le même sens, tout aussi probant et aussi décisif.
- L’ « American Bell Téléphoné C° », desservant à elle seule plus d’abonnés que toutes les autres administrations et compagnies du monde réunies, exerce en Amérique un monopole de fait dont l’extension fait autant d’honneur à l'initiative et à la législation américaines que de honte aux routines du vieux monde. Car les concitoyens de Graham Bell ont su tirer de suite parti de son invention sans léser ses droits. Ce détail topique fait d’emblée saisir comment le nouveau monde est hors de pair et de comparaison dans la statistique.
- Dans la plupart des vieux pays la téléphonie venait empiéter sur le domaine gouvernemental des communications publiques; elle a réussi à se laisser tolérer. Les législations Aie peuvent s’inquiéter d’examiner ni de distinguer si elles se trouvent en présence d’une invention quel conque ou d’une découverte géniale; la distille
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- tion serait subtile et elle présente, il faut en convenir, une vraie difficulté. Dès qu’il y a doute, on se préoccupe généralement de réserver la possibilité d’une confiscation future.
- On sait qu’en France notamment c’est bien ainsi que se sont passées les choses et tout le monde a fait son devoir : les compagnies en développant leur exploitation tout juste assez pour mériter à fin de bail leur rachat prévu, l’état en attendant, ou presque, l’expiration des patentes dont l’achat n’entre pas les usages.
- La prise de possession du réseau de Paris par l’État remonte au rr septembre 1889. Au 3i décembre suivant les abonnés de ce réseau étaient au nombre de 6 255; au bout d’un an, le 3i décembre 1890 il y avait déjà 8 3o6 abonnés; leur nombre à la fin de 1891 était de g653 et il dépasse i3 000, croyons-nous, au début de 1894; soit une augmentation d’environ 100 0/0 au bout de quatre ans.
- Ce magnifique essor de la socialisation des téléphones par l’État français — dont on aimerait à connaître le prix de revient — a malheu-
- reusement été devancé par l’autocratique Allemagne, qui comptait à Berlin plus de 24000 abonnés et dans l’ensemble de l’èmpire 86524 postes au 3i décembre 1892. Il y a donc beaucoup à faire encore pour rattraper le temps perdu ; il est probable pourtant que, parmi les grands pays, nous tenons encore le second rang pour la téléphonie.
- L’Angleterre, en effet, ne figure pas sur le tableau comparatif; elle en est encore au régime mixte de l’industrie privée et des administrations gouvernementales. Les abonnés de tout le Royaume-Uni sont, si nous ne nous trompons, à peine au nombre de 25 000, et sauf quelques exceptions — Liverpool, par exemple, avec peut-être 7000 abonnés — le nombre des postes est faible relativement au chiffre de la population. Le Post Office s’est réservé le monopole des communications interurbaines, laissant l’exploitation de la plupart des grands réseaux à la National Téléphoné C°.
- Mais le fait prépondérant qui se dégage de l’ensemble de la statistique, c’est la nécessité où
- Statistique téléphonique du Bureau de Berne pour l’année 1892
- Pays Nombre . de localités pourvues de réseaux Longueur (eu kilom.) des fils affectés aux communications téléphoniques Nombre de stations d’abonnés publiques Nombro de conversations urbaines et interurbaines , . Moyenne par abonné et par jour
- Allemagne 391 l66 6lO 86 524 242 264 955 7,7
- Autriche 61 8 53o 2 283 1 797 o55 2,2
- 11 49 438 10 622 21 017 596 5,4
- Hongrie H 6 796 2 991 8 379 585 7,7
- 9 1 079 964 1 5io 918 4,3
- Belgique 4 1 947 453 417 167 2,6
- — .12 i3 000 7 528 1 756 238 0,7
- France 207 82 484 23 339 20 774 885 2,5
- Luxembourg 49 1 973 1 113 1 594 629 3,9
- Pays-Bas |5 i 581 4 054 7 171 274 4,9
- Russie.. 18 6 ior 2 253 3 i53 56o 3,9
- I I 15 437 5 162 7 711 087 4, >
- Suède 288 29 528 12 447 28 187 426 6,3
- 178 35 617 i5 211 23 5i6 241 4,3
- Suisse..... i35 32 836 14 610 8 138 160 1,6
- Tunisie ri 378 179 170 5oo 2,6
- Australie méridionale.. 7 3 41 r 8o3
- Cochinchine I i3 18 —
- Indes britanniques.... 254 2 677 484 — _
- .... 4 1 240 ] oo3 1 587 340 4.4
- Japon 4 5 204 1 528 3 191 917 7,1
- Nouvelle-Zélande 22 3160 3 811 25 698 0,1
- Sénégal 2 68 46 21 i85 1,3
- Victoria 11 3 oo5 2 426
- American Bell Tele-
- phone G” 85o 5oo 000 256 ûoo 600 000 000 6,5
- se trouvent actuellement les gouvernements de tous les pays d’adopter une solution nette, soit qu’ils laissent la téléphonie se développer à
- l’abri d’une législation libérale, soit qu’ils assument la responsabilité et la charge de l’exploitation. Il n’est plus au pouvoir de personne de
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- refuser davantage à la téléphonie de jouer son rôle dans le développement des relations publiques.
- Au surplus, le développement de la téléphonie rencontre déjà dans les grands centres des difficultés d’ordre matériel dans l’application ; nous voudrions essayer d’en faire connaître la nature et la portée, tout en complétant sur quelques points nos publications antérieures relatives au matériel technique.
- Le premier fait qui a frappé les directeurs de réseaux téléphoniques, c’est l'accroissement extrêmement rapide au début du nombre des communications de chaque abonné, à mesure qu'augmente l’importance du réseau; cet accroissement — au dire des spécialistes et pour les réseaux de 3ooo à 5ooo abonnés — marche encore sensiblement comme le carré du nombre
- des abonnés. Si la même loi empirique devait se maintenir pour l’exploitation des réseaux de l’avenir, où l’on prévoit dès à présent jusqu’à 3oooo et 5oooo abonnés, il y aurait de ce fait des craintes sérieuses à concevoir. Observons cependant que les données de la statistique sur ce point sont plutôt rassurantes et n’indiquent pas une loi bien nette d’accroissement; il y aurait au contraire, semble-t-il, tendance vers un maximum de l’usage que chaque abonné fait de son téléphone....?
- En supposant que la probabilité de cette indication se maintienne, toute la difficulté du problème se résumera dans l’agencement et la construction d'un poste central de téléphones de très grande capacité, soit de 3oeoo à 60000 lignes. La nécessité de la centralisation en un point unique pour chaque ville n’est en effet
- rig. i. — Diagramme des communications par le commutateur multiple américain.
- plus guère contestée aujourd’hui et l’obligation d’assurer aux abonnés les relations interurbaines depuis leur domicile rend ce besoin plus impérieux encore.
- Pourtant, malgré tout ce qui a été écrit jusqu’ici relativement à la possibilité d’extension des commutateurs multiples à 10000 et même i5ooo abonnés, les plus importants appareils de ce genre en service ne desservent pas plus de 6000 lignes.
- Telle est, en effet, la capacité du commutateur multiple américain de la Western Electric C° dont nous avons décrit jadis (*) le fonctionnement, et dont nous reproduisons le diagramme schématique (fig. 1).
- La différence principale qu’il y a, croyons-nous, à signaler dans le montage du modèle construit pour le bureau central parisien de la
- (*) La Lumière Électrique, du 21 nov. 1S91, t. XLII, p. 355 et suiv.,
- rue Guttenberg par la Société de matériel téléphonique consiste dans la suppression de toute liaison à la terre, remplacée par un fil commun dans le bureau; la suppression de la terre est possible sur leréseau de Paris, puisqu’il a l’avantage d’être monté à double fil dans son ensemble.
- Quant au nouveau type de commutateur multiple de la Western Electric C° dont nous avons donné en même temps la description (]), il a reçu dans sa forme-d’application à l’Exposition de Chicago diverses modifications de détail dont l’exposé offre un certain intérêt.
- Les figures originales (fig. 2 et 3) indiquent, l’une le parcours et les appareils d’une ligne d’abonné dans le bureau, l’autre les organes utilisés par les opérateurs du bureau pour effectuer les liaisons des abonnés; comme nous l’avons toujours fait jusqu’ici, nous résumerons
- (') La Lumière Electrique, du 21 nov. 1891, t. XLII, p. 36o et suiv.
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- par un unique diagramme schématique tout l’ensemble du système des communications à l’aide de ce type nouveau du commutateur
- multiple à embranchement de la Western Electric C°. Les figures 4, 5 et 6 indiquent en élévation et en coupe la disposition du meuble
- Thtra Sech'cn
- Secona Sechon
- Annunciâ ton
- Protectons M*m D/St. Boârd
- Answering PJut
- 5uscnbers Cn<3
- BRIOCIt/C PL UC
- Fig. 2. — Commutateur multiple à embranchement de la Western Electric C°. Parcours d’une ligne d’abonné dans le bureau, appareils et fiches.
- Fig. 3. — Commutateur multiple à embranchement de la Western Electric C". Organes de mise en communication d’un opérateur.
- contenant la série complète des jacks généraux du poste, c’est-à-dire d’une section complète du commutateur multiple desservie en ccc par trois
- opérateurs; la largeur totale de la section est de 1,76 m. (69 3/8'pouces). Elle reçoit pal* les anhon-ciateurs individuels (blanks), les appels de 240
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- abonnés, avec autant de jacks individuels (sous , les rangées signais) ; elle est pourvue en D et E de 45 appareils'de relations (fiches F, clés d’écoute E et d’appel D, fig. 6) et possède aux rangées marquées signais 120 jacks de renvois accessoires.
- La figure 7 représente la constitution du jack-double prise de courant sans rupture du système à embranchement, et l’on voit à la droite de la figure 2 la fiche de liaison (bridging plug): lorsqu’une fiche est enfoncée dans un jack
- (comme la fiche answering plug, fig. 2) la partie métallique A de la fiche communique à l’un des fils de la double corde (faisant contact avec le ressort E; le second fil est relié à la partie métallique G (qui réunit les parties G et H du jack pendant la liaison) ; enfin la fiche possède une troisième partie métallique, la bague isolée B qui sert à faire communiquer les ressorts D et F pendant les communications. Expliquons de suite que cette disposition particulière assurant la fermeture d’un circuit local au travers
- Fig. 4, 5 et 6. — Commutateur multiple à embranchement de la Western Electric C”. Élévation et coupe d’une section complète.
- d’un second enroulement dont l’annonciateur individuel de l’abonné est muni (annonciateur A, fig. 2), produit la disparition automatique du signal, le relèvement automatique du volet de l’annonciateur par le seul fait de l’introduction d’une fiche d’opérateur dans l’un de ses jacks.
- Dans ce type du nouveau multiple, on a conservé pour l’appel des abonnés, l’emploi des générateurs magnétiques (magnéto calls), actionnant les annonciateurs A. Un opérateur percevant l’appel introduit une fiche (answering plug) dans le jack individuel de l’abonné, et, abaissant sa clé d’écoute A, il communique avec lui par : l Eabde, téléphone h, condensateur/,
- k l b' H X (diagramme figure 7 et figures 2 et 3). Averti de l’abonné demandé, l’opérateur touche avec l’extrémité de sa fiche (de gauche sur le diagramme, de droite sur le schéma) la partie externe G' du jack de celui-ci. S’il perçoit un toc dans son téléphone, c’est qu’il y a quelque part une fiche déjà introduite dans un autre jack du même abonné, les parties G' et IT communiquent ensemble et par D' et F' avec la pile d’essai 7t'; c’est que par conséquent l’abonné est en communication.
- Lorsqu’au contraire l’opérateur ne perçoit pas de toc, la ligneest libre, et l’opérateur, après avoir introduit la fiche, appelle l’abonné en manœu*
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- vrant la clé C, le met en relation avec l’appelant par dn N H V et / k x M E l' et se retire en relevant sa clé d’écoute A dès qu’ils commencent à causer. L’annonciateur de fin de conversation est en dérivation (enroulement de 2 600 o>) entre letd sur des lignes reliées pendant la durée des conversations et fournit le signal voulu à la fin de celle-ci; le relèvement de cet appareil se fait
- Fig- 7- — Diagramme schématique des communications par commutateur multiple à embranchement de la Western Electric C°.
- automatiquement quand l’opérateur s’assure en écoutant dans son téléphone que la conversation est bien terminée.
- Les figures 9 et 10 indiquent la disposition de l’annonciateur à relèvement automatique et voici son mode de fonctionnement. Le courant
- d’appel de l’abonné agissant dans l’enroulement O détermine l’attraction de l’armature A et le soulèvement du levier d’enclenchement D; l’armature A' abandonnée à elle-même s’incline et
- Fig. g et 10. — Annonciateur à relèvement automatique.
- prend la position de la figure 10, en soulevant le volet P. Lorsqu’ensuite l’introduction d’une fiche d’opérateur ferme le courant d’une pile locale sur l’enroulement R, l’armature A' est
- Fig. 8. Jack, sans rupture, du commutateur à embranchement de la Western Electric C°.
- attirée et renclenchée automatiquement, le volet P revient à sa position de repos.
- L’emploi dans le nouveau type à embranchement des annonciateurs à relèvement automatique constitue une simplification de manœuvre très appréciable; il permet en outre de mettre les annonciateurs hors de la portée des opérateurs et de rapprocher davantage, au contraire, les jacks généraux. Nous avions précédemment insisté sur la suppression de toute rupture de contact dans le fonctionnement des jacks du
- nouveau système à embranchement ; les modifications d application que nous décrivons ne lui enlèvent point cet avantage, qui continue d’en être une propriété caractéristique.
- Pour compléter l’exposé des commutateurs multiples en service, il nous reste à donner une idée du type créé par l’administration officielle anglaise du Post Office pour le service de ses lignes interurbaines et des réseaux des villes importantes dont elle a l’exploitation.
- Le diagramme schématique ci-après (fig.11)
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- des postes des abonnés et des appareils de liaison est destiné à rendre plus suivie la description des divers éléments du système.
- La ligne de chaque abonné (venter) est reliée dans le bureau central à un relais indicateur R
- qui fait connaître à tout instant si la ligne est ocupéeounon; l’indicateur est en fait un petit relais non polarisé à longues bobines enroulées à 1000 (o de résistance et muni d’une aiguille indicatrice polarisée etpivotée à l’extrémité d’un
- aimant permanent. Les trois positions de l’aiguille font connaître l’état, de la ligne :
- L’aiguille déviée à gauche indique ligne occupée.
- Fig. 12. — Diagramme du poste téléphonique d’un abonné (renter) desservi par le Post Office anglais.
- L’aiguille à droite est la position normale, la ligne étant libre,
- L’aiguille pendante ou oscillante correspond à l’appel de l’abonné.
- Chaque abonné en relation avec le bureau
- possède une batterie reliée à son poste de telle façon que tant que ses téléphones récepteurs sont accrochés aux crochets de suspension p un courant est maintenu dans la ligne (diagramme, figure 12).
- C’est ce courant permanent c-p qui maintient à
- Fig. i3. — Trou de jack du système du Post Office.
- droite l’aiguille indicatrice du relais de l’abonné au bureau tant que sa ligne est libre ou inoccupée.
- L’abonné appelle le bureau en décrochant le téléphone t de droite de son poste; cette manœuvre interrompant le courant permanent, l’aiguille indicatrice prend la position verticale.
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- La figuré i3 représente l’une des prises de courant au moyen desquelles s’établissent dans le bureau les communications de chaque ligne.
- Ces prises de courant ne comportent aucune interruption sur le parcours de chacun des deux fils l, 4 d’une ligne qui se ramifie dans les diverses sections du commutateur multiple. Indépendamment des deux ressorts de contact principaux 4 et /2, chaque prise de courant E comporte ,deux ressorts isolés s et s' qui communi-
- Fig. 44. — Insertion de deux fiches dans deux jacks y d’une même ligne du Post Office.
- quent entre eux à l’état de repos par l’intermédiaire d’une cheville rivée à l’un d’eux et reposant sur l’autre; cette cheyille traverse sans les toucher les ressorts 4 et 4-Les ressorts s et s' et leurs chevilles font partie d’un fil de court circuit qui empêche l’insertion simultanée de plusieurs fiches de prise de courant dans les divers trous d’une même ligne.
- La figure 14 indique l’effet produit par l’insertion simultanée de deux fiches dans deux trous ou jacks d’une même ligne, et la figure i5 l’interruption résultant de la double liaison d’une même ligne.
- Fig. ]5. — Interception d’nne communication par l’établissement d’une autre liaison (Système secret du Post Office.
- Les fiches ordinaires de liaison (fig. 16) qui relient les orises de courant de deux abonnés différents pendant leur conversation communiquent par paire à l’aide d’un double cordon flexible. L’insertion de chacune relie respectivement L! et S d’une part et L2 et S' d’autre part.
- Mais.avant d’établir une communication, l’employé' doit d’abord s’informer de la demande de l’abonné appelant; le diagramme figure 17 indique la disposition des appareils de l’opéra^
- teur et la fiche spéciale à quadruple contact figure 18 dont il se sert.
- Dès qu’il est informé de l’abonné demandé par l’abonné appelant, l’employé fait l’essai de la ligne voulue en y insérant une fiche spéciale, fiche d’essai (fig. 19). Celle-ci s’introduit dans une prise de courant sans interrompre là communication des ressorts •S avec S', grâce à la double face isolée qui relie alors ceux-ci, tandis que les ressorts 4 et 4 communiquent par les
- Fig. 16. — Fiche à double contact du Post Office
- deux conducteurs de la fiche d’essai avec un indicateur polarisé monté à 1000“ de résistance.
- Si l’indicateur dévie à gauche, la ligne est occupée, et l’indicateur peut rester en circuit et avertir l’employé dès que la ligne sera libre, c’est-à-dire dès que la déviation passera à gauche. Une fois la ligne libre, l’opérateur substitue sa fiche (fig. 17 et 18) et appelle l’abonné demandé en envoyant sur la ligne de celui-ci, au moyen de sa batterie d’appel (diagramme, fig. 17
- NON POL? INOIC? RELAY
- OPERATOR’S
- Calu no
- Fig. 17. — Diagramme des organes d’un opérateur du Post Office.
- et 12) un courant de même sens que le courant permanent qui la parcourait déjà.
- L’appel de l’abonné demandé par le bureau central se fait par l’intermédiaire d’un relais représenté par les figures 20 et 21. Un électroaimant M est monté sur une plaque de laiton ; ses noyaux dépassant les bobines sont reliés par une pièce transversale en laiton. Un axe a monté sur pivots entre les bobines porte à sa partie inférieure le levier du relais T, et la
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- partie supérieure l’armature A, dont les extrémités sont situées de part et d’autre des noyaux de l’électro-aimant. Les contacts en platine de l’extrémité du levier T se déplacent entre les vis de contact réglables b et c. Normalement, la tension du ressort s maintient le levier contre le contact isolé b (en ivoire), malgré le passage dans les bobines du courant permanent. Mais le courant d’intensité supérieure envoyé par le bureau central détermine l’attraction de l’armature, fait toucher le levier T contre le contact c et ferme le circuit local de la sonnerie.
- Fig. 18. — Fiche d’opérateur du Post Office.
- Quand l’abonné demandé a répondu à l’opérateur du bureau, les fiches ordinaires de liaison (fig. 16 et diagramme 12) sont mises en place et y demeurent jusqu’à la fin de la conversation des deux abonnés : le signal de cette fin de conversation est donné automatiquement par la déviation à droite des indicateurs des abonnés quand ceux-ci rétablissent le courant permanent en raccrochant leurs téléphones récepteurs.
- Lorsque, par inadvertance, un abonné oublie
- lement la facilité que donne la fiche d’essai de rester en attente sur les lignes reliées pour avertir de l’instant où elles redeviennent libres; cette propriété intéresse surtout les liaisons interurbaines, où la continuité de travail des lignes est de toute importance.
- Dans son ensemble l’étude des appareils commutateurs téléphoniques centraux frappe surtout par la simplicité pour ainsi dire rudimentaire de leurs éléments essentiels. Cette impression ne doit cependant pas faire perdre de vue la complication pratique résultant du nombre des éléments principaux (jacks généraux) répétés de section en section dans le type multiple. Cette
- Fig. 19. — Fiche d’essai du Post Office.
- de raccrocher ses récepteurs, l’opérateur du bureau attire son attention au moyen d’un « ronfleur »; c’est une petite bobine d’induction avec interrupteur dont il se sert pour envoyer sur la ligne des courants interrompus qui font résonner fortement les téléphones récepteurs de l’abonné.
- Les ingénieurs du Post Office sont d’ailleurs préoccupés de grouper les divers éléments de leur système de façon à en rendre la manoeuvre aussi simple et aussi rapide que celle des autres systèmes; il n’y a évidemment aucun obstacle de principe qui s’oppose à ce desideratum, que justifient assurément plusieurs particularités intéressantes; Il y a lieu de retenir tout spécia-
- répétition est caractéristique du type multiple, dont elle constitue le principe essentiel; elle ne dérive aucunement par une sorte de multiplage d’un type reconnu insuffisant, et le passage d’un genre à l’autre a partout exigé une réfection totale et non une transformation. C’est là une constatation de fait qui ne semble pas avoir toujours été bien comprise et dont il convient cependant de faire ressortir l’importance; car c’est l’accroissement inévitable du nombre même des jacks généraux qui a limité jusqu’à présent l’extension du type multiple et qui fait la complication actuelle du problème des communications des grands centres.
- Vartoriî.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- NOUVEL ALTERNATEUR
- DE LA COMPAGNIE DE L’INDUSTRIE ÉLECTRIQUE
- La machine que nous allons décrire présente quelques dispositions nouvelles dont les résultats pratiques ont confirmé l’heureuse application.
- M. Thury, dans la construction des machines dites unipolaires à courant continu, ayant be-
- soin d’un champ inducteur excessivement intense pour arriver à obtenir la force électromotrice nécessaire avec quelques conducteurs seulement, avait réussi à le produire en employant des pièces inductrices très massives excitées au moyen d’un seul enroulement inducteur. Frappé des avantages qu’il en avait retirés, il résolut d'appliquer cette disposition à une machine à courants alternatifs.
- Dans les machines unipolaires, les dérivations
- Fig- i — Alternateur de la Compagnie de l’Industrie électrique.
- magnétiques d’un pôle au pôle contigu sont supprimées, puisqu’ici tous les pôles d’un même côté de l’induit sont de même signe et toutes les lignes de force engendrées dans l’inducteur doiveht passer par l’enroulement induit pour compléter leur circuit.
- Un autre avantage est la diminution, dans une large mesure, des pertes dues à l’hvstérésis. Ces pertes sont surtout marquées dans les machines ayant du fer dans l’armature; car, d’un côté, il y a l’hystérésis engendrée par le changement rapide de polarité qui se produit par le
- passage devant les pôles successivement de nom contraire, et, d’un autre côté, le courant alternatif parcourant les différentes bobines induites produit sous ces bobines une aimantation changeant de sens pendant une révolution deux fois plus souvent qu’il y a de bobines induites. Ces deux pertes s’ajoutent et sont la cause la plus importante du rendement réduit de la plupart des alternateurs.
- Dans le cas d’un champ magnétique de direction invariable, ces causes de pertes sont fortement atténuées.
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- Ces considérations décidèrent M. Thury à étudier et à faire construire l’alternateur à fer tournant que nous allons décrire (fig. i, 2 et 3).
- Une dynamo basée sur ce principe fut construite sur la demande de M. Weber pour l’étude des hautes fréquences au Polytechnicum de Zurich. Les résultats. obtenus furent très favorables et une première application industrielle faite à des machines de 275 kilowatts destinées à la station centrale de Turin. Le succès qui a couronné cette tentative hardie a été aussi complet que possible sous tous les rapports.
- L’inducteur de ce nouvel alternateur de la
- Compagnie de l’Industrie Electrique se compose d’un tore en acier coulé à section en U (fig. 2 et 3) dans l’intervalle duquel est placé l’enroulement inducteur unique.
- La masse inductrice est convenablement divisée pour éviter la production des courants parasites.
- Les conducteurs induits sont disposés en bobines fixées sur l’une des jambes de l’U en regard de la partie mobile de la machine.
- Nous avons donc deux enroulements fixes, l’un inducteur, l’autre induit, et la seule partie mobile destinée à produire les variations de flux magnétique indispensables pour créer la force
- — Inducteur.
- électromotrice se compose d’une couronne dentée en acier coulé dont les dents viennent se placer entre les jambes de l’U. Le nombre de dents est naturellement déterminé dans chaque cas par le nombre de périodes à obtenir et la vitesse angulaire de la machine.
- Cette couronne est coulée d’une seule pièce pour faciliter l’équilibrage. On peut donc atteindre de grandes vitesses sans craindre de dislocations.
- Grâce à l’enroulement inducteur unique dont nous avons indiqué les effets avantageux, la puissance absorbée par l’excitation est faible et ne varie qu’entre des limites très étroites ; que l’on marchât à vide ou à pleine charge, la puissance absorbée pour l’excitation était de moins de un demi pour cent, et l’augmentation
- nécessaire pour l’excitation de vide à pleine charge n’était que de i5 0/0. Cette faible variation peut même être encore atténuée, ainsi que les essais l’ont prouvé.
- Grâce aussi à la grande valeur atteinte par le champ inducteur, les pertes par résistance intérieure ainsi que la self-induction sont réduites au^minimum.
- Ces machines remplissent ainsi les conditions nécessaires au couplage en parallèle, ce qui est de la plus haute importance pour le travail des stations centrales, où l’on ne saurait atteler une machine sur chaque circuit séparé sans être obligé d’avoir autant de machines de réserve qu’il y a de circuits.
- Pour établir les conditions de fonctionnement du nouvel alternateur au point de vue du cou-
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- plage en parallèle, des expériences ont été faites avec deux alternateurs de 275 kilowatts. Les deux machines en expérience étaient entraînées séparément, l’une par une turbine, et l’autre à volonté par une turbine ou par une machine à vapeur.
- Dans le premier essai, les deux alternateurs menés chacun par une turbiné et tournant à la même vitesse furent excités séparément, puis leurs phases concordant, on les coupla sans difficulté. On commença alors à fermer le distributeur de l’une des turbines, et à mesure que le distributeur se fermait, un courant compensateur passait d’un alternateur à l’autre et les maintenait en concordance. Enfin, le distributeur fut complètement fermé et l’alternateur continua à tourner comme moteur synchrone en entraînant sa turbine.
- Dans le deuxième essai, la machine à vapeur fut substituée à l’une des turbines, et l’on obtint les mêmes résultats.
- Dans le troisième essai, le couplage se fit aussi facilement à excitation inégale des alternateurs.
- Enfin, le quatrième essai fut fait avec les machines en charge : le couplage se fit avec la même facilité, même sans mise en phase préalable bien exacte. Le débit de l’un des alternateurs fut graduellement ramené à zéro, et les deux machines purent être couplées et découplées sans qu'on pût constater aucun trouble dans les appareils placés en circuit.
- Ces alternateurs se couplent donc avec la plus grande facilité et sans l’emploi de charges artificielles.
- En résumé, ce nouvel alternateur se caractérise par les propriétés suivantes :
- Faible dépense d’excitation ;
- Faibles pertes par hystérésis, courants de Foucault et résistance intérieure ;
- Absence de contacts mobiles résultant de la fixité des deux enroulements ;
- Construction mécanique robuste permettant d’atteindre de grandes vitesses périphériques ;
- Rendement atteignant pour des machines puissantes 97 0/0 au point de vue électrique et 93 0/0 au point de vue industriel.
- Enfin, facilité de réglage et de couplage en parallèle.
- La marche absolument silencieuse de cet alternateur, jointe à toutes les propriétés énu-
- mérées ci-dessus lui assureront certainement un large débouché, surtout pour les stations centrales, où il sera appelé à remplacer des. types antérieurs qui sont loin de présenter tous les avantages équivalents.
- Sur le même principe, la Compagnie de l’Industrie Electrique a étudié des alternateurs polyphasés dont la disposition est des plus heureuses.
- A. B.
- DÉTAILS DE CONSTRUCTION
- DES MACHINES DYNAMO (*)
- Le fonctionnement de la distribution par accumulateurs de J. Trumpy est (fig. 5g) le suivant.
- Quand le potentiel augmente dans le circuit L l2, l’électro r, attirant son armature ra, ferme
- Fig. 5g. — Distribution par accumulateurs Trumpy (1894).
- le contact r.Lrb sur le circuit de W4, qui attire son armature W, et ferme, aux contacts à mercure v4, le circuit de la dynamo m et de l’électro-aimant d'. Cet électro attire alors le disque/, calé sur son axe / (fig. 60) pendant que le moteur le fait tourner par son plateau d, de sorte que l’arbre l se met à tourner de manière à faire, par sa vis sans fin lt, pivoter le secteur /2 et son bras ht dans un sens tel que son contact
- (*) La Lumière Électrique, 17 mars 1894, p. 509.
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- p, tournant de gauche à droite, diminue le nombre des accumulateurs s en circuit. Dès que le potentiel a repris en /, t2 sa valeur normale, r laisse retomber son armature assez pour rompre le contact r3 et arrêter le moteur m.
- Figr. 60. — Distribution par accumulateurs Trumpy.
- Détail de l'embrayage.
- Quand le potentiel diminue, l’électro r, lâchant tout à fait son armature, ferme le contact r2 de manière que W4 ferme en vx le circuit du moteur m et dè l’électro b', lequel, entraîné en sens contraire de d, par son plateau b, fait tourner par/,
- Fig. 61 àC3. — Distribution à trois fils Kingdon (1893).
- l’arbre t en sens contraire de son mouvement précédent, de manière que le commutateur h ajoute des accumulateurs au circuit au lieu d’en retrancher, jusqu’au rétablissement du potentiel à sa valeur normale.
- L’arbre t porte un disqùe g, pourvu d’une en- »
- coche g7, ordinairement enclenchée par le cli» quet i : dès que l’électro-aimant z ferme l’un des contacts r2 ou r3, l’électro / déclenche la roue g,
- Fig. 64et 65. — Tableau de distribution Mansfield et Rohrer (Compagnie Thomson-Houston, 1891U893).
- et permet au moteur de tourner. En outre, le disque^ porte un balai g3 et un galet g3, à dashpot
- I g
- Fig. 66 et 67, — Fiche Mansfield et Rohrer.
- v, qui, dès sa mise en rotation, feffnent le circuit du moteur parle contact supplémentaire i>2! ou y3, et le maintiennent fermé, même si lé
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- contact se rompt en r2 ou en r3 pendant au moins un tour de g, au bout duquel, l’encoche g7, se présentant de nouveau sur le galet, il n’y retombe pas aussitôt, parce qu’il est retenu par son dashpot. Si, en ce moment, l’un des contacts r2r3 est rompu, le moteur m s’arrête après avoir fait un tour, ce qui correspond exactement au passage du bras h d’une touche à l’autre du commutateur, de sorte que l’action de r se produit sûrement, même pour de très courtes variations du potentiel en lt et i2, pourvu, bien entendu, que les électros W3 W4 et* soient suffisamment sensibles.
- M. Kingdon a récemment proposé, pour les distributions à trois fils, l’emploi d’une dynamo à quatre pôles disposés comme l’indique la
- Fig. 68. — Distribution triphasée de Rice. (General Electric G0, 1893).
- figure 61, par paires de pôles adjacents de même nom, et non pas alternés comme d’habitude, et à quatre balais, dont deux, Bt et B2, reliés avec les câbles positif P et négatif Q du circuit à trois fils P R Q. Les deux autres balais bt et b2, au même potentiel, sont reliés au troisième fil R, compensateur ou neutre.
- Avec une dynamo ordinaire (fig. 62) on peut s’arranger pour que les balais opposés B4 B2 aient un potentiel différent par exemple de 100 volts de celui des balais bl b2, puis les relier ensemble, ainsi que bl avec b2, de manière à transformer la dynamo (fig. 61) qui marche, par exemple, à 200 volts 100 ampères, en une dynamo (fig. 62) à 100 volts 200 ampères.
- La disposition de M. Kingdon présente sur le dispositif classique de Hopkinson (fig. 63) a l’avantage de n’employer qu’une seule dynamo au lieu de deux.
- On peut avec la disposition (fig. 60) introduire en M! et M2 des résistances variables, qui permettent de régulariserindépendamment les différences de potentiel entre bt b2, B2 et Bj.
- Le tableau de distribution de MM. Mansfield et Rohrer représenté par les figures 64 et 65 suppose les génératrices D, D\D3..., accouplées en quantité sur les barreaux O O', reliés aux feeders (a, b, c, d) (G, D, F), avec commutateurs S, S', S2, ampèremètres A, A', A2, et coupe circuits automatiques B, B', B2..., rhéostats régulateurs R, R', R2... sur les inducteurs en dérivation, et ampèremètre A3 sur le retour commun en O1, indiquant la totalité des courants.
- Si la charge normale est dépassée, les coupe-circuits automatiques B, Bj, B2... interrompent
- Fig. 69. — Distribution triphasée Moody (General Electric C°, 1893).
- le circuit; mais on peut, par les leviers L', L2, L3... manœuvrés simultanément par H, mettre B, B' et B2 en court circuit, de manière que, une fois l’excédent de charge disparu, les dynamos D, D', D2... fonctionnent de nouveau en se redistribuant leur part de la charge normale. Sans cela, il serait impossible de refermer les coupe-circuits B, Bj, B2... tant que la charge totale reste supérieure à celle que peut fournir normalement l’une des dynamos.
- Les prises ce courants rj, r2, r3 permettent de vérifier le potentiel de chacune des dynamos au moyen d’un voltmètre V, avec fiche P, que l’on y insère, puis de régler en conséquence les rhéostats R, R', R2... Les figures 66 et 67 représentent le détail d’une fiche P. Les deux torons de son câble C' aboutissent aux pitons p, correspondant aux trous des plaques de contact K
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- et K', et la fiche porte un troisième piton p2, à trou H2, empêchant de relier autrement qu’il ne le faut le voltmètre aux prises de courant, ou d’en intervertir les connexions.
- Fig. 70. — Distribution triphasée Bell (General Electric C°, i8g3).
- Dans la distribution triphasée de Rice (fig. 68) la génératrice triphasée G, à excitatrice séparée E, envoie, en a, b, c, par le transformateur sectionné T des courants triphasés de haute ten-
- Fig\ 71 à 73. —Impédances Elihu Thomson (1893).
- sion au transformateur T', à primaires P, P, P, et à secondaires S, S, S, qui distribuent, par les feeders M, N et O, des courants triphasés de basse tension aux circuits l, /, l.
- M. Moody envoie le courant de sa génératrice triphasée G E dans les primaires P d’un transformateur T (fig. 6g) reliées en A, ou en série,
- avec secondaires à haute tension groupées en Y. En effet, avec la disposition en A, quand le courant est maximum dans l’une des branches, il se répartit également dans les deux autres en quantité, ce qui permet d’employer les conducteurs les plus minces possibles pour les grands débits; tandis que, avec la disposition en Y, ou en étoile, la différence maxima P des potentiels entre les deux extrémités de l’une quelconque des branches est donné, en fonction de celle p
- Fig. 74 et 75. — Commutateur Knight (Compagnie Thomson-Houston, 189.3).
- entre deux quelconques des conducteurs de la ligne, par l’expression
- ce qui permet d’employer pour le secondaire des fils plus gros qu’avec la disposition en A.
- Inversement, et pour les mêmes raisons, le primaire D' de T' est disposé en Y, et son secondaire S'en A. On a représenté ce secondaire alimentant de courants triphasés à basse tension les lampes L, les moteurs synchrones M, M', à excitation séparée E', et lamoteur non synchronisé M2.
- La dynamo triphasée A, de M. Bell est (fig. 70) conjuguée par sa transmission H avec un transformateur C, dont l’armature D est dis-
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- posée pour être menée par les courants de a reçus en b. Ces courants, rectifiés en E, excitent à la fois les inducteurs F du transformateur et ceux A' de la dynamo A. Au départ, le transformateur est mis en mouvement par la transmission H ou par un accumulateur K. Quant à la régularisation du circuit O, elle s’opère au moyen de résistances inductives M,M',M", avec enroulements opposés, reliées respectivement en d, d, d aux trois fils de O, et en e, e, e au transformateur A' mesure que l’intensité augmente dans le circuit, les résistances e, e, e diminuent, de manière à augmenter l’excitation
- Fig. 76 à 80. — Fonctionnement du commutateur Ivnight.
- de A', et réciproquement, comme avec une dynamo compourtd.
- Chacune des impédances M, M', M" peut être, comme l’indique la figure 71, composée de deux enroulements : l’un,C, sur le corps lamellaire fixe I, et l’autre, C', sur le noyau lamellaire I2, mobile dans I : ces enroulements de même sens étant intercalés dans le circuit, par B B, en quantité ou en série, on voit que leurs effets se contrarient à mesure que l’on tourne C' dans C par II, jusqu’à s’annuler quand C' devient perpendiculaire à C. Il en résulte qu’il suffit de conjuguer trois de ces appareils par des pignons d P, P], P2 (fig. 73) et de les intercaler dans les trois fils de O pour en assurer la régularisation simultanée.
- Le commutateur Knighl représenté par les
- figures 74 à 80 a pour objet (fig. 76) de permettre, sur un circuit à potentiel constant L, L\ de grouper à volonté les deux moteurs M et M', par exemple, les deux dynamos d’une locomotrice, tantôt en série, tantôt en parallèle.
- Ce commutateur se compose d’un bras C, couvrant les touches r1, r2... à résistances R, de deux lames /' couvrant à la fois en touches et les contacts //', et d’un bras FI, le tout fixé sur un plateau O.
- En figure 74, le commutateur est ouvert et le circuit des deux moteurs rompu. En figure 76, au départ, les moteurs sont reliés en série avec interposition de toutes les résistances, suivant le circuit (L, M, c, R, r', C, r.", R', d, M', L'), de
- Fig. 81. — Pynamoteur. Barnett (1892).
- sorte que le démarrage s’opère graduellement. En figure 77, les résistances sont supprimées.
- En figure 78, l et? arrivent sur r',ri, C : restant encore sur c, d, de sorte que le courant se bifurque en deux circuits : l’un, comme précédemment, par les moteurs en série, et l’autre, par (L, 1, ?,rl, R', c', C, /, 2, L'), sensiblement
- égalisés, pour une vitesse moyenne des moteurs, par le réglage des résistances R et R', et, par conséquent, se neutralisant sur le bras C, qu’ils traversent en sens contraires, de sorte, qu’en fait, les moteurs ne reçoivent leurs courants qu’au travers des résistances R et R'. Ces moteurs sont alors reliés, à la fois, en multiple sur ces résistances, et en série entre eux, mais par une connexion traversée d’un courant très faible, de sorte que, lorsqu’on rompt cette dernière liaison, en passant de figure 78 à figure 79, il ne s’y produit pas d’étincelles.
- En figure 79, les moteurs sont reliés en parallèle par ces résistances; en figure 80 ces résistances sont supprimées.
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- Le moteur de M. Barnetlest (fig. 81) constitué par deux armaturesconcentriques A et A', conjuguées par le train d’engrenages II, I, H1, de manière que leurs inductions mutuelles et leurs commutations, par les balais F et F , tendent à les faire tourner également et en sens contraires. On peut prendre comme poulie motrice G, G', ou celle de I.
- L’ingénieuse disposition des moteurs polyphasés de MM. Kelly et Chesney est facile à saisir sur le schéma figure 82.
- Fig. 82 et 83. —Moteurs polyphasés Kelly et Chesney (1893).
- Elle se compose de deux alternomoteurs identiques A et B, dont les inducteurs . l F reçoivent de M et de N des courants déphasés de 90°. L’armature A est alimentée par N, et B par M. de manière que leurs phases diffèrent autant que possible de 1800 de celles de leurs champs G et D, c’est-à-dire, s’accordent pour que leur torque soit le plus grand possible. Les maxima des couples de rotation de A coïncident avec les minima de ceux de B, et leur somme est constante.
- Si l’on veut avoir des potentiels différents aux inducteurs et aux armatures, on peut éviter les transformateurs; en induisant les courants
- des armatures par les inducteurs mêmes, par exemple, (fig. 84) en enroulant les secondaires P sur les inducteurs, puis en fermant ceux de A par l’armature de B, et réciproquement.
- Les grands transformateurs à haute tension de M. Swampcoll sont (fig. 84) enfermés dans une boîte pleine d’huile B, à tasseaux V, V, V, maintenant le noyau lamellaire M W', qui entoure le primaire P, P.,, et le secondaire S S, avec sa partie centrale M', enroulée par le secondaire bien isolé SS. Le primaire à fils fins est en deux sections Pj et P2, séparées par un
- Fig. 84 à 87. — Transformateurs Elihu Thomson (1893).
- isolant I2, et séparées de. S, S par I; en ou tre, ces sections sont enroulées en diagonale, comme l’indiquent les hachures, de manière à en séparer le plus possible les bornes a et b, et le noyau M est profilé de manière à s’en écarter en/,/, d’autant plus que le potentiel y croît davantage.
- Ces précautions permettent d’employer sans danger des tensions très élevées.
- En figure 86 et 87, les deux enroulements primaire et secondaire sont divisés en sections nombreuses : S à Sü7 P' à PUy entre lesquelles l’huile peut circuler librement, avec isolants I, très épais, et soutenus en I2 par des isolants perforés pour ne pas gêner la circulation de l’huile. Cette dernière construction convient pour les transformateurs les plus puissants.
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- On peut, comme l’indique la figure 88, réunir ces transformateurs, aux sous-stations, en batteries T, T... enfermées dans une maçonnerie
- Fig. 88. — Batterie de transformateurs E Thomson (1893).
- B avec huile C, circulant automatiquement suivant le trajet P, D, P', grâce au refroidissement continuel de D par un tuyau d’eau W.
- Fig. 89 et 90. — Transformateur à huile E. Thomson (1893)
- Le transformateur représenté par les figures 8g et 90, a son noyau T, avec circuits primaire et secondaire G, maintenu dans son enveloppe métallique A par les tasseaux en bois W, W, et le bouchon B, surmonté d’un socle en porce-
- laine D, pour recevoir les plombs fusibles et les connexions relevées aux prises de courant R, R. Un bouchon P permet de vider l’huile qui baigne le transformateur et qui l’isole de son enveloppe, en même temps qu’elle lui transmet sa chaleur, qui se dissipe par le rayonnement.
- Le noyau du transformateur Johnson et Phillips est(fig. 91) constitué par des bandes À et B, assemblées par des boulons isolés D et C et sur les montants A A desquels on enfile, avant leur assemblage avec B B, le primairè, puis le secondaire, montés sur des bobines concentriques
- Fig. 91 à 94. — Transformateurs Johnson et Pillips (1893).
- E et F. La boîte en fonte G, remplie d’huile, est pourvue de canaux II ; ouverts a ux deux extrémités, et provoquant la circulation de l’huile, qui s’y refroidit par rayonnement , ainsi qu’en masse, par les ailettes I. Les connexions se font en K, L, accessibles par le couvercle M.
- MM. Parsons el W il lis enferment leurs transformateurs dans une auge C (fig. g5), pleine d’huile disposée, au fond d’une tranchée, dans une seconde caisse A, avec joint en caoutchouc A'. Les plombs fusibles et les connexions primaires et secondaires sont abrités dans des boîtes latérales E et E, avec prises de courant E2 E2, sur les câbles du transformateur, en C2 et C'. Les câbles du circuit s’amorcent par les
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- tubes D D', pourvus au besoin d’ailettes rayon- i On sait que, dans les distributions par trans-nantes ou d’une circulation réfrigérante. ! formateurs, la perte par réchauffement de ces
- Fig. 95 et 96. — Transformateurs Parsons et Willis (1893).
- 0 0 £ 6 0
- Fig. 97. — Distribution par transformateurs Geipel (1893).
- appareils est plus considérable en faible charge qu’en pleine marche, et que l’on peut atténuer cette perte en coupant du circuit un nombre de
- transformateurs proportionnel â la diminution du travail de ce circuit.
- Le dispositif de M. Geipel représenté par le
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- schéma (fig. 97) permet d’effectuer facilement cette régularisation.
- Les transformateurs CjC.;.... ont, intercalés dans leurs circuits primaires, des électros A4 A2.... et, dans leurs secondaires, des commutateurs CiC2.... actionnés par AjA2.... non pas directement mais au moyen des solénoïdes-relais D3 D4.... qui, suivant qu’ils sont excités ou non, ferment ces commutateurs, ou les laissent s’ouvrir par les ressorts F.
- Lorsque le circuit primaire Pt ou P2 est ouvert par les commutateurs Ej ou E2, qui peuvent se manipuler, par exemple, à la station centrale, les électros A! A2.... lâchent les commutateurs G C2..,. qui ouvrent les circuits secondaires. Par exemple, la rupture du primaire P, par E! coupe les transformateurs Bt et B2 du secondaire S, tandis que les transformateurs B2 et B4 continuent, si E2 reste fermé, à alimenter S.
- On voit que ces opérations peuvent s’effectuer de la station centrale, sans l’emploi d’un circuit spécial ou de relais locaux.
- Gustave Richard.
- NOTES SUR L’INDUSTRIE ÉLECTRIQUE
- AUX ÉTATS-UNIS (1)
- Recueillies au cours d’une Mission du Ministère du Commerce (septembre 1 Sg3)
- Chapitre 5. — Exposition de Chicago.
- 1. Coup d'œil général. — L’Exposition universelle était réellement l’exposition de « l’immense ».
- Immense était l’emplacement, immenses étaient les proportions des bâtiments.
- Comme architecture, tous les styles étaient associés, témoignant, en général, d’un véritable effort artistique. D’ailleurs les souvenirs de l’Exposition de 1889, amplifiés comme il convientau nouveau monde, ne manquaient pas dans la plupart des palais.
- Le soleil et le lac Michigan étaient les ornements naturels, non des moindres, de la World’s Fair, accommodant fort bien la couleur uniforme
- (l) La Lumière Electrique du 17 mars 1894, p. 520.
- qui lui a fait donner le nom de « Ville blanche». Si le lac ne pouvait manquer, le soleil était parfois remplacé par un orage torrentiel spécial à la région ; alors le touriste trouvait l’aspect d’autant plus lamentable qu’il était obligé de franchir des océans de boue sans aucun moyen de locomotion. A vrai dire, l'absence de transports commodes à travers la trop grande étendue de l’Ex'position est une des causes de la mauvaise humeur témoignée dès le début par beaucoup d’Européens habitués au confort des tramways Decauville et autres.
- Comme résultat final, l’impression de fatigue laissée par le séjour à la World’s Fair ne pouvait être absolument effacée auprès du public ni par le succès final ni par le nombre prestigieux des entrées durant les dernières semaines (plus de 700000 dans une journée en septembre).
- Si les palais considérés isolément étaient assez réussis, la perspective générale était défectueuse; nulle part l’œil ne retrouvait le groupement harmonieux, la merveilleuse ordonnance de l’Exposition de 1889, et malgré l’espace, les palais semblaient se gêner les uns les autres.
- 2. — L'énergie électrique à l’Exposition.
- Le palais de l’électricité, style de la renaissance espagnole mitigé de corinthien (dit le catalogue officiel), couvrait un espace rectangulaire de io5 mètres de large sur 210 mètres de long, partagé symétriquement par deux allées en croix de 35 mètres de large; la hauteur de la nef était de 3o mètres. Un premier étage formant galerie suivait les bas côtés; enfin à chaque angle de, l’édifice s’élevait un pavillon.
- La puissance employée à la production de l’éclairage électrique était d’environ 12000 chevaux; en outre, l’énergie fournie à des moteurs électriques pour differents usages était dé 3000 kilowatts, chiffre auquel il convient d’ajouter 3000 kilowatts pour le service du railway électrique dit « intramural ».
- Les moteurs à vapeur employés étaient presque tous du genre Corliss (Bail, Armington, Mac Intosh), dont une machine de 2000 chevaux.
- 11 y avait en outre un moteur type pilon à triple expansion de 2000 chevaux.
- L’installation des chaudières était particulièrement remarquable.
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- . Elle ne comprenait pas moins de 52 unités fournissant la vapeur à la pression de 8,5 à 9 kilogrammes par centimètre carré. Le chauffage se faisait au pétrole. Une simple manœuvre de robinets suffisait pour mettre les chaudières en action, aussi toute la chaufferie était-elle peinte au blanc émail comme l’extérieur des palais et, spectacle rare, les chauffeurs étaient tout de blanc habillés.
- Les chaudières vaporisaient 340 tonnes par heure en consommant 25 tonnes de pétrole par heure également.
- La lumière était répandue à profusion en tant que service public, sans compter nombre de pièces de réclame: colonnes et enseignes lumineuses, théâtres scéniques, etc. Les colonnes lumineuses changeantes ainsi que de grands zigzags simulant les éclairs étaient constitués par quantité de lampes à incandescence qu’un commutateur multiple mû par un petit moteur électrique allumait successivement.
- Enfin il est difficile d’imaginer un éclairage plus féerique, et si les vœux téméraires font le succès des expositions, il n’y a qu’à souhaiter à notre exposition de 1900 d’être mieux illuminée que la Word’s Fair.
- Les unités fournissant la puissance électrique indiquée plus haut étaient nombreuses.
- On comptait, en effet :
- 120 dynamos à arc alimentant environ 6000 lampes.
- 27 dynamos à courant continu représentant ensemble plus de 5000 kilowatts, et alimentant les lampes à arc, à incandescence, les accumulateurs, les fontaines lumineuses (médiocres) et quelques projecteurs;'
- Enfin 14 alternateurs diphasés de chacun 9000 lampes à incandescence (16 bougies, 5o watts),
- 3. Expositions particulières. Observations générales.
- Avant de commencer une revue forcément trop succincte des expositions privées, nous relevons, particulièrement au point de vue des dynamos, quelques principes généralement adoptés par tous les constructeurs.
- En premier lieu, toutes les machines sont pourvues de paliers graisseurs. Le système de paliers graisseurs le plus répandu est le palier à bagues; les coussinets sont munis de métal
- antifriction; à partir de 5o chevaux les coussinets sont montés à rotule dans les paliers. Pour les très petites machines (moteurs — dits éventails — actionnant des petits déplaceurs d’air très usités en Amérique) jusque 3o kilo-grammètres, certaines Compagnies suppriment tout lubrifiant et constituent leur coussinets avec une sorte d’antifriction dénommé « plom-bago ».
- Le bâti est généralement fondu en deux pièces dont les joints sont dressés et boulonnés; les chaises viennent de fonte avec le demi-bâti inférieur 0.
- Fig. 26. — Dynamo en deux parties de M. Raffard
- Au lieu de rechercher les formes carrées dans l’ensemble des dynamos, les Américains assurent la distribution des circuits magnétiques en arrondissant fortement les cçmtours; cette disposition, tout en permettant de réduire la matière au minimum, contribue à donner aux machines américaines l’aspect qui les caractérise.
- Les plaques de fondation sont généralement réduites au strict nécessaire et jusqu’à 60 chevaux les paliers et chaises sont montés en console sur les culasses. On obtient ainsi une rigidité que les longues plaques de fondation ne permettent pas d’obtenir facilement. (*)
- (*) A propos du montage des dynamos avec bâti en deux parties, il est de toute justice de rappeler que cette disposition est due à M. Raffard.
- En iS83, à une époque où le seul type industriel était la classique machine d’atelier, M. Raffard étudia avec succès sa dynamo dite rustique (fig. 26).
- On reconnaît sur la figure le mode de construction que nous signalons et dont tous les constructeurs apprécient aujourd’hui les avantages.
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- Tandis que les principaux constructeurs semblent renoncer à présenter des régulateurs automatiques de champ, tous les systèmes des compagnies de second ordre comportent l’emploi de ces appareils.
- En réalité les types présentés sont très peu nombreux et, suivant la puissance de la compagnie, le nombre d'engins exposés est plus ou moins grand.
- 4. Westinghouse Electric Company. — Le principal emplacement du palais de l’électricité est occupé par les deux sociétés rivales, la General Electric C° et la Westinghouse C°.
- Ces deux expositions offrent les mêmes appareils.
- Tandis que la compagnie Westinghouse présente les appareils illustrant les découvertes de M. N. Tesla, la General Electric répète les expériences bien connues d’Elihu Thomson.
- Parmi les expériences curieuses de Tesla, citons « l’œuf électrique de Colomb ». Un champ tournant est excité, et sur une tablette recouvrant le système inducteur on place un gros œuf en cuivre; les courants induits dans la masse entraînent à la suite du champ tournant l’œuf, qui prend une vitesse accélérée et finit par tourner sur l’un de ses bouts.
- Il nous suffira de citer la nomenclature de l’exposition de la « Westinghouse Electric C° » :
- A. Dans Machinery hall : une station alimentant 129600 lampes de 16 bougies et comprenant :
- i° Commande par courroie : 2 alternateurs diphasés de 750 kw. conduits par 1 moteur Allis de 3ooo chevaux;
- 1 alternateur diphasé de 750 kw. avec 1 moteur Fraser et Chalmers de 1000chevaux;
- 1 alternateur diphasé de 750 kw. avec 1 moteur Mc Intosh-Seymour de 1000 chevaux;
- 1 alternateur diphasé de 750 kw. avec 1 moteur Buckeye de 1000 chevaux;
- 1 alternateur diphasé de 750 kw. avec 1 moteur Atlas de 1000 chevaux.
- 2 alternateurs monophasés de 260 kw. commandés chacun par courroie par 1 moteur Westinghouse de 35o chevaux;
- 20 Commande directe : 6 alternateurs diphasés de75okw. avec chacun 1 moteur Westinghouse de 1000 chevaux;
- 3 excitatrices de 76 kw. commandées directement par moteurs Westinghouse de 100 chevaux;
- Enfin un superbe tableau de distribution pour les alternateurs diphasés, alternateurs monophasés, excitatrices et distribution.
- B. Transmission électrique de puissance, — i° Représentation d’une station génératrice avec circuit de transmission de haute tension et d’une station réceptrice. Celle-là au nord du pavillon de l’électricité et celle-ci au sud.
- (La General Electric C° occupant le milieu du pavillon, les représentations semblables sont à l’est et à l’ouest.)
- La station génératrice expose :
- Un alternateur diphasé de 5oo chevaux, conduit par un moteur électrique;
- Une excitatrice à courant continu de 5 chevaux;
- Un tableau.
- Le courant alternatif fourni par l’alternateur est envoyé à des transformateurs qui élèvent la différence de potentiel pour faire une transmission d’énergie à haute tension.
- Le moteur électrique de 5oo chevaux est un moteur polyphasé Tesla à champ tournant ainsi que le moteur qui entraîne l’excitatrice.
- Le courant qui actionne ces moteurs est fourni par l’usine de Machinery Hall dont nous parlons plus haut.
- 20 Circuit de transmission. — La transmission de haute tension est à 10000 volts et n’offre rien de particulier.
- 3° Station réceptrice.
- i° Transformateurs réducteurs pour basse tension ;
- 2“ Tableau;
- 3° Moteur Tesla diphasé de 5oo chevaux avec transformateur tournant.
- La fonction de ce transformateur est double
- En premier lieu, actionner un moteur qui commande une pompe Worthington et un alternateur Westinghouse de 40 arcs.
- En second lieu, donner du courant continu qui est employé pour ;
- a) Deux moteurs Westinghouse pour railways de chacun 3o chevaux avec simple réduction d’engrenages. Ces moteurs sont équipés sur des trucks Dorner et Dutton.
- b) Un moteur de 60 chevaux commandant un compresseur d’air Sergeant-Ingersoll.
- c) Une dynamo compound pour arcs.
- Cette installation montre toute la souplesse que permet l’électricité pour les transformations d’énergie.
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- Enfin, dans cette même station :
- i° Un transformateur tournant de 60 chevaux à courants diphasés avec transformateurs de réduction et fournissant du courant continu à 5o volts pour la galvanoplastie et l’électrométal-lurgie, la charge d’accumulateurs, etc.;
- 2° Un moteur synchrone diphasé, système Tesla de 60 chevaux.
- Ce moteur est couplé à un alternateur Wes-
- Fig. 27.— Dynamo Westinghouse. Type « Letter ».
- tinghouse à potentiel constant à faible vitesse, employé pour l’éclairage;
- C. Appareils pour railways (section II). — i° Générateur multipolaire à courants continus de 270 chevaux, attelé directement à un moteur compound Westinghouse : 20 Générateur mul-
- Fig. 28. — Dynamo Westinghouse. Type horizontal.
- tipolaire de 400 chevaux commandé par courroie ; 3° Moteurs à simple réduction de 20, 25 et 3o chevaux; 40 Truck Brownell de 6 mètres avec deux moteurs de 3o chevaux à simple réduction, en série, avec coupleur et rhéostat; 5° Truck Stevenson de 5,40 m. avec deux moteurs de 3o chevaux, et appareils comme précédemment ; 6° Une exposition de voltmètres et d’ampèremètres; 70 Une exposition de coupe-circuits, interrupteurs, parafoudres employés pour les railways;
- D. Dans le pavillon des Transports un car Lamokin de 5,40 m. comme ci-dessus;
- E. Dans Machinery hall (Power Plant) un générateur de 720 chevaux pour stations de railways attelé directement au moteur ou du moins dont Xarmature est montée directement sur l'arbre d’un moteur Allis à 90 tours par minute. (Ce chiffre est considéré comme le plus bas obtenu en Amérique.)
- F. Appareils pour lumière à arc et à incandescence (section B) :
- Alternateur Westinghouse de 45o kw. mon-
- Fig. 29. — Dynamo Westinghouse. Type a Elevé »
- (de 60 à 75 kilowatts).
- trant les inducteurs laminés pris dans la masse de fonte des culasses;
- Transformateurs Westinghouse;
- Moteurs et générateurs à courants continus divers;
- Compteurs Shallenberger ;
- Appareillages divers.
- Les figures 27, 28, 29 représentent les schémas d’ensemble des machines dynamo à courants continus constïuites par la Westinghouse C°, jusqu’à 75000 watts; on reconnaît dans ces croquis les formes générales signalées au début du paragraphe.
- Ces machines, à induits en tambour, sont établies depuis 1 kilowatt pour 110, 25oou 5oo volts.
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- Type Lelter (fig. 27). — Réceptrices depuis ^ cheval (2000 tours) jusqu’à i5 chevaux (i3oo
- O
- tours); génératrices depuis 1125 watts (1900 tours) jusqu’à 1 ie5o watts (i3oo tours). Utilisation spécifique : 7,5 w. par kilogramme de matière 0.
- Type horizontal (fig. 28). — Réceptrices depuis 20 chevaux (840 tours) à 3o chevaux (450 tours); génératrices depuis i56oo watts (8j5 tours) à 60000 watts (485 tours). Utilisation spécifique : 8,5 w. par kilogramme.
- Type élevé (fig. 29). — Etabli dans les mêmes conditions d’utilisation depuis 60000 à 75000 watts.
- Au-dessus de ces types, cette compagnie construit des machines multipolaires : 80 kilow.
- Fig. 3o. — Générateurs multipolaires Westinghouse à courant continu.
- (75o tours) à 700 kilow. (390 tours). La figure 3o est un schéma de ces machines. Utilisation spécifique ; 20 watts par kilogramme de matière totale.
- C’est ce dernier type de dynamos que l’on rencontre dans les stations centrales.
- Depuis que la tendance européenne d’accoupler directement les dynamos aux moteurs se répand en Amérique, la compagnie Westinghouse construit des groupes complets dits kodak à vitesse réduite (moteurs Westinghouse et dynamos multipolaires).
- Spécialement pour les grues, ponts roulants, etc., la compagnie a adopté le type Manchester suivant la disposition de la figure 3i. Puissance disponible : 2 chevaux 14400 tours) à 20chevaux (600 tours). Ces moteurs sont enroulés en série
- t‘) Nous entendons par utilisation spécifique le rapport de la puissance disponible nette au poids total de l’engin.
- pour 110 ou 220 volts et peuvent supporter des surcharges triples de la puissance normale.
- Enfin, pour la commande d’outils divers ; perforateurs, compresseurs, et en général toutes les fois que le moteur électrique peut être exposé à l’humidité ou aux chocs, la compagnie Westinghouse emploie son moteur de railway à quatre pôles, dit ironclad, monté sur un socle (voir le chapitre IV, observations générales relatives à la construction des moteurs de railway s).
- L’application du type ironclad aux outils et appareils mécaniques divers est certainement appelée à un grand succès et fera le plus grand honneur aux ingénieurs américains.
- Fig, 3i. —Moteur type Manchester de la C' Westinghouse pour grues, etc.
- En France, il en aurait été probablement tout autre, la routine faisant dédaigner toute tentative d’innovation dans les formes. Résultat : toutes les fois qu’un moteur électrique doit faire partie intégrante d’un mécanisme, on est sûr de voir greffer sur l’appareil l’un quelconque des types consacrés sans souci des conditions particulières du travail ; il y a certainement hérésie., par exemple, à adopter pour les mines des dynamos analogues à celles que l’on emploie dans les stations centrales.
- Alternateurs. — Les alternateurs simples, à grande et à faible vitesse, de la.compagnie Westinghouse sont établis à 2000, 3ooo, 4000 ou 5ooo volts. Puissance : 3o kilowatts- (2000 et 900 tours) à 5oo kilowatts (570 et 400 tours), utilisation spécifique 25 watts par kilogramme de matière totale; coût de l’excitation 5 à 2 0/0.
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- La forme générale (fig. 32) est la même que pour les générateurs multipolaires à courants continus. Les pièces polaires lamellées en tôle douce sont emprisonnées dans la fonte du bâti au moment de la coulée.
- Les alternateurs présentés actuellement sont à 60 périodes par seconde, au lieu de 120 à i5o. Le chiffre de 60 a été adopté pour permettre d’atteindre de basses vitesses sans entraîner en même temps un trop grand poids et un trop grand prix de revient. En outre il est alors possible d’employer dans les villes (où les canalisations peuvent être souterraines), les mêmes
- circuits pour la lumière à arc et la transmission d’énergie; au-dessus de 60 périodes par seconde il se produit, dans ces conditions, des bourdonnements aux lampes à arc.
- La figure 32 montre un alternateur de 25o chevaux employé comme moteur synchrone. Le démarrage est obtenu au moyen d’un petit moteur Tesla à champ tournant de 5 chevaux monté sur le socle même de l’alternateur. L’entraînement du moteur synchrone se fait par friction et le moteur Tesla est désembrayé après le démarrage.
- Le rendement de ces alternateurs est de 88
- Fig. 32. — Alternateur Westinghouse de 25o chevaux pour moteur synchrone.
- à 92 0/0 suivant la puissance du type considéré.
- Les générateurs diphasés de la Westinghouse C° sont de deux types.
- Pour les puissances moyennes (jusque 100 kilowatts), la construction est analogue à celle des alternateurs simples (fig. 32).
- Les générateurs diphasés de 750 kilowatts en service dans l’Exposition sont du second type. La figure 33 montre l’un de ces générateurs, qui consistent en deux alternateurs simples accolés l’un à l’autre et n’ayant qu’un arbre commun. Le nombre des pôles est de 40 et la fréquence de 5o périodes par seconde.
- Un générateur diphasé de ce système de 1000 kilowatts pèse y5 tonnes.
- Comme machines, la Westinghouse C° expose enfin plusieurs transformateurs tournants et les
- moteurs à champ tournant bien connus de Tesla.
- Une belle série de transformateurs complète cette brillante exhibition.
- 5. General Electric C°. — La General Electric C° présente une exposition analogue à celle de la compagnie précédente.
- Nous retrouvons avec un grand développement les procédés de soudure électrique appliqués au forgeage, à la fabrication (genre Arbel) des roues de wagon, à la fabrication des chemises d’acier pour les projectiles, etc.
- La General Electric C° s’est particülière~ment attachée au problème de la locomotive électrique et a fourni à l’exposition de Chicago le matériel nécessaire au chemin de fer intramu-ral.
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- La Baltimore and Ohio Railroad Company a fait construire par la General Electric Ca ses locomotives électriques de 90 tonnes devant développer i5oo chevaux à la vitesse de 25 km. à l’heure et destinées à remorquer les trains sous le long tunnel de Baltimore.
- Le matériel de mines avec application de l’électricité est largement représenté dans l’exposition de la General Electric C° : machines d’extraction, locomotives pour l’intérieur des
- mines, pompes, compresseurs, drills et pics électriques (haveuses), ventilateurs.
- 6. Forgeage électrique de /’Electrical ForgingC” de Boston. — L’Eleclrical Forging C° présente des pièces forgées de toutes formes chauffées électriquement puis matricées (procédé Burton) d’un travail très curieux.
- Le générateur en action était un alternateur de 35 ampères, 1800 volts avec excitatrice séparée.
- Le courant traversait un transformateur dont
- Fig-. 33. »- Alternateur Westinghouse à deux phases. Type de 750 kilowatts.
- le secondaire aboutissait à deux électrodes recevant les mâchoires pour le matriçage ; le courant dans le secondaire est d’environ 8000 ampères.
- Pour faciliter l’agitation moléculaire, M. Burton fait varier pendant l’opération l’excitation du générateur. Cette particularité distingue seule, au point de vue électrique, son procédé des procédés Thomson-Houston. Mécaniquement les pièces obtenues, vis à fer et à bois, boulons, clés, rivets., outillages divers, sont très remarquables.
- 7. Matériel de laBruch Electric C°, Cleveland. — Les machines à courants continus pour in-
- candescence de cette compagnie sont très remarquables au point de vue mécanique : les flasques, les paliers et le socle sont fondus d’une seule pièce ; les noyaux inducteurs sont seuls rapportés.
- Ces machines à 4 pôles sont construites pour ioo-iio volts depuis 2,3 kilowatts (1600 tours) jusque 40 kilowatts (io5o tours) ; l’utilisation spécifique est de 6,5 watts à 12,6 watts par kilogramme de matière totale suivant la puissance. La dépense d’excitation est de 3 à 5 0/0.
- La Ce Brush expose aussi pour son système de distribution en série (arc et incandescence)
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- les machines Brush classiques depuis 1 kilowatt (1450 tours) jusque 3o kilowatts (800 tours).
- Le principal attrait de l’exposition de cette Compagnie est l’alternateur Brush Pfannkuche à induit sans fer. Dans cet alternateur, dont l’enroulement rappelle l’enroulement Ferranti, l’induit est fixe et le système inducteur mobile. Le type présenté à la World’s Fair est le type de 60 kilowatts sous 2000 volts.
- L’induit est divisé en 6 sections occupant chacune 60 degrés. Chaque section se compose d’un enroulement en ruban de cuivre maintenu latéralement par un système de coins et serré dans une mâchoire en maillechort fortement nervée, munie d’évidements dans lesquels se logent les sections. Cette couronne est divisée en deux parties suivant un diamètre vertical, permettant de sortir complètement l’induit de la machine sans déranger aucune autre pièce. Pour donner plus de solidité au système les éléments s’emboîtent'les uns dans les autres, les coins latéraux des sections étant alternativement à rainure et à languette. L’épaisseur de l’induit complètement monté est de 14 millimètres. Toutes les sections de l’induitsont en série, et grâce aux bornes auxquelles aboutissent respectivement les éléments, l’un quelconque peut être shunté ou mis en court circuit pour remplacement ou vérification. L’armature pèse au total 100 kg.; la manœuvre de chaque moitié est donc très aisée.
- L’arbre (0,10 m. de diamètre au plus fort) supporte les deux flasques en fonte munies chacune de 12 noyaux inducteurs en acier doux; les polarités des inducteurs sont alternées. Toute cette masse pesant plus de 800 kg. forme volant et de plus l’action de la force centrifuge est contrariée lorsque l’alternateur est chargé.
- Voici quelques renseignements complémentaires sur les dimensions du type de 60 kilowatts sous 2000 volts :
- Chute de différence de potentiel entre o et 40 amp. 12 0/0.
- Diamètre des flasques.............. 0,675
- Poids des deux flasques........... 475 kilos.
- — 24 noyaux............... 154 —
- — du fil inducteur............... 200 —
- Vitesse 110 tours par minute.
- Largeur de la poulie............... o,35o m.
- (Le type de i5o liw. a une vitesse de 600 tours par minute.)
- E.-J. Brunswick.
- (A suivre).
- CHRONIQUE ET REVUE
- DE LA PRESSE INDUSTRIELLE
- Théorie et projet des dynamos à courant constant,
- par M. Henry S. Carhart (').
- Suppression des étincelles.
- Si l’on suppose que l’armature est bien symétrique tant au point de vue électrique qu’au point de vue magnétique, et que les balais ont une largueur convenable de contact avec le collecteur, les conditions nécessaires pour n’avoir pas d’étincelles aux balais sont bien connues.
- L’auteur rappelle tout d’abord la cause de la production des étincelles aux balais lorsque ceux-ci sont placés dans le plan neutre et la nécessité de les déplacer un peu en avant, de façon à ce que le champ induise dans la section en court circuit une force électromotrice convenable pour contrebalancer celle de self-induction, et de plus déterminer dans la section un courant local égal à celui qui traverse chaque moitié de l’induit.
- Dans le cas qui nous occupe d’une machine à courant constant le champ inducteur nécessaire pour obtenir ce résultat est approximativement le même, quelle que soit la section mise en court circuit par le balai et l’avance de celui-ci sur le plan neutre. Il faut donc tout d’abord que l’induction, en chaque point du champ, depuis le plan neutre jusqu’à la partie située à 90? de ce plan, soit sensiblement uniforme de façon à ce que l’acccroissement de la force électromotrice induite par le champ inducteur dans la bobine en court circuit soit toujours le même. Pour vérifier ce fait expérimentalement, l’auteur fit exciter séparément une dynamo pouvant tourner en court circuit avec un très grand angle de calage des balais, sans donner lieu à aucune étincelle. Si on laisse la machine en circuit ouvert, en déplaçant les balais en avant, les étincelles augmentent avec chaque déplacement. L’induction à laquelle sont soumises les bobines induites produit dans ce cas un courant très intense dans les bobines en court circuit, courant que la force électromotrice de self-induction ne peut pas abaisser suffisamment comme lorsque
- (') La Lumière Electrique du 17 mars, p. 532.
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- la machine s’excite elle-même et travaille dans les conditions normales. Nous verrons plus loin d’autres raisons.
- L’uniformité de l’induction paraît donc nécessaire. La machine à courant constant de Statter est construite d’après ces idées. Les pièces polaires sont taillées en différents points de leur surface de façon à ce que la densité du flux de force entrant dans l’armature sous un angle donné soit constante. Ordinairement il est possible, avec des machines de ce genre bien construites, de déplacer les balais, pour faire varier la différence de potentiel, d’un angle considérable sans introduire d’étincelles. Néanmoins, l’uniformité dont on vient de parler n’est nullement nécessaire, et l’on peut arriver aux mêmes résultats par d’autres procédés.
- Dans la première méthode décrite plus haut le champ inducteur s’affaiblit lorsque les balais sont déplacés en avant, par suite de la mise hors circuit d’une partie des ampères-tours inducteurs. L’induction se trouve ainsi réduite à la valeur nécessaire en chaque point sans changer l’angle des balais entre eux. Dans ce cas l’armature doit être autant que possible saturée.
- Ce système a l’avantage d’être très économique, surtout aux faibles charges, à cause de la mise hors circuit d’une partie des inducteurs; mais il exige un mécanisme assez compliqué pour obtenir le mouvement convenable des balais.
- Le second procédé décrit plus haut consiste à diminuer l’angle des parties des balais entre elles à mesure qu’on se rapproche du centre des pièces polaires. En premier lieu, ceci a. pour effet de diminuer le temps du renversement du courant, mais il diminue en même temps le nombre de spires dans la ou les bobines comprises entre les deux partie de chaque balai double. La réduction de cet intervalle de temps augmente la self-induction de chaque spire à cause de l’accroissement du taux de la variation du courant dans la bobine en court circuit, mais cette augmentation est contrebalancée par la réduction du nombre de spire mis en court circuit par le balai double.
- La self-induction totale pendant la commutation reste donc sensiblement constante.
- Lorsque les balais se déplacent en avant, la diminution de l’angle des deux parties de chacun
- d’eux diminuant le nombre de spires comprises entre ces deux parties, abaisse en même temps le champ inducteur total dans ces bobines pendant la commutation à la valeur convenable pour supprimer les étincelles. C'est pour cela que l’angle des deux parties de chaque balai doit varier en sens inverse de l’induction dans une section ne l’induit mise en court circuit aux différents points du champ, la présence des pôles de l’armature réduisant l’induction à la valeur nécessaire. Ce point est donc une complication et nécessite une étude expérimentale.
- Dans le troisième type l’angle des deux balais est constant et le champ n’est pas affaibli par la mise hors circuit, pour les faibles charges, de quelques sections des inducteurs. Les pièces polaires ne sont plus taillées de façon à maintenir l’induction uniforme. Toute l’attention est portée sur l’épaisseur des pièces polaires de manière à éviter une inutile concentration des lignes de forces vers les portions centrales. 11 est également désirable d’éviter que les cornes polaires soient trop minces, pour en éviter la saturation. Dans l’ancienne machine Sperry, que l’auteur a étudiée très soigneusement, les pièces polaires sont nettement coupées en deux. Le champ est, comme on le sait, à quatre circuits et les cornes polaires sont développées. Les machines de ce genre donnent de violentes étincelles lorsqu’on les excite séparément et qu’on déplace les balais le circuit extérieur restant ouvert.
- L’induction autour de l’armature n’est pas uniforme, mais les étincelles sont faibles pour les positions des balais correspondant au courant normal. Les balais frottent sur trois lames du collecteur.
- Dans ces machines l’induction à laquelle chaque bobine est soumise lorsqu’elle est en court circuit n’est pas la même dans les différentes parties du champ inducteur, mais diminue lorsque les balais sont déplacés en avant, le courant étant maintenu constant. Avec une bobine d’exploration et deux petits balais frottant, comme on l’a vu plus haut, l’un sur un anneau de cuivre isolé, et l’autre sur un de fibre, portant un contact, le circuit étant maintenant fermé sur un galvanomètre shunté, et les deux balais auxiliaires fixés aux deux balais principaux, mais isolés, les déviations obtenues
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- sont les suivantes et restent les mêmes à pleine charge et sans charge.
- Dtlvtntions (2 lûmes) Déviations (3 lûmes)
- 26 63,3
- 24 56
- 22 49
- 20 41
- 18 34
- 16,5 32
- 13,5
- 12,5 28
- io,5
- Les deux séries de chiffres correspondent la première au cas où les balais frottent sur deux lames du collecteur et la seconde à celui de trois lames.
- La vitesse n’était pas la même dans les deux séries d’observations.
- La bobine d’exploration était donc un peu sujette à une diminution d’induction lorsque les balais se rapprochent du centre des pièces polaires.
- Une série d’expériences fui faite avec une machine Gramme de 3 à 4000 watts construite pour l’Université du Michigan en 1876-77 et a donné des résultats différents. Les mesures étaient faites en attachant au balai supérieur un troisième balai et en prenant la différence de potentiel entre ce balai et l’autre balai principal pour différentes positions dans le champ. On obtient ainsi l’induction à laquelle sont soumises les bobines induites aux différents points du champ à la même distance des deux lames du collecteur en communication avec le balai.
- La table suivante contient les nombres obtenus dans une série d’observations.
- Courant Différence de potentiel entre les balaisprincipaux Différence de potentiel entre le balai principal et le troisième
- 9,5 *91 4,9
- 9,5 170 5,4
- 9,5 145 5,5
- 9,5 127 6r2
- 9,5 111 6,5
- 9,5 77 7,7
- 9,5 62 7,8
- 9,5 54 7,7
- 9,5 47 7,4
- Dans ce cas l’induction croît constamment avec l’avancement des balais. Mais dans ces machines le genou de la caractéristique correspond à environ i3 ampères, tandis que dans l’autre
- machine il correspond à 7 ampères. La réaction d’induit dans cette machine pour un débit de 10 ampères est généralement plus faible que dans les autres machines.
- Cela résulte de ce fait que dans une machine Gramme donnant 10 ampères un accroissement de courant dû à la diminution de la résistance extérieure est toujours accompagné d’une augmentation de la différence de potentiel entre le balai principal et le troisième balai.
- Avec une machine Sperry de dix foyers, au contraire, ainsi qu’avec les machines semblables à champ saturé, un accroissement de courant, les balais restant immobiles, diminue la différence de potentiel entre le balai principal libre et le balai auxiliaire. La raison en est que lorsque le champ est saturé sans que l’armature le soit,
- une augmentation de courant n’accroît qu’insen-siblement le champ inducteur, tandis qu’elle augmente la réaction d’induit qui abaisse la différence de potentiel totale ainsi que la différence que nous considérons.
- Si au contraire le champ n’est pas saturé et si l’armature est faiblement magnétique, une augmentation de courant produit un plus grand accroissement du champ que la réaction de l’induit.
- La même machine Gramme donnant 18 ampères, une augmentation de l’intensité donne lieu cette fois à une diminution des différences de potentiel considérées. La réaction de l’armature est alors relativement plus grande que l’accroissement du champ inducteur. Néanmoins cette machine montre très bien les propriétés du mode de réglage par avancement des balais avec l’abaissement de la charge sans avoir plus
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- d’étincelles dans une position que dans une autre. Ceci montre clairement que la suppression des étincelles exige simplement en pratique que l’induction soit uniforme sous le balai.
- Pour déplacer les balais automatiquement on se sert de l’effet de la réaction' d’induit. Ce fait est mis clairement en évidence en construisant la courbe représentant en ordonnée les valeurs de la différence de potentiel entre le balai positif et le troisième balai mobile. Ce sont les mêmes données que celles qui ont servi à tracer les courbes de la figure i. La courbe de la figure 2 présente en B vers i8o° une partie à pente très faible correspondant au balai négatif.
- Le même phénomène se reproduit aussi à l’origine. Les courbes correspondant aux différentes charges présentent le même effet dans le voisinage des pôles de l’armature dont la réaction, en ces points où la courbe est presque horizontale, paralyse le champ. Les pôles de l’armature dispersent donc en partie les lignes de force du champ inducteur et il ne reste qu’un flux suffisant pour induire une force électromotrice capable de contrebalancer la force contre-électromotrice de self-induction et de produire un courant ayant la valeur normale au moment où la section en court circuit quitte le balai.
- (A suivre) F. G.
- Piles Shroeder (1893).
- MM. Shroeder proposent d’employer comme électrodes électropositives des plaques formées d’un alliage de
- 99 o/o de zinc,
- 12 de plomb,
- 6 d’aluminium.
- Dans les piles à faible courant, pour télégra^ phes, sonneries, etc., il faut moins d’aluminium et de plomb que pour les piles à grand débit; il faut aussi moins de ces métaux quand les plaques sont laminées à haute pression. Pour une pile Bunsen employant de l’acide sulfurique à 1,22 et de l’acide nitrique de densité 1,48, à la température de 3o à 5o°, on emploiera avantageusement, avec un laminage à très haute pres-
- sion, un alliage de
- Zinc............. 98,6
- Plomb............ 1,3
- Aluminium........ 0,1,
- réduits en feuilles munies, percées de nombreux trous, amalgamées, empilées, puis réunies
- en une plaque sous une forte pression. On peut aussi employer, par exemple, avec une pile Bunsen à acide sulfurique de densité 1,15, acide nitrique de densité 1,4, et marchant de 10 ou 25°, un
- alliage de
- Zinc............... 96,6
- Plomb.............. o,i
- Aluminium........... o,o5
- Amalgame de barium.. 0,01
- Manganèse........... 0,01
- Fer,................ 0,07
- Mercure............. 2,16
- Cet alliage est formé en plaques sous une pression de 800 kilogrammes par millimètre carré, puis amalgamé. G. R.
- Préparation électrothermique d’un nouveau sulfure de carbone, par von Lengyel (*).
- En faisant agir l’arc électrique sur la vapeur de sulfure de carbone, on arrive à décomposer partiellement ce sulfure de carbone en ses éléments, en même temps qu’il se produit un nou-
- Fig. 1. — Action de l’arc électrique sur la vapeur de sulfure de carbone.
- veau composé répondant à la formule G3 S2, c’est-à-dire un disulfure tricarbonique.
- Nous empruntons à l’auteur le schéma de son appareil formé d’un ballon communiquant avec un plus grand ballon au milieu duquel par des tubulures ad hoc, on dispose deux baguettes de charbon de cornue (fig. 1).
- Le ballon communique avec un réfrigérant ascendant pour le retour des vapeurs. On a fait jaillir pendant plusieurs heures l’arc électrique avec une tension de 70 volts et une intensité de 10 à 40 ampères; l’arca un aspect assez particulier déjà examiné en 1882 par MM. Jamin et Maneuvrier (2), les extrémités du charbon sont très brillantes, l’arc qui les relie est presque obscur; les parois se recouvrent d’un dépôt noir et le liquide est troublé par ce dépôt.
- (*) Berichte, t, XXVI, 1893.
- (‘-) Comptes rendus, 1882.
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- Le sulfure de carbone a pris une très mauvaise odeur. On le filtre pour le débarrasser des matières solides et on lave celles-ci sur un filtre avec du sulfure de carbone : les liqueurs filtrées sont colorées en rouge; on les laisse séjourner six à huit jours sur du cuivre pour enlever le soufre dissous. On évapore ensuite à froid par barbotage d’air sec. On arrive ainsi à chasser le sulfure de carbone; il reste alors un liquide rouge, dont l’odeur est insupportable, D — 1,27, insoluble dans l’eau, soluble dans l’alcool; son analyse lui assigne la formule G3 S2, la chaleur le transforme en une matière noire : on arrive à la distiller dans le vide vers 6o°, mais avec for-
- mation de matière noire, il tache la peau en noir; il se combine au chlore, au brome en donnant C3 S2 Br6. Pour 100 grammes de sulfure de carbone on a obtenu en trois heures près de 3 grammes de produit. A. R.
- Télégraphe Tyer pour chemins de fer (1893), Cet appareil a pour objet de permettre aux différents postes de signaux d’une gare de communiquer entre eux par le moyen de quadrants à aiguilles actionnées non par des courants alternatifs, mais par des courants discontinus toujours de même sens.
- Le récepteur est, dans chaque appareil, dis-
- Fig. 1, 2 et 3. — Télégraphe Tyer.
- posé en A, avec son quadrant, et le transmetteur en B, à la partie inférieure.
- Lorsqu’on pousse, puis qu’on lâche le bouton G, le levier E, ramené par le ressort F, oscille de l’une à l’autre des roues à dents inclinées G, qu’il fait ainsi tourner dent par dent, en entraînant avec elles la roue Ii, dont le levier I, à chaque passage d’une dent de II, rompt en J le circuit du récepteur au-dessus de B, et ferme en K le circuit du récepteur relié sur la ligne avec l’appareil. L’arbre de G porte, en oùtre, un bras L, et la plaque B un quadran M, percé de trous correspondant à des signaux convenus du quadrant, et dans lesquels on insère une fiche qui arrête G au signal que l’on veut envoyer.
- Au récepteur, se trouve une paire de roues dentelées g, correspondant aux roues G du
- transmetteur, et qui tournent, dent par dent, sous l’action de l’armature a (fig. 4) de l’électro-aimant m, relié au contact K, de sorte que l’aiguille i de l’arbre de ces roues suit la marche du bras L, dont il reproduit les signaux sur le quadrant R.
- Après réception du signal, on ramène cette aiguille au zéro en faisant tourner les roues g par le bouton c et le levier e. G. R.
- Charrue électrique à trolley.
- Le labourage à l’électricité n’est pas inconnu en France; ce fut même une des premières applications de la transmission électrique de la force motrice. Les premiers essais en furent faits en 1879, à la sucrerie de Sermaize. L’Amérique,
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- si avancée en agriculture industrialisée, ne fait pas encore usage de cette application. Le système Roberts, que nous allons décrire sommairement, n’y existe que sur le papier, et semble bien plus compliqué que notre première installation française.
- La traction de la charrue se fait par touage. Un câble ancré à ses deux extrémités s’enroule sur deux treuils ü et P (fig. i et 2), dont l’un,
- Fig-, 1. — Charrue électrique.
- P, est actionné par le moteur électrique M, par l’intermédiaire d’engrenages. Le courant arrive au moteur par un fil qui se déroule de la bobine R, dont l’axe est relié à une des bornes du moteur. L’autre borne est mise en communication avec le bras S portant à son extrémité un trolley T, qui roule le long d’un fil tendu en relation avec la source d’électricité.
- Fig. 2. — Charrue électrique.
- Lorsque la charrue est arrivée à bout de course, on déplace le câble de touage, on renverse le soc de la charrue et on la faitavancerdansl’autre sens. Mais, dans ces déplacements, le trolley pourrait se détacher du fil et rompre le circuit. Pour éviter cet inconvénient on a pris la disposition suivante. Le fil de ligne n’est pas fixé suides poteaux; il est accroché à plusieurs chariots qui peuvent se déplacer perpendiculairement
- au chemin parcouru par la charrue. Celle-ci est munie d’une tringle H articulée à ses extrémités avec des tiges coulissant dans des tubes. Cette tringle rencontre dans sa course les chariots porteurs de la ligne, les repousse et maintient ainsi le fil de ligne à distance voulue pour que le trolley puisse constamment le toucher.
- Canot électrique
- La Société J. Boulet et C°, de Paris, a construit récemment un canot à propulsion électrique qui a été essayé en Seine il y a environ deux mois. Voici quelques détails à son sujet.
- Une batterie de 52 accumulateurs Gadot, dissimulée sous la banquette, donne l’énergie nécessaire et permet, dans de bonnes conditions de vitesse, une marche de quatre heures. Les accumulateurs, enfermés dans des caisses en bois, doublées de plomb, sont fermés par un couvercle que vient serrer un joint en caoutchouc; cette disposition les rend complètement étanches. Pour le remplissage, on a ménagé dans le couvercle un trou fermé par un bouchon de caoutchouc. Les pôles sont constitués par des lames de plomb qui traversent le couvercle.
- La coque, en tôle, a 8 mètres de longueur, 1 mètre de creux et 0,70 m. de tirant d’eau. Une| quinzaine de personnes peuvent s’installer commodément sur les banquettes.
- La dynamo réceptrice est placée à l’arrière devant le siège du pilote; elle commande l’arbre porte-hélice par l’intermédiaire d’un pignon en peau de porc comprimée. Cette matière est très employée en Amérique; jusqu’ici on l’avait peu utilisée en France, et il y a là une utile indication. L’engrenage de l’arbre porte-hélice est en fonte; grâce à l’emploi de la peau de porc comprimée, extrêmement résistante et élastique, le ronflement habituel des engrenages eh fonte est supprimé et, tout en présentant la même résistance que des engrenages métalliques, cette disposition donne moins de bruit que des engrenages à denture en bois. Le rapport du pignon à la roue est de 4 à 1.
- La réceptrice est une dynamo Gramme à balais de charbon, de 100 volts et 40 ampères. Elle est recouverte par un petit caisson en bois verni, qui porte les appareils placés devant le pilote. Celui-ci a en main les deux drosses du gouvernail et a sous les yeux un voltmètre et un ampè-
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- remètre qui lui permettent de suivre à tout instant le fonctionnement des accumulateurs. A portée de sa main se trouve un rhéostat et le commutateur de changement de marche. A pleine marche, la vitesse angulaire de la dynamo est de iioo à 1200 tours par minute, ce qui correspond à 3oo tours de l’hélice.
- A la fin de la saison, il faut opérer le remisage du canot, qui, avec ses accumulateurs, pèse environ 4500 kilogrammes; MM. Boulet et C" ont imaginé, dans ce but, une intéressante disposition. Un chariot à treuil à deux roues, que l’on amène au bord de l’eau, permet, au moyen d’un câble et du treuil, le chargement rapide du canot. Le chariot est basculé au bord de la plage et la quille roule sur des galets à gorge. Des supports latéraux, qui épousent les formes de la coque, assurent la stabilité pendant le transport.
- Pour le chargement des accumulateurs on a installé un moteur à gaz vertical, à 2 cylindres, de 20 chevaux. Ce moteur actionne une dynamo génératrice Gramme de 41 ampères et 140 volts, laquelle sert à charger les accumulateurs du canot et en même temps 56 accumulateurs fixes, à vase de verre, du type Gadot et Pisca, qui peuvent faire fonctionner pendant six heures 100 lampes de 16 bougies destinées à l’éclairage.
- Les essais faits en Seine ont donné d’excellents résultats. Le canot avait été transporté dans le bassin des docks de Saint-Ouen, et, pour le chargement des accumulateurs, on se servait d’une locomobile de 6 chevaux et d’une dynamo de la Société alsacienne, placée au bord du bassin.
- Le chemin total parcouru par le canot en un peu moins de 4 heures a été de 35 kilomètres, soit une moyenne de près de 10 kilomètres à l’heure. Deux essais de vitesse eurent lieu à la descente, on a atteint 14 kilomètres à l’heure. En pleine décharge les accumulateurs donnaient un débit de 3o ampères sous ioo volts.
- Le nouveau câble télégraphique du tunnel du Saint-Gothard (*).
- Le premier câble télégraphique du tunnel du Saint-Gothard a été posé en 1882 par la maison Felten et Guilleaume, et quoiqu’on y ait ajouté
- (') The Eleclrician, 'j3 lévrier 1894.
- il y a quelques années un câble à trois conducteurs et un câble téléphonique concentrique, l’installation devint bientôt insuffisante, et les autorités télégraphiques suisses décidèrent de poser un autre câble, ce qui fut effectué en septembre et octobre 1893.
- Les particularités de cette ligne télégraphique souterraine devaient avoir inévitablement pour suite certaines difficultés dont la pose du premier câble avaient fait connaître la nature. Les fabricants ont donc dû porter leurs soins sur le choix des matériaux, qui doivent offrir la plus grande résistance aux agents chimiques auxquels le câble se trouve exposé dans ce tunnel. On se rappelle, en effet, que même les rails du chemin de fer ont souffert de l’attaque de l’eau
- Fig. 1. — Câble télégraphique du Saint-Gothard.
- et des vapeurs, l’eau contenant de l’hydrogène sulfuré et des sulfures, et les vapeurs contenant de l’acide carbonique, de l’acide sulfureux et de l’ammoniaque. La température relativement élevée de 23° G qui règne souvent dans le tunnel a aussi son influence sur le choix des matières à employer.
- L’enveloppe du câble à poser devait présenter une bonne protection mécanique, car on travaille presque continuellement dans le tunnel à des réparations et le câble peut être soumis à des chocs, à des frottements sur des pierres pointues, etc., qui l’exposent à des détériorations d’autant plus à craindre que les recherches des défauts n’iraient pas sans difficultés.
- Réaliser toutes ces conditions n’était pas chose facile. Après avoir étudié la question, les autorités télégraphiques suisses adoptèrent le câble Felten et Guilleaume, dont la section est représentée par la figure 1.
- Les conducteurs sont formés chacun de sept
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- fils de cuivre de 0,7 mm. de diamètre, chaque toron étant isolé par des couches alternatives de gutta et de composition Chatterton jusqu’à une épaisseur de six millimètres et par un rubanage. Sept de ces âmes sont tordues ensemble et le tout est entouré de ruban et goudronné.
- Pour protéger ces âmes des gaz et des vapeurs, elles sont placées sous double enveloppe de plomb, elle-même recouverte de substance isolante et d’une tresse. Ce tout est entouré d’une couche de 25 fils à section de forme telle que ces fils ne laissent pas de vide entre eux et se maintiennent réciproquement. Cette couche de fils, enfin, reçoit comme protection extérieure un tressage très serré imbibé d’asphalte. Le diamètre extérieur du câble ainsi formé est de 5 centimètres. Sa longueur est d’environ i3 kilomètres.
- La pose du câble a été effectuée sous la direction du Dr V. Wietlisbach, de l’administration suisse. On a dû poser le câble dans la tranchée qui contient déjà les câbles anciens, mais comme la place manquait, il a fallu placer le nouveau câble sur les autres. Il en est séparé par une couche de sable et recouvert lui-même de pierres plates et de sable. Les opérations de la pose ne pouvaient avoir lieu qu’entre sept et neuf heures, à cause du trafic très actif de la ligne. Les joints ont été faits la nuit; cette opération présentait de grandes difficultés, l’atmosphère étant humide et poussiéreuse et salissant tout.
- Le câble réunit les stations de Gœschenen et d’Airolo. Le cahier des charges de l’administration télégraphique portait les spécifications suivantes :
- Résistance du cuivre, 7 ohms au maxi- \
- inum, / par kilomètre
- Résistance d isolement, 1000 mégohms > . c„ „
- ( â Ij li.
- au minimum ; \
- Capacité, o,a5 microfarad au maximum, j
- Les essais faits sur le câble en place ont donné les résultats suivants :
- Résistance du cuivre, moyenne, 0,35 ohms ;
- Résistance d’isolement, moyenne, 75oo mégohms;
- Capacité, moyenne, 0,193 microfarad.
- par kilomètre à i5° C.
- REVUE DES TRAVAUX
- RÉCENTS EN ÉLECTRICITÉ
- Méthodes d’essai des propriétés magnétiques du fer, par Gisbert Kapp (’).
- La branche de l’industrie électrique qui s'occupe de la construction des machines et des appareils de grandes dimensions a fait des progrès si considérables qu’il est important aujourd’hui d’envisager la question de la nature des matières premières qu’elle emploie. En ce qui concerne le fil de cuivre pour les machines, certains types de dimensions et de conductibilité données ont été adoptés dès l’origine. Le métal des lames de commutateur, les dimensions de la surface de frottement, le modèle, et le nombre de balais, les dimensions des bobines de résistance et d’autres parties purement électriques des machines ont également été spécifiés ; mais, en ce qui concerne le fer, on ne s’était pas préoccupé, au début, d’en fixer la qualité.
- Les constructeurs de dynamos, par exemple, distinguaient grosso modo entre les inducteurs en fonte et ceux en fer forgé, et établissaient leurs types en se basant sur les propriétés généralement admises de ces deux catégories de métal. Dans le cas, où la machine ne réalisait pas toutes les conditions de fonctionnement prévues, on se contentait de la rectifier en en changeant la vitesse angulaire ou l’excitation. C’était le procédé par tâtonnements, qui a fait place à des méthodes plus scientifiques. Aujourd’hui le constructeur de dynamos sait exactement quelle est la nature du fer qu’il emploie, et il peut prédéterminer les propriétés de la machine avec une précision qu’il était impossible d’atteindre anciennement. Cette possibilité présente une importance d’autant plus considérable que les machines à construire sont plus grandes, parce que dans ce cas les marches d’essai pour obtenir la caractéristique à pleine charge ne sont pas aisées, et toujours coûteuses. Souvent il est' préférable de découper un échantillon du fer des inducteurs, de l’essayer au point de vue magnétique, et de se servir des données ainsi acquises pour établir l’enroulement.
- Dans certains cas il n’est même pas nécessaire
- A. IL
- (') Communication faite à l’Institution of Electrical Engineers, le 22 février 1894.
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- de prendre un échantillon sur les inducteurs mêmes, car les constructeurs de pièces forgées ou coulées pour dynamos s’engagent maintenant de fournir ces pièces pareilles à un certain étalon magnétique, ordinairement défini à l’aide d’une courbe représentant l’induction en fonction de la force magnétisante. Lorsque cette condition peut être réalisée, il est possible de calculer l’enroulement de la machine sans avoir à faire d’expérience préalable.
- Les maîtres de forges se rendent maintenant parfaitement compte de l’importance de la question et produisent d’excellents matériaux.
- L’essai des tôles pour alternateurs et transformateurs est également une des questions que le constructeur ne doit pas perdre de vue. Pour
- - - /fl cm.. -
- Fig. I
- les transformateurs tout le monde admettra que la qualité du fer est le facteur le plus important à considérer. Il est possible de faire une bonne dynamo avec du mauvais fer, à la condition d’en employer beaucoup, et de ne pas économiser le cuivre pour rattraper la perte dans le fer. Avec les transformateurs on ne peut même pas recourir à cette solution coûteuse. Si le fer employé est mauvais, ni l’accroissement de son volume, ni la dépense faite pour son enroulement ne peuvent nous mettre à même d’en faire un bon transformateur.
- Le point important dans cette question n’est pas tant la plus ou moins grande perméabilité, que la perte par hystérésis et courants de Foucault; quoique jusqu’à un certain point ces deux propriétés restent parallèles, en ce sens qu’un fer très doux ayant une grande perméabilité donne également lieu, en général, à une faible perte hystérétique. Les fabricants de tôles, |
- reconnaissant les inconvénients de l’hystérésis, offrent maintenant leur métal avec la garantie que la perte pour une certaine induction et une fréquence donnée ne dépasse pas une certaine valeur par unité de poids.
- La nécessité de faire des essais magnétiques sur le fer étant reconnue, il reste à déterminer la méthode à employer. Il n’est pas douteux que les méthodes adoptées par Hopkinson et par Ewing dans leurs recherches classiques donnent les résultats les plus précis ; mais la perfection même de ces méthodes est une cause de leur non-adoption dans les ateliers qui ne sont pas dirigés par des ingénieurs de valeur. J’ai donc adopté d’autres méthodes, qui ne prétendent pas à un aussi haut degré de précision, mais qui peuvent être employées par le personnel ordinaire des ateliers d’essai.
- Appareil d’essai du barreau de fer. — Cet appareil est représenté par la figure i. Le principe en est emprunté à un petit instrument imaginé il y a environ quatre ans par M. Silva-nus Thompson, et qu’il a appelé un « perméa-mètre ». L’induction dans le barreau est mesurée par la force nécessaire pour séparer ce barreau d’une autre pièce de fer; et, comme l’induction est proportionnelle à la racine carrée de cette force, il est évident qu’une petite erreur faite dans l’évaluation de la force donne lieu à une erreur encore plus petite sur l’induction.'
- En ce qui concerne la détermination de &3, lé perméamètre est donc un instrument très précis ; mais cela ne suffit pas. Il nous faut la relation entre éJ3 et 3C, et comme une partie des ampères-tours doivent être appliqués au circuit magnétique extérieur au barreau, certaines coi'rections doivent être employées dans la détermination de 2t.
- C’est surtout dans le but de rendre ces corrections petites et bien définies que j’ai modifié le perméamètre Thompson en lui donnant la forme indiquée par la figure i.
- L’instrument consiste en un lourd cadre rectangulaire, confectionné avec le meilleur fer de Lowmoor bien recuit. A l’intérieur du cadre est fixé un solénoïde à enroulement divisé, permettant de mettre en circuit un nombre variable, mais connu, d’ampères-tours, en se servant des différentes bornes de l’instrument. Un inver-, seur de courant est intercalé dans le circuit pour faciliter la détermination du cycle complet.
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- bsù
- L’échantillon consiste en un barreau tourné exactement au diamètre voulu, et dressé à son extrémité inférieure. Ce barreau présente une partie plus grosse à son extrémité supérieure qui s’engage à frottement dur dans un trou du cadre, et il est centré à l’autre extrémité à l’aide d’une virole en bronze. Au-dessous du barreau se trouve une sorte de piston en fer doux guidé dans une ouverture du cadre, et muni d’une tige portant un plateau de balance avec des poids. Ce piston est plus gros que le barreau et est percé dans le sens de son axe d’un trou très fin pour assurer un bon contact sur toute sa base.
- Les dimensions du piston et de l’ouverture du cadre étant exactement déterminées, il est très facile de déterminer par le calcul combien il faut employer d’ampères-tours pour vaincre la. résistance de l’entrefer annulaire, qui constitue
- l’unique correction à apporter. Les autres corrections, telles que la résistance magnétique du cadre, ou celle du joint entre le barreau et le cadre, sont tout à fait négligeables. La résistance de l’entrefer même ne donne lieu à une correction importante que pour les inductions peu élevées. Pour les inductions supérieures à ioooô elle devient relativement petite, et au-dessus de i5ooo elle est négligeable.
- Le mode d’emploi de l'appareil est le suivant : On insère le barreau par le haut du cadre, et l’on fait passer un courant faible dans le plus petit nombre de tours dispdnible. Le piston est attiré par le barreau et y reste collé. On fixe en place le plateau de balance, et on y place des poids jusqu’à ce que le piston se trouve arraché.
- ' Le point exact d’équilibre entre le poids et l’attraction magnétique se détermine fort aisément en faisant varier l’intensité du courant à l’aide d’un rhéostat; il est nécessaire de se servir d’un accumulateur pour avoir un courant constant,
- On procède alors par étapes en augmentant successivement l’intensité du courant, le nombre de tours du solénoïde et le poids. Le maximum voulu étant atteint on revient à zéro, puis on inverse le courant et on répété les mêmes expériences en sens inverse, de façon à parcourir un cycle complet. On note les ampères-tours et les poids d’arrachements correspondants, qui comprennent naturellement le poids du piston et celui du plateau.
- 11 n’est pas nécessaire d’indiquer le mode de calcul de 3C et de SB, qui est élémentaire. Il faut environ une heure pour prendre le cycle complet sur un échantillon, un opérateur manipulant les poids et un autre réglant le courant et notant les valeurs trouvées.
- Appareil d'essai de tôles de transformateurs. — Une première tentative pour combiner un tel appareil n’a pas été couronnée de succès; mais comme un insuccès est souvent instructif, je décrirai cet appareil. On ne mesure pas la puissance perdue dans l’échantillon, mais on cherche à comparer la perméabilité de différents échantillons. Une bande de fer est enroulée en forme d’anneau, sur lequel on enroule ' des bobines reliées de façon à former deux pôles conséquents. L’échantillon est amené sous la forme d’un barreau par la superposition de bandes étroites que l’on pose sur un diamètre de l’anneau, et qui forment ainsi un pont magnétique. On entoure le barreau d’une bobine de mesure reliée à un voltmètre électrostatique.
- En faisant passer toujours le même courant de fréquence donnée dans les bobines de l’anneau, la force électromotrice produite dans la bobine d’essai doit donner une indication de la valeur relative de l’échantillon. Cette méthode est défectueuse, en partie parce que la perméabilité ne peut pas guider exactement dans l’évaluation de la perte hystérétique. mais principalement parce que l’incertitude dans l’évaluation de la résistance magnétique des joints efface complètement les petites différences qui peuvent exister entre les valeurs de la perméabilité des échantillons. J’ai donc abandonné cet instrument, auquel j’en ai substitué un autre-qui donne directement les pertes pour une induction donnée.
- Cet instrument est représenté par la figure 2.
- Il consiste en un circuit magnétique fermé, de forme rectangulaire, dont les plus longs côtés
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- portent des bobines excitatrices. Trois des côtés sont formés de tôles d’une seule pièce; le quatrième est constitué par les tôles de l’échantillon, superposées, réunies par des liens et introduites dans la bobine excitatrice supérieure, et fixées en place à l’aide de cales en bois.
- Les bobines sont mises en relation avec une source de force électromotrice alternative sinusoïdale, par l’intermédiaire d’un wattmètre. L’instrument est calibré une fois pour toutes en constituant les quatres côtés du cadre rectangulaire par des tôles du même fer, en mesurant la puissance dissipée pour différentes inductions, et en répartissant les pertes entre les trois côtés de l’appareil et l’échantillon, proportionnellement à leurs poids.
- Pour essayer d’autres échantillons, on mesure la perte totale à l’aide du wattmètre, et on en tire la perte occasionnée par l’échantillon, en déduisant celle propre à l’appareil. Une correction est à appliquer pour tenir compte de la perte dans la résistance ohmique des bobines. L'induction est déduite de la différence de potentiel aux bobines et de la fréquence. Pour élargir les limites de l’induction, tout en restant entre certaines limites pour la mesure du courant et de la différence de potentiel, les bobines sont subdivisées et reliées à un certain nombre de bornes. La résistancedesjoints entre l’échantillon et l’appareil proprement dit n’entre pas en ligne de compte, puisqu’elle n’affecte que le courant, mais non la puissance.
- La courbe supérieure de la figure 3 montre les résultats moyens obtenus avec des tôles de divers fournisseurs. La courbe inférieure indique ceux obtenus avec le meilleur échantillon essayé. Ces courbes se rapportent à la fréquence 100; elles donnent la perte en watts par kilogramme de fer en fonction de l’induction L’épaisseur des tôles variait entre o,s5 et o,33 millimètre. Entre ces limites, je crois que l’épaisseur n’a qu’une faible influence sur la perte totale; en tout cas, je n’ai pas observé de différence, ce qui confirme les résultats d’admirables recherches du professeur Ewing montrant théoriquement qu’il n’est pas avantageux de réduire l’épaisseur au-dessous de o,33 mm.
- Il est naturellement très facile d’essayer des tôles de transformateurs, en en prenant un certain poids dont on fait ensuite un transformateur pourvu d’une seule bobine. En employant
- toujours la même bobine, on peut obtenir de très bons résultats. Mais ce procédé devient laborieux dès qu’il s’agit d’essayer successivement un grand nombre d’échantillons. Avec l’appareil que je viens de décrire, les manipulations sont simplifiées, et comme les échantillons peuvent être très rapidement enlevés et remplacés par d’autres, on ne reculera pas devant la vérification des points douteux d’une courbe obtenue dans un précédent essai.
- Quand on veut essayer des échantillons de tôle par le procédé plus laborieux consistant à en faire un transformateur, il arrive que le même appareil donne des rés.ultate différents, selon l’époque à laquelle l’essai a été fait. Gela tient à ce que l’isolement des bobines varie avec
- 0 2000 4000 6000
- Iruiuction en- C.G.S.
- 10g. ?
- le degré d’humidité. Quoique cette cause de perte soit faible par elle-même, il faut en tenir compte dans la comparaison avec la perte dans le fer.
- Prenons, par exemple, un transformateur de 4 kilowatts enroulé pour 2000 volts. La perte dans le fer serait d’environ 2 0/0, soit de 80 watts. Supposons qu’à l’essai on trouve une perte de 100 watts. On pourrait en conclure que le fer donne une perte supérieure de 25 0/0 à celle permise et on rejetterait l’échantillon. La conclusion pourrait être fausse. Les 20 watts en excès peuvent très bien provenir des fuites entre les spires de l’enroulement à haute tension, perte qui ne se fait pas sentir parce que la surface de l’enroulement est relativement grande. On ne devrait donc essayer un transformateur qu’après une certaine durée de fonctionnement ayant permis à son enroulement de sécher. A. H.
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- Instrument pour la détermination des courbes d’induction magnétique, par Lewis T. Robinson (’).
- - . L’auteur s’est proposé de construire un instrument permettant de déterminer facilement la courbe S3 3C d’échantillons de fer, sans avoir à se servir d’un galvanomètre balistique, ni à faire de longs calculs, mais donnant directement les valeurs correspondantes de £B et de 3C en unités C.G.S. L’indicateur magnétique d’Ewing permet d’atteindre ce but, mais ce n’est pas un instrument d’atelier. L’instrument de M. Kennelly récemment décrit (2) n’est pas à lecture directe, il nécessite l’emploi de barres de fer de comparaison et oblige à effectuer des interpolations entre les lectures.
- L’instrument proposé par l’auteur est identique en principe avec la partie de l’instrument-d’Ewing déterminant éB, à cette exception près que le fil tendu avec miroir est remplacé par la bobine d’un galvanomètre d’Arsonval suspendue dans un entrefer du circuit magnétique et traversée par un courant constant.
- Prenons un fer à cheval formé de bon fer doux recuit, pourvu à ses extrémités de pinces de serrage permettant de fixer en place le barreau à essayer, de façon à compléter le circuit du fer à cheval, et enroulons autour du barreau un nombre de tours de fil par unité de longueur égal à un multiple convenable de 47t. Nous pouvons alors lire 3C directement sur un ampèremètre intercalé dans le circuit, ou tout au moins il est facile de déduire 3C de l’intensité de courant lue sur l’ampèremètre.
- Pour déterminer SB, fendons le fer à cheval à son sommet, et agrandissons en même temps la section de l’entrefer de façon à rendre sa perméance plusieurs fois supérieure à celle du barreau. Il nous faut maintenant placer dans cet entrefer un dispositif permettant d’observer le flux total qui le traverse ou une fraction constante de ce flux. A cet effet, nous emploierons une bobine d’Arsonval traversée par un courant constant et maintenue au zéro par un petit fil de torsion ou un ressort léger.
- Sur le diagramme (fig. 1) qui représente cet appareil, les différentes parties portent les désignations suivantes :
- YY, fer à cheval à grande section ;
- (*) Electrical World, 24 février [894.
- (2) La Lumière. Électrique, t L, p. 234.
- T, barreau formé de l'échantillon de fer à étudier;
- B, bobine magnétisante ;
- A, ampèremètre intercalé dans le circuit de B ;
- G, bobine suspendue;
- R, résistance de réglage du circuit de cette bobine;
- P, pile ou accumulateur fournissant le courant;
- G, galvanomètre;
- S, pile étalon;
- W, fil de rhéocorde permettant de ramener toujours à la même intensité le courant traversant la bobine G.
- Si nos barreaux ont une section de 1 à 2 centimètres carrés, nous pouvons produire avec le fer le moins doux un flux de 5ooo lignes, et si, pour donner à notre entrefer une perméance convenable, nous sommes obligés de ne faire
- Fig. 2.
- passer qu’un vingtième de ce flux, dans la bobine mobile, ce flux suffira à faire parcourir toute l’échelle à l’aiguille que porte la bobine traversée par un faible courant.
- En admettant que notre disposition soit telle que le déplacement angulaire de la bobine soit proportionnel au flux développé dans le barreau, notre échelle sera à divisions égales, et nous pouvons la graduer directement en valeurs de éB.
- Pour étalonner l’instrument, supposons, en premier lieu, que nous puissions calculer la perméance de l’entrefer et des contacts avec une approximation suffisante. Nous fixerons en place le barreau à essayer entouré d’une bobine magnétisante et en outre d’un circuit secondaire servant à déterminer la valeur de éBà l’aide d’un galvanomètre balistique. Cette valeur étant obtenue, on règle l’intensité du courant dans la bobine mobile jusqu’à ce que l’aiguille vienne se placer sur la division indiquant cette valeur.
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- Cet essai peut être répété pour toutes les divisions de l’échelle.
- Les indications de l’instrument permettent alors d’obtenir la perméabilité de l’échantillon, en leur faisant subir une correction due à l’influence des joints et de l’entrefer. Si l’on préférait déterminer directement l’influence de l’entrefer au lieu de la calculer, on étalonnerait l’instrument en se servant d’un barreau de comparaison en fer de qualité connue.
- L’unique incommodité de la méthode réside dans la difficulté qui se présente à maintenir constant le courant galvanom étriqué. Un élément Daniell monté avec soin pourrait fournir la source de courant voulue. On peut aussi adopter la disposition indiquée sur la figure, et qui consiste à relier l’accumulateur ou la pile P, dont le circuit comprend en outre un galvanomètre et une pile étalon, à deux contacts glissant sur un fil de rhéocorde.
- Cet instrument paraît devoir être utile dans les ateliers de construction pour la détermination des propriétés magnétiques des fers par leurs courbes d’induction magnétique et d’hystérésis.
- A. H.
- Condensateur à cylindres non coaxiaux, par M. F. Lori (').
- Supposons qu’on ait deux lignes droites indéfinies et parallèles électrisées uniformément et dont les densités électriques sont respectivement X a', et cherchons les lignes de force du champ ainsi formé ainsi que les surfaces équi-ponentielles.
- Considérons tout d’abord la ligne de densité À. Le flux de force traversant une surface cylindrique quelconque, dont les génératrices sont parallalèles à la droite, et contenant cette droite en son intérieur est, si l’on suppose celle-ci égale à l’unité 4ttX. Si l’on considérait seulement une portion de cette surface comprise entre deux génératrices et telle que l’angle dièdre formé par les deux plans passant par l’axe de ces génératrices soit égal à w le flux coupé par cette portion de surface serait
- Considérons maintenant les deux droites ensemble et soit AA' les traces sur le plan de la figure perpendiculaire à leur direction. Menons une droite quelconque parallèle à A et A’ et de trace P ainsi que les plans P A et P A'. Soit co et co', les angles que font ces plans avec le plan de la droite A A' le flux coupé par une portion de la surface cylindrique P Q de longueur un est, quelle que soit la courbe P Q :
- Q = 2> CO + 2>.’ Cü'.
- Soit P' la trace d’une autre droite parallèle aux précédentes et infiniment voisine de P et telle que si co, et co,' sont les angles dièdres P' A Q, P' A' Q on ait aussi
- Q = 2% CO, -p 2\' »/.
- Le flux entrant dans la surface cylindrique P Q P' par la face P Q en sort intégralement
- Fig. 1
- par la face Pf Q. Comme le flux coupé par une surface fermée n’ayant aucune masse en son intérieur est nul, le flux coupé par la surface P Pr doit l’être aussi. La force électrique est donc dirigée suivant P P' et par suite l’équation des lignes de force est :
- 2),co + 2)/co'= constante.
- Pour trouver l’équation des surfaces équipo-tentielles commençons de même par la ligne A seule.
- Le flux émanant de cette droite et coupé par une surface cylindrique circulaire de rayon r, ayant pour axe la ligne considérée et pour longueur l’unité est, si F est la force électrique constante en tous les points de cette surface.
- Q =: 2 tc r F = 47c X
- d’où ~~
- F = -|î=aI
- dr r et
- V = — 2 X log\ r + constante ;
- Cl),Elel(ricisla, mars 1894.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- 5go
- en considérant les deux lignes le potentiel serait :
- V = — (aXlog r + 2).' log r') + constante.
- L’équation des surfaces équipotentielles est donc :
- ). logr -[ X' logr' = constante.
- OÙ
- / y
- r r' 1 = constante.
- Dans le cas particulier où À = — À' l’équation des lignes de force est :
- (ü —(,' = constante, et celle des surfaces de niveau :
- V “ 2 X log- — = constante.
- Les constantes sont nulles si l’on suppose que
- Fi g. 2
- tri buées sur la droite M celle d’une charge égale en équilibre sur la surface O.. Il résulte de là que pour les points compris entre les deux surfaces cylindriques O et O' on peut substituer aux droites M et M' des charges respectivement égales et réparties sur les deux cylindres. Inversement à l’étude du potentiel aux différents points compris entre les cylindres O et O' on peut substituer celle de deux masses X et—par unité de longueur sur les deux droites M M'.
- Le potentiel au point B est :
- La capacité par unité de longueur du condensateur est donc
- C-L_'.______L__
- V~a , BM'
- lOfF--
- ° B M
- Le problème se réduit donc maintenant à l’expression du logarithme en fonction des éléments des deux cylindres, c’est-à dire des rayons r et R dé ces cylindres interne et externe, et de la distance ci de leur centre. Ceci s’obtient de la manière suivante :
- Si C est le centre de l’invoiution définie par les quatre points A A' B B' et M M' les points doubles on a :
- le potentiel au point infiniment éloigné sur la droite est égal à zéro.
- Si M et M' sont les traces de deux lignes électrisées (fig. 2) les lignes de force sont des circonférences passant par ces deux points et les surfaces équipotentielles des cylindres droits à base circulaire perpendiculaires aux circonférences précédentes. Les centres des sections droites de ces cylindres sont sur la droite MM' et les points A, B, A', B' forment un système en involution dont les points doubles sont les M et M'.
- Considérons deux de ces cylindres ; ceux qui ont pour centres les points O et O'. D’après un théorème bien connu, pour les points intérieurs du cylindre O' on peut substituer à l’action des charges distribuées sur la droite électrisée M' celle d’une charge superficielle également en équilibre sur la surface du cylindre O' et pour les points extérieurs du cylindre O', on peut substituer à l’action des masses électriques dis-
- CAV2 = CM2 = CA. CA' = CB CB
- = (CO - R) (CO' + R) = CÔ72 — R2 = CO2 — r2
- On a donc
- CO'2 — CO2 = R2— r2 (CO + df —CO2 = R2 - r2
- CM* = CM2 =
- D’où
- c =
- 2l0j
- RM'
- 'RM
- 2log
- CM' + CO - r CM + CO — r
- 1
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- Et toutes réductions faites
- . \/R—ri—dt + 2dr+ v^R — »—d* — 2dr
- log,-; _==--r— ---7 ...-----
- 2 \/R8 — r‘ — ds+2dr~ v R8 — r2 — a2 — 2dr
- Un cas intéressant est celui ou R = 00 , c’est-à-dire celui d’un cylindre et d’un plan qui ne le coupe pas.
- Pour obtenir la formule de la capacité dans ce cas particulier, exprimons celle-ci en fonction des rayons et de la distance A B que nous désignerons par l. On a
- d = R — r — l.
- Si on remplace d par cette valeur, on obtient pour C
- en ln.o- x/4R;~ + 4R^ — l’1 — 4'>*8 — 4rl + \ 2Rl — l1 0 \9Rr 4- 4R/ — li — 4r8 — 4rl — ^2R/ — r-
- Dans le cas où R= 00, elle se réduit à :
- Cette formule résout un cas intéressant de la pratique, celui de la capacité d’un fil conducteur placé dans le voisinage de la surface terrestre comme par exemple celui d’un fil télégraphique.
- F. G.
- Sur le calcul des coefficients de self-induction et la propagation du courant dans un cas particulier, par M. A. Potier (*).
- Si une ligne droite verticale, indéfinie, est chargée uniformément d’électricité, si s est la charge par unité de longueur, la force électrique., en un point situé à la distance a de la droite, est horizontale, rencontre la droite électrisée, et sa
- 2 s
- grandeur est—, si l’on a adopté le système électrostatique de mesures. Si la même ligne est parcourue par un courant d’intensité e (mesure électromagnétique), la force magnétique, au même point sera horizontale, perpendiculaire à la force électrtrique déterminée ci-dessus, et aura la même valeur numérique.
- Il en sera encore de même si l’on considère un nombre quelconque de droites semblables en ayant soin de modifier à la fois le sens du courant et le signe des charges.
- Considérons maintenant un condensateur formé: i°d’un conducteur indéfini, de section quelconque, mais cylindrique; 20 d’un second conducteur cytindrique indéfini entourant le précédant. En représentant par e la densité électrique, la charge d’une partie du conducteur ayant l’unité de longueur, et pour base un élément ds de la section, sera e ds.
- Ces charges se distribuent de telle sorte que la force électrique est nulle à l’intérieur du contour Sx du conducteur intérieur, et en dehors du contour S2 du conductèur extérieur qui lui fait face. Si A est la différence des potentiels, E la charge totale par unité de longueur est donnée par E = Ay.
- Supposons que, au lieu d’être chargée d’électricité, la surface cylindrique, dont ds est la base, soit parcourue par un courant vertical dont l’intensité ait pour valeur e ds. Le courant total aura la même valeur pour les conducteurs extérieurs et intérieur, l’un est le retour de l’autre. La force magnétique sera nulle partout, sauf dans l’espace compris entre les deux conducteurs. Le flux magnétique, à travers une surface cylindrique de hauteur égale à l’unité et ayant pour base un élément dl,est, par définition, le produit de dl par la composante de la force magnétique, suivant la normale à dl, ou, à cause de la perpendicularité des forces magnétique et électrique dans les deux questions, le produit de dl par la composante de la force électrique suivant dl; c’est-à-dire la différence dY des valeurs du potentiel aux deux extrémités dl, et ceci sera vrai aussi bien pour une courbe finie que pour un élément. Si donc on veut obtenir le flux total, il suffira d’appliquer cette proposition à une courbe joignant un point de S, à un point de S2, et la valeur de flux sera A.
- D’autre part, le courant total est E : si donc on définit le coefficient X de self-induction par unité de longueur comme le quotient du flux par l'intensité, on aura EX = A. d’où la relation Xy = 1 entre la capacité (électrostatique) et la self-induction (électromagnétique) par unité de longueur. La distribution que nous avons admise pour les courants n’est pas arbitraire : c’est celle dont se rapproche asymptotiquement
- (') Comptes rendus, t. CXVIII, p. 166 et 227.
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- la distribution réelle, à mesure que les variations du courant total deviennent plus brusques.
- Il est clair que le contour Sj pourrait être formé de plusieurs contours, ou le conducteur intérieur unique remplacé par un faisceau de conducteurs reliés entre eux, sans que la relation Xy — i cessât d’être vérifiée; on pourrait aussi introduire d’autres conducteurs, dans l’espace annulaire, en les reliant aussi par leurs extrémités au conducteur extérieur, dont le contour S2 peut être rejeté aussi loin qu’on veut. La capacité est alors définie, aussi bien que dans le cas simple traité, tout un groupe de conducteurs se trouvant au potentiel Vj et l’autre au potentiel V2. La présence de conducteurs isolés laisserait encore subsister le théorème (la surface de chacun d’eux étant le siège de courants dont la somme algébrique est nulle), tout en changeant les valeurs individuelles de X et de y.
- Il est à peine besoin de rappeler que, si l’on mesure y dans le système dit électromagnétique. cette relation devient vzly— \,v étant le rapport des unités ; que, si l’isolant était un diélectrique de constante K, la capacité deviendrait X, = K y et, par suite, on aurait v2Xy1 = K, et qu’enfin c’est le coefficient Xyj qui doit, si l’on accepte l’équation classique
- , 32V , 3 V d°-v
- être l’inverse du carré de la vitesse de propagation de l’électricité. Il paraît curieux de constater que cette équation conduit à des résultats indépendants de l’existence de conducteurs isolés ou reliés à la terre dans le voisinage de ceux dans lesquels on étudie la propagation, conformément à la théorie qui place dans le diélectrique l’agent de cette propagation.
- En traitant de la propagation des courants, certains auteurs ont introduit des coefficients X, y, dits de self-induction et de capacité par-unité de longueur, dont on a peine à comprendre l’usage, leur définition supposant pour l’un X, que le courant a partout la même intensité; pour l’autre y, que l’électricité est en équilibre à la surface des fils, tandis qu’on prétend étudier un état du courant et une distribution des charges variables dans le temps et dans l’espace.
- Si l’on se place dans les conditions simples
- auxquelles j’ai fait allusion plus haut, conditions très voisines de celles de l’expérience, on peut se dispenser d’introduire ces coefficients. Soient i, q le courant et la densité linéaire de la charge en un point de la surface d’un conducteur cylindrique indéfini déterminé par son abscisse s et V le potentiel en un point de son intérieur, défini par son abscisse x:. (Le système électromagnétique de mesures sera employé, et toute intégrale portant sur ds sera étendue au conducteur),
- La force électromotrice induite est égale à la différence de potentiel; écrivant cette égalité pour les extrémités d’un élément dx à l’intérieur du circuit
- _ _3 f ids _ 3 V .
- cil J r ~~ dx ’
- mais, d’autre part,
- 3 q 3 i dî + ifx - °»
- donc (’)
- q dx r
- 3* V dx* ’
- mais dans le système électromagnétique
- V = V2
- /
- dm
- r
- -/
- q ds r
- Il reste donc l’équation bien connue
- 3a V _ 3®JV . tf/s ~V" dx*’ '
- M. Poincaré (2) avait déjà indiqué cette équation, mais pour un fil de section circulaire seulement, et en admettant que le potentiel électrique est proportionnel au logarithme du rayon, ce qui n'est vrai que pour des charges uniformes.
- Le même raisonnement appliqué à un circuit courbe dont ds’ serait un élément donnerait
- JL
- dt8
- /
- q cos s
- ds
- s>2 y
- iY.v'-
- C) Parce que
- ds
- d q ~dt
- ds.
- 2) Electricité et Optique, t. II, p. 201.
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- On en déduira que la vitesse de propagation sera encore v, pourvu que les charges soient localisées; si elles n’occupent qu’une faible longueur à la surface du fil, q est nul dès que cos e s’écarte de la valeur i, et le premier membre se
- réduit a —-.
- vi dp
- VARIÉTÉS
- DU ROLE DE L’ÉLECTRICITÉ
- DANS LES PHÉNOMÈNES DE LA VIE ANIMALE PAR E, SOI.VAY (').
- Du mécanisme de la vie.
- M’étant ainsi représenté les conditions du fonctionnement nerveux d’un être animé, fonctionnement basé sur la répartition de l’énergie électrique engendrée par des réactions physicochimiques dans le protoplasme, j’ai été amené à examiner comment il était possible de concevoir, dans ce système, l’origine de la vie, c’est-à-dire l’origine des réactions électriques au sein du protoplasme primitif.
- De déductions en déductions j’ai été conduit à formuler la thèse suivante :
- « La vie est essentiellement caractérisée par l’existence d’un système de réactions continues dont les éléments se reproduisent sans cesse, et qui se passe au sein d’un milieu approprié.
- « Elle nous apparaît ainsi non seulement dans l’organisme complexe, mais même dans le dernier élément de celui-ci, la cellule, où elle nous offre encore le même caractère essentiel qui suffit à la définir.
- « Elle n’est pas caractérisée par des conditions morphologiques particulières1; la forme et la structure organique peuvent varier presque à l’infini avec l’état du milieu, sans que pour cela le caractère essentiel de la vie disparaisse. »
- Pour que la réaction vitale puisse s’accomplir trois conditions générales sont nécessaires : d’abord la mise en présence des éléments essentiels de la réaction, puis un état particulier de répartition de ces éléments, d’où puisse résulter l’hétérogénéité indispensable à la marche de la (*)
- réaction ; enfin certaines dispositions qui permettent à l’énergie dégagée par cette réaction d’être consommée, utilisée ou transformée, soit sur place, soit en dehors du champ réactionnel.
- Le siège principal de la réaction vitale se trouve dans le protoplasme soumis à l’action de l’oxygène. C’est le protoplasme qui forme les cellules, c’est par lui qu’elles vivent et se nourrissent. Quant au protoplasme lui-même, il emprunte sa substance aux aliments solides, liquides ou gazeux, qui sont ainsi la source première de l’énergie développée dans l’organisme.
- Si l’on cherche à s’expliquer comment le protoplasme peut jouer son rôle générateur, on reconnaît tout d’abord qu’il ne suffit pas que les éléments générateurs se trouvent en présence pour que le phénomène ait lieu.
- Cette remarque inévitable nous montre pour ainsi dire le nœud de la question et peut servir de point de départ à nos déductions.
- Mais avant d’aborder la transformation chimique dans l’organisme, considérons d’abord un phénomène plus simple qui nous est familier ; nous rendrons ainsi plus clair l’exposé qui suivra.
- Lorsqu’on plonge du zinc parfaitement pur et homogène dans de l’eau acidulée, on n’observe, tant que le zinc reste isolé, aucune réaction si ce n’est en tout premier lieu : une différence de potentiel électrique s’établit immédiatement par ce fait, mais tout se borne là.
- Vient-on au contraire à réunir le zinc à l’acide par un corps moins oxydable que ce métal, aussitôt un courant électrique s’établit et la réaction a lieu.
- Le simple contact ne suffit donc pas pour qu’il y ait réaction ; il ne peut produire qu'une sorte d’orientation, de tension, ou, si l’on veut, un nouvel état d’équilibre atomique, dans lequel interviennent une force électromotrice et une force contre-électromotrice qui lui est égale et opposée. Compléter le circuit à l’aide d’un corps non oxydable ou moins oxydable, c’est rompre cet équilibre en supprimant la force contre-électromotrice par la création d’une voie de départ offerte à l’électricité.
- Mais le flux électrique ainsi établi constitue une énergie disponible qui peut servir à isoler du zinc si on le fait agir, par un procédé convenable, sur un sel de zinc facilement décomposable.
- Pourvu donc que l’on subvienne, par un
- (*) La Lumière Electrique, du 17 mars 1894, p. 541-
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- apport d’énergie supplémentaire, aux pertes de rendement inévitables de ces opérations successives, on voit qu’il est possible de former un cycle réactionnel répondent en tous points à notre définition de la vie.
- Si donc cette définition exprime la réalité du fait, ne devons-nous pas parvenir à retrouver dans le cycle vital l’image de celui que nous venons de décrire ?
- Nous devons maintenant envisager le phénomène de la nutrition cellulaire et nous demander comment, dans le milieu complexe qui l’entoure de toute part, la cellule peut en quelque sorte choisir les éléments atomiques qui lui conviennent ; par quelle influence directrice ces derniers s’orientent et s’ordonnent de façon à devenir partie intégrante d’un tissu organisé ;• d’où vient enfin l’impulsion qui détermine le sens du roulement vital, permettant à la cellule de s’assimiler d’une part tel élément déterminé du milieu, alors que, simultanément, elle abandonne d’autre part un élément qui vient de faire partie de son tissu ?
- Il est facile de répondre à cette question si nous nous reportons à la réaction minérale zinc-acide et si nous la prenons de nouveau pour terme de comparaison en y supposant le zinc à l’état extrêmement divisé. Nous avons vu que, dans ce cas, l’acide prêt à se combiner au zinc est tenu en échec par l’électricité libérée par la toute première réaction, électricité qui neutralise son affinité.
- Il en est de même ici : les albuminoïdes du protoplasme correspondent au zinc très divisé, l’oxygène représente l’acide du cas précédent. Lorsque cet oxygène, maintenu à l’état inactif, grâce aux albuminoïdes avec lesquelles il est virtuellement associé, pénètre avec elles dans le domaine de la cellule et arrive en présence d’éléments albuminoïdes identiques, mais plus oxydables pour des raisons que nous verrons plus loin, il s’y combine aussitôt. C’est ainsi qu’il libère les albuminoïdes nouvelles de la combinaison virtuelle qu’il avait formée avec elles ; celles-ci aussitôt profitent de l’électricité produite par l'oxydation pour élever leur état électrique propre au niveau voulu pour qu’elles puissent, grâce à cela, entrer à leur tour dans l’édifice cellulaire structural ainsi andothermi-quement constitué.
- C’est de la sorte que s’établit tout naturelle-
- ment le cycle réactionnel qui constitue le roulement vital.
- Le mécanisme que nous venons d’expliquer montre combien les phénomènes chimiques qui représentent la nutrition cellulaire se font dans l’intimité de la substance vivante même, d’atome à atome et de molécule à molécule, en produisant sur place et au fur et à mesure de leur apparition l’énergie nécessaire à la réaction suivante.
- D’après ce processus, la cellule, pourrait-on dire, soutire au milieu par son affinité propre, que je nommerai pouvoir sélectrolytique, mais qui n’est que la résultante de l’état électrique préalable des éléments en action, les matériaux qui conviennent aux différents points de sa substance. La sortie d’un élément provoque nécessairement la rentrée d’un autre élément identique. Grâce à la continuité du roulement, chaque atome de la cellule passe successivement, toutes choses égales d’ailleurs, par les mêmes phases que celui qui l’a précédé, depuis l’instant de son admission dans la substance de la cellule jusqu’au moment où il s’en sépare. Avant de s’introduire dans la substance de la cellule, l’atome doit quitter la combinaison virtuelle dans laquelle il était engagé. C’est la disparition de l’atome qui le précède qui fournit précisément à celui qui le suit le taux d’énergie nécessaire pour opérer sa séleclrolyse ou sa libération de sa combinaison virtuelle.
- La vie représenterait ainsi le dernier stade d’une évolution physico-chimique dont il faut chercher le point de départ dans les actes dits de présence.
- De même que nous avons vu, en chimie minérale, tomber l’hypothèse de la force catalytique, que personne ne pourrait plus défendre aujourd’hui, de même nous verrons disparaître celle de la force vitale, dont le souvenir servira à caractériser la période d’investigation actuelle.
- L’auteur expose ensuite ses vues sur la reproduction et l’évolution. La cellule placée dans un milieu favorable s’y développe. Mais les conditions chimiques ne lui permettraient que d’augmenter indéfiniment de volume; pour que la cellule prolifère soit par division directe, soit par division indirecte, il faut en outre qu’une cause physique vienne en modifier la conofrmation d’une façon continue. Or, l’auteur pense que cette cause n’est autre que l’existence, au sein de la cellule, de directions de moindre résistance électrique, conséquences du mode de structure moléculaire. >
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- Des phénomènes psychiques.
- S’il est vrai que les organes des sens constituent un réglage qui proportionne le degré de l’oxydation vitale aux excitations provenant du milieu et si, d’autre part, la genèse d’énergie provoque par la sélectrolyse une fixation d’éléments organiques dans les régions mêmes où s’opère la réaction, ne serai-je pas en droit de conclure que toute impression modifiant le courant nerveux se répercute jusqu’au muscle par l’intermédiaire des centres et détermine une variation d’oxydation et de dépôt, si petite qu’elle soit, qui est fonction de l’excitation?
- L’impression n’aura pas seulement pour conséquence une variation sélectrolytique, mais encore elle intéressera les anastomoses, c’est-à-dire les communications nerveuses par lesquelles l’énergie électrique a été répartie ; car nous savons que pour atteindre le muscle, en partant d’un point impressionné, il a fallu passer par un centre quel qu’il soit et éventuellement par le cerveau.
- Rien ne prouve en effet que certaines anastomoses ne puissent être créées par les nécessités de telle ou telle transmission. Il pourrait en être ainsi si les cellules nerveuses possédaient une sorte de plasticité dont nous avons déjà parlé et en vertu de laquelle sous l’effet d’attractions électriques provenant de différences de potentiel existantes et voisines, s’établiraient entre elles des communications plus ou moins temporaires ou persistantes, plus ou moins puissantes, plus ou moins nombreuses et plus ou moins uniformément réparties ou localisées.
- Cette genèse de voies de conduction secondaires assure l’utilisation maximum de l’énergie électrique.
- Depuis le moment de la fécondation jusqu’à l’âge avancé, l’énergie électrique aidée ou contrariée par les actions étrangères influençant l’organisme et modifiant les conditions normales, chercherait sa meilleure ou plus facile utilisation. Là serait la cause première de la vie, de la prolifération cellulaire, de la genèse du nerf, de celle du muscle, la cause du développement de l’être et de l’évolution de l’être aussi bien que celle de l’existence d’un processus et d’un état psychique.
- La répétition des mêmes impressions, en
- confirmant et augmentant le premier dépôt, créerait pour ainsi dire une modification organique permanente qui pourrait aller, au point de vue évolutif, jusqu’à la constitution de types spéciaux plus particulièrement réceptifs à certaines catégories d’excitations.
- Aussitôt que cette organisation se trouve réalisée dans un individu quelconque, la mise en jeu de ce mécanisme particulier ne doit plus forcément dépendre d’une manière immédiate d’une cause extérieure; le sujet est susceptible de recevoir sous l’action de l’excitation la plus légère, fût-elle interne, l’impression correspondant à une excitation antérieure sans que l’irritation matérielle initiale vienne renouveler celle-ci; à partir du moment où la structure serait acquise, et lorsque l'organisme repasserait par des phases à peu près identiques à celles produites par une excitation qui aurait laissé en lui sa trace, ilse souviendrait.
- Si l’impression était identique, sous tous les rapports, à celle provenant d’une excitation antérieure, le souvenir ne se produirait pas. La mémoire devrait être considérée comme une combinaison d’excitations anciennes presque fortuitement renouvelées, avec des excitations actuelles de nature différente : la notion du temps ferait défaut chez un être que l’on pourrait imaginer comme inexcitable ou comme subissant continûment, et d’une façon absolue, les mêmes excitations tant internes qu’externes.
- Quant à la pensée, elle serait le résultat indéfiniment variable d’excitations anciennes ou médiates, combinées entre elles ou avec de nouvelles excitations réelles ou internes. En raison des anastomoses existant entre les cellules des centres, une pensée en provoquerait d’autres, et ainsi de suite, comme s’il s’agissait d’excitations extérieures réitérées.
- Chaque idée correspond à un mode de distribution générale déterminé. Il y aura donc autant de pensées différentes qu’il y a d’états différents de répartition générale de l’énergie.
- Tels sont les rapports qui existent entre la structure du cerveau et les phénomènes intellectuels. Mais on ne doit pas considérer cette structure comme préétablie; elle est la conséquence des excitations sensorielles qui ont déterminé des variations dans les dépôts sélectro-lytiques soit dans les centres, soit dans les muscles chez l’individu ou chez ses ascendants.
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- Les considérations qui précèdent, ajoutées aux considérations physiologiques antérieures, conduisent à concevoir l’existence d’un parallélisme étroit, dans l’échelle animale et chez l’embryon, entre l’accroissement d’une partie du système musculaire, celui du réseau nerveux sensoriel et celui de l’intelligence. Ces trois choses seraient connexes, entièrement dépendantes ou fonction l’une de l’autre. Le réseau anastomotique du grand sympathique pourrait à la rigueur être considéré comme le véritable représentant d’une psychologie inférieure ou réflexe, si l’on peut ainsi dire. Le réseau anastomotique cérébral serait celui de la psychologie supérieure ou intellectuelle, dérivant primordialement des excitations sensorielles. En recherchant quels sont les tissus correspondant aux ramifications nerveuses des sens, on serait en possession de la partie de l’appareil électrogène correspondant plus particulièrement aux facultés psychiques.
- On arrive donc, par cette voie, à l’unité entre les fonctions organiques et les fonctions psychiques, et cette unité s’affirme bien d’ailleurs dans les analogies entre les actes réflexes et les actes volontaires.
- Quelle différence y a-t-il, en effet, au point de vue du mécanisme intime, entre un acte réflexe et un acte conscient?
- On peut répondre qu’il n’y en pas. Ni l’un ni l’autre de ces actes ne sont libres; la même fatalité des lois physiques et chimiques les enchaîne à la réaction organique envisagée dans son ensemble. C’est toujours au bénéfice ou au détriment de cette réaction totale que s’opèrent les réactions partielles, quelles qu’elles soient et quel que soit leur siège.
- Entre l’acte le plus conscient, tel que celui que je pose en vous communiquant mes idées, et l’acte purement réflexe du cœur qui bat à mon insu et règle ses mouvements avec une sorte d’automatisme, se trouvent échelonnés, en une série indéfinie et par dégradation insensible de la conscience, des actes réflexes et instinctifs qui représentent la majeure partie de notre activité.
- Ce que l’on a appelé conscience est la simple abstraction qui correspond au retentissement produit dans l’ensemble de l’appareil électrogène par l’impression reçue ou l’acte accompli par une ou plusieurs de ses parties.
- Le tout supporte la conséquence de l’action qui s’est effectuée dans la partie, puisque le tout et la partie sont intimement liés et solidaires; mais l’appareil électrogène domine une de ses parties de toute la différence d’importance fonctionnelle qui existe entre eux ; dans son ensemble il constitue l'être perfectionné, sensible à des influences qui ne peuvent être que d’ordre physique et qui l’ont graduellement doué de motilité et d'activité. C’est ainsi qu’il ressent proportionnellement à son importance ou à sa perfection et à la valeur organique relative de l’impression reçue. C’est-à-dire qu’il compare et mesure parle fait, ou bien qu’il apprécie et juge l’acte effectué.
- L’appareil électrogène a le pouvoir ou la faculté, ce qui veut dire qu’il a pour mission ou pour fonction d'agir, s’il y est sollicité par une excitation interne ou externe. Il agit donc obligatoirement, à moins que d’autres excitations internes ou externes de sens contraire, telles, par exemple, que celles qui provoquent \sl volt-lion, ne viennent contrebalancer l’influence de la première.
- Ce qu’on a appelé libre arbitre n’est qu’un déterminisme égaré dans la complication; c’est la fatalité des lois physico-chimiques de l’organisme opérant au milieu d’actions déjà produites par elles, c’est à-dire au milieu de l'immense quantité de faits, de pensées, d’idées et de sensations longuement emmagasinée en nous et dont émane notre dernière pensée ou notre dernière action.
- Cette fatalité y est tellement diluée qu’on a peine à en suivre les lignes et à en reconnaître les traces, mais c’est toujours l’expression et le résultat de ces lois, toujours une fatalité.
- L’exposé que je viens de faire, si résumé qu’il soit, suffira sans doute à faire connaître mes vues synthétiques; je ne me dissimule pas que, pour bien faire, chacun des points visés devrait être plus précisé, plus appuyé et plusdéveloppé ; j’espère que, dans la mesure de mes forces, il me sera donné d’y revenir.
- J’attends maintenant de l’expérimentation la plus rigoureuse, poursuivie de la manière la plus large et la plus étendue, l’examen impartial et approfondi du système qui a fait l’objet de beaucoup de mes pensées depuis tant d’années.
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- FAITS DIVERS
- • Dans nos deux derniers numéros nous avons donné une énumération des lignes de tramways électriques établies en Europe. Voici maintenant des chiffres relatifs aux tramways américains. Donnons d’abord les états de TUnion possédant plus de 5oo kilomètres de tramways électriques :
- New-York.... 1280 kilomètres avec 2427 voitures.
- Ohio.......... 1075 — igo3 —-
- Massachusets. 975 — 3317 —
- Pensylvanie .. 885 — 1225 —
- Illinois..... 676 — 711 —
- Michigan..... 540 —- 640 —
- Missouri..... 526 — 1854 —
- Washington.. 5io — 336 —
- Les réseaux les plus étendus sont ceux des villes suivantes, ayant toutes plus de 100 kilomètres de lignes (nous désignons par les abréviations suivantes les différents systèmes : E. Edison. Sh. Short, W Westinghouse, TH. Thomson-Houston, R. Rae, Sp. Sprague) :
- Boston (Massachusets). 680 k. avec 2i3i voit. (TH.)
- Brooklyn (New-York). 278 — 430 — (TH.)
- Mankato (Minnesota). 205 — 5uo — (E. Sp. TH )
- St-Paul (Minnesota)... i52 — 3o5 — (TH. Sh.)
- Omaha (Nebraska).... r 35 — 236 — (E).
- Newarlt (New-Jersey) . 120 — 200 — (E. TH.)
- Indianopolis (I ndiana). 120 — 275 — (E. Sh. W.
- Denver (Colorado).... 119 — II7 — (E. Sh.)
- Saint-Louis (Missouri). 112 — 220 — (E. Sh.)
- Detroit (Michigan).... 107 — 3o5 — (R.)
- Davenport (Iowa) 104 — 110 — (TH.)
- On voit que dans les grandes villes on emploie plus de deux voitures par kilomètre de ligne. Au total, on comp' tait en 1893 environ 12000 kilomètres de tramways éléc triques avec plus de 17000 voitures. Si l’on se rappelle qu’en 1890 il y avait seulement 4000 kilomètres avec 6000 voitures, on peut se faire une idée du développemen rapide de la traction électrique aux États-Unis. On peut encore mentionner ce fait qu’en 1891 le nombre des chevaux a baissé de près de 3oooo sur un total de 117000. Aujourd’hui, il ne reste plus qu’un peu plus de 5ooo kilomètres à traction par chevaux avec 17000 voitures.
- On sait que l’abaissement du prix' de l’aluminium, déjà si considérable, dépend surtout de l’extension des applications de ce métal. Grâce à l’électrométallurgie, le procédé d’extraction est dès à présent arrivé à un grand degré de perfection, il ne reste plus qu’à trouver des débouchés. C’est d’ailleurs ce que l’on s’efforce de créer de toutes parts. L’armée allemande, par exemple, fait déjà usage d’ustensiles de cuisine en aluminium. D’autre
- part, depuis quelque temps on fait entrer ce métal ou ses alliages dans la construction des embarcations de plaisance ou de celles destinées à des voyages fluviaux de quelque importance.
- C’est ainsi que M. Lefebvre, de Paris, a construit récemment un chaland a coque d’aluminium pour la mission Monteil. Le môme constructeur vient également de fournir à la commission hydrographique du Niger une embarcation qui, comme la précédente, est démontable, très légère (2200 kg ) et présente néanmoins un un déplacement considérable (11 tonnes).
- La coque, entièrement en alliage d’aluminium, est formée de huit tranches, comprenant chacune deux demi-tranches : elles s’assemblent deux â deux dans le sens longitudinal sur une forte quille en acier. Chaque demi-tranche porte des cornières rivées qu’on relie à l’aide de boulons. Une bande de caoutchouc interposée entre les cornières assure l’étanchéité.
- Cette embarcation, le Jules Davoust, peut marcher à la voile et à l’aviron, il porte deux canons Hotchkiss. Ce bateau a été démonté et expédié à Bordeaux, où il a été embarqué avec les explorateurs.
- Les procédés usités pour recouvrir les métaux de zinc, d’étain ou de plomb n’ont pas paru, jusqu’à présent, applicables à l'aluminium. Quand on plonge une feuille d’aluminium, nettoyée mécaniquement ou décapée par des moyens chimiques, dans l’étain, le zinc ou le plomb fondu, ces métaux glissent sur la surface de l’aluminium sans s’y attacher.
- M. Oliven a trouvé que pour fixer l’étain, le zinc ou le plond fondu, il suffit de soumettre la surface de l’aluminium à un brossage énergique, à chaud, dans le bain métallique. On peut se servir pour cela d’une brosse en fil d’acier.' Dans ces conditions, l’aluminium se recouvre d’une couche régulière du métal fondu.
- L’insuccès de l’opération tenait, à ce qu’il semble, non pas au manque d’affinité de l’aluminium pour les métaux en question, mais à la formation immédiate, au contact de l’air, d’une mince couche d’alumine, que le frottement supprime.
- M. Barillé a présenté à l’Académie des sciences un thermomètre électrique avertisseur pour étuves de laboratoire. Cet instrument se compose d’un thermomètre à mercure ordinaire, dont la tige se renfle légèrement au-dessus de la graduation limite. Un fil de platine scellé dans le réservoir plonge dans le mercure. Un second fil de platine pénètre dans la tige par son extrémité supérieure. Enfin, un troisième fil de platine, -celui-ei mobile et de longueur appropriée, s’enroule en spirale à son extrémité autour du fil précédent et se termine par un petit index-curseur en acier, auquel II est soudé. Un aimant agissant à travers le verre sert au réglage de la
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- température; il permet de maintenir le curseur en acier, muni de son fil, toujours adhérent au fil fixe, dont il augmente ainsi la longueur. Par cet artifice, il sera aisé, en effet, en faisant glisser l'aimant dans un sens ou dans l'autre, d'amener l’extrémité du fil curseur au degré de la température que l’enceinte ne doit pas dépasser, et de l’y retenir immobile en serrant l’écrou de l’aimant.
- Un liquide convenablement choisi par rapport à l’étendue de la graduation du thermomètre remplit la tige et le réservoir supérieur de l’instrument Ce liquide permet de chasser tout l’air de l’appareil avant de le sceller, de maintenir dans les conditions voulues l’adhérence des fils et de faciliter leur manœuvre,
- En raison des difficultés que présente l’emploi simultané de l’hydrogène et de l’oxygène pour l’alimentation du chalumeau oxhydrique, on substitue ordinairement à l’hydrogène le gaz d’éclairage, Mais si ce mélange permet d’obtenir la lumière Drummond, il est de beaucoup inférieur au mélange oxhydrique proprement dit pour l’obtention de hautes températures. Pour préparer simultanément et mélanger dans les proportions voulues les deux gaz oxygène et hydrogène, M. IL-N. Worren a imaginé ce qu’il décrit sous le nom de chalumeau électrique dans les Chemical News.
- Ce dispositif n’est autre qu’un voltamètre formé d’un tube en U, dont les branches contiennent chacune une électrode en platine. Les gaz dégagés par le courant électrique dans cet appareil vont se mélanger dans le corps même du chalumeau. L’appareil est d’une grande simplicité et fournit le mélange gazeux avec la composition exacte donnant le plus haut degré de température.
- Les tramways électriques de Marseille donnent des résultats satisfaisants au point de vue financier. D’après le Journal de V Electricité^ les 18 voitures automobiles ont parcouru l’année dernière 590 835 kilomètres, transporté 3 712 714 voyageurs, et réalisé une recette brute de 536 216 francs. Les frais de traction, comprenant le salaire du personnel, la production de l’énergie, l’entretien du matériel, fixe et roulant, à l’exclusion de la voie, et les réparations ont été de 28 centimes par voiture-kilomètre.
- Il serait question d’une exposition internationale d’électricité qui se tiendrait à Paris, en 1895, du 1" juillet au 3i octobre.
- On y affecterait le Palais des machines, au Champ de Mars, et le Palais de l’industrie, aux Champs-Elysées.
- Dans le premier seraient installées les machines à vapeur et les dynamos génératrices, pour la transmission de l’énergie ; dans le deuxième serait concentrée la réception de la force motrice et toutes les applications de ,
- l’électricité. Les deux palais seraient réunis par une voie ferrée sur laquelle circuleraient des voitures de tramway ou de chemin de fer actionnées par l’électricité, de façon à mettre en concurrence les divers systèmes connus. Enfin, des bateaux électriques circuleraient sur la Seine.
- Cette idée mérite évidemment d'être encouragée. On se rappelle encore le succès de la première exposition d’électricité, dont les initiateurs ont rendu un service considérable à l’industrie française, et quoiqu’on ne leur en ait pas montré grande reconnaissance, cette circonstance ne doit pas décourager ceux qui se proposent de mettre en lumière les progrès accomplis depuis cette première grande manifestation.
- Les expériences de traction électrique du Havre, dont nous avons parlé en détail, vont être continuées très prochainement par un essai de mise en service de la locomotive Heilmann, A la suite d’un arrangement conclu officiellement il y a quelques jours avec la Compagnie de l’Ouest, il a été décidé que la locomotive électrique assurerait sous peu le service d'un certain nombre de trains de banlieue sur la ligne Paris-Mantes.
- On doit féliciter la Compagnie de l’Ouest d’avoir pris l’initiative de cet essai intéressant qui permettra de déterminer les conditions exactes de fonctionnement de la locomotive Heilmann en service courant comparées à celles des locomotives à vapeur effectuant le même parcours.
- Le professeur Ritter communique à VElectrician, de Londres, la méthode suivante pour faire des additions et des soustractions sur la règle à calcul.
- Considérons les équations ajb = i/x , et par suite aj{adrb)— 1/(1 -f- .r). Ce sont ces équations qui indiquent la méthode à employer pour obtenir la somme a xb. On place le 1 de la réglette en face le nombre a de la règle. Le nombre b de la règle se trouve alors vis-à-vis de x sur la réglette. Ajoutons 1 à xt et nous trouverons en face de (x -b 1) de la réglette le nombre (a + b) sur la règle. La soustraction s’opère d’une façon analogue. Il est douteux que cette opération soit biètî utile, quoique les habitués de la règle à calcul arrivent a ne plus pouvoir calculer mentalement.
- M. Tacchini, directeur de l’observatoire romain, vient de publier un mémoire sur la carte magnétique de l’Italie exécutée d’après une méthode analogue à celle que M. Moureaux a suivie pour la construction de la carte magnétique de la France.
- La direction des lignes isogones italiennes offre la particularité d’être méridienne, sauf quelques inflexions locales, principalement situées le long des côtes. En con^ séquence, le service italien se propose d’étendre ses opé-
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- rations aux îles voisines, notamment à l’archipel Toscan, la Sardaigne et l’archipel Sicilien ainsi-qu’aux pays voisins la côte de l’Algérie et de la Grèce, ainsi que la côte de Tripoli et de Tunis et la Corse, mais dans cette dernière île ils seront devancés par M Moureaux, qui fait en ce moment ses préparatifs de départ. Ce physicien compte faire i5 stations sur le tour de l’île et 7 ou 8 dans l’intérieur, de sorte que la carte magnétique de la Corse, déjà ébauchée par lui il y a quelques années, pourra être considérée comme établie d’une façon définitive.
- La Société l’Electrochimie, qui fabrique depuis plusieurs années le chlorate de potasse par électrolyse dans ses deux usines de Vallorbes (Suisse) et de Saint-Michel de Maurienne (Savoie), essaie en ce moment la fabrication industrielle des persulfates; en particulier, elle obtient du persulfate d’ammoniaque par oxydation du bisulfate d’ammoniaque à l’anode dans une solution sulfurique.
- Ces persulfates sont susceptibles d’être employés dans le blanchiment du coton, et les conditions de rendement sont telles que ce produit pourra être préparé à un prix convenable
- Un grand navire postal, la Tamise, a quitté le port de Marseille pour Saïgon, où il sera attaché à la ligne Saïgon-Haï-Phong D’une richesse remarquable au point de vue des aménagements, ce steamer offre la double particularité que tous ses services sont éclairés par l’électricité, et qu’il pourra être transformé au besoin en croiseur. A cet effet, on l’a muni de tourelles avant et arrière pour y placer des pièces de chasse et de retraite de gros calibre. Il suffira de munir la passerelle de projecteurs Mangin pour la surveillance des torpilleurs, ce que permettra l’installation électrique du bord.
- Le conseil municipal de Worthing (Angleterre), vient de voter une somme de 5ooo francs pour permettre à M. Hermite de démontrer la valeur pratique de son système d’assainissement.
- L’Institut britannique de médecine préventive a délégué sir Henry Roscoe et le Dv Ruffer pour faire les analyses chimiques et bactériologique nécessaires.
- The Electrician dit que le comité de la voirie de Londres s’étant occupé récemment de la nomination d’un inspecteur des installations électriques, proposa de lui attribuer une rémunération annuelle de 7^00 francs. Or, il paraît que tandis que l’inspecteur municipal du gaz touche pour ses fonctions 10000 francs, M. Preece, le plus grand électricien du jour », aurait conseillé de ne pas dépasser au début un crédit de 5ooo francs pour l’inspecteur électricien.
- Quelques membres de la commission ont même fait observer que les électriciens sont aujourd’hui si nombreux que beaucoup se trouvent dans la misère, faute d’emploi. Finalement, le salaire en question a été fixé à 625o francs. Et, dit avec raison notre confrère anglais, on espère trouver un homme compétent capable d’inspecter pour ce prix 80 kilomètres de rues éclairées à l’électricité, et cela parce qu’une foule de gens incompétents, s’intitulant à tort ingénieurs-ciectriciens, encombrent la corporation.
- On nous annonce la publication prochaine du rapport depuis si longtemps attendu de la Commission de vérification de l’Exposition électrotechnique de Francfort. Le Comité s’excuse des retards qu’a subis cette publication.
- Nous n’avons pas à apprécier ici les raisons qu’il invoque, mais cette longue élaboration nous permet d’espérer que le rapport en question contiendra des données intéressantes et précises sur les appareils et les systèmes nouveaux qui n’ont pas manqué à Francfort en 1891.
- Éclairage électrique.
- La Compagnie Edison fait construire en ce moment en plein cœur de New-York, dans la Cité, une nouvelle station centrale. Vu la cherté du terrain on a, suivant en cela l’exemple d’autres usines de New-York, décidé de superposer les différents locaux pour les chaudières, les machines, les réserves de charbon. Le bâtiment, large de 25 mètres et long de 75 mètres, présente la hauteur considérable de 5o mètres.
- Au rez-de-chaussée se trouvent 14 machines à vapeur, dont 10 de 25oo chevaux, 2 de I25o et 2 de 600 chevaux, actionnant 28 machines dynamo d’une puissance totale de 28000 chevaux. Ces machines peuvent alimenter 320000 lampes à incandescence. Le courant est distribué sous 120 volts par un système à trois fils.
- Le premier étage comprend au centre des locaux de service et latéralement des dispositions de chauffage par la tuyauterie principale de vapeur et les conduites d’échappement.
- Le deuxième étage est occupé par les pompes alimentaires des chaudières et les souffleries produisant le tirage artificiel dans les foyers; il y a en outre des rails pour des wagonnets recevant les cendres des foyers situés au-dessus.
- Au troisième étage se trouvent en deux rangées 3o chaudières; et au quatrième enfin, entre 28 et 37 mètres au-dessus du sol, est situé le magasin à charbon aménagé pour 3ooo tonnes.
- Les i3 mètres qui restent sont occupés par trois autres étages comprenant des bureaux et des ateliers.
- Les communications entre les divers étages se font naturellement par ascenseurs»
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- La station ne comprend pas d'accumulateurs; elle desservira un district peu étendu, mais très dense.
- La ville de La Réole a décidé l'installation de la lumière électrique pour son éclairage public. Ce dernier sera assuré par no lampes à incandescence de 16 bougies. L’énergie électrique sera produite par des moteurs à vapeur d’une force de 80 chevaux actionnant quatre dynamos de 12S volts, en même temps qu’une pompe, à l’aide d’une transmission électrique. Cette pompe puisant l’eau en Garonne la refoulera dans les réservoirs de 3oo mètres cubes placés à 5o mètres de hauteur, afin d’être distribuée à i5 fontaines et 40 bouches d’arrosage. Ce double service d’éclairage et de distribution d’eau sera inauguré le 14 juillet prochain.
- Télégraphie et Téléphonie.
- La téléphonie sans fil est possible, comme on sait, en se servant de l’induction électrostatique ou de l’induction électromagnétique Mais on peut également transmettre les signaux par conduction dans le sol.
- Pour établir une communication téléphonique entre deux postes distants de 120 mètres, sans avoir à poser de fils, M l’abbé Le Michel a établi des contacts avec la surface du sol entre des points écartés d’environ 6 mètres. La conduction se fait alors par dérivation du courant à la surface du sol le long de chemins séparés par des surfaces plus résistantes. Dans le Cosmos, l’auteur examine aussi un second système consistant à prendre comme conducteur et comme circuit de retour denx couches conductrices séparées par une autre plus résistante.
- Il est évident qu’une grande partie du courant se perd à travers la dérivation intermédiaire, mais la faible fraction qui atteint le récepteur peut être suffisamment intense pour permettre la transmission téléphonique soit de la parole, soit, dans les cas moins favorables, de signaux télégraphiques Morse.
- Le bureau de Berne vient de publier les renseignements suivants sur le montant des taxes téléphoniques des différents pays :
- En Allemagne, les téléphones sont presque exclusivement exploités par l’État, et l’abonnement est en général assez élevée
- En Angleterre, la National Téléphoné Company fait payer de 400 francs par an dans la cité de Londres à û5o ou 200 francs dans les petites villes.
- En Autriche-Hongrie, les prix sont uniformes pour tous les bureaux téléphonique de l’État, installés partout excepté à Vienne. Le prix total comprend une taxe d’installation de 125 francs pour une distance ne dépassant pas 5oo mètres, et de 25 francs pour chaque centaine de
- mètres additionnelle ; enfin deux autres taxes annuelles d’ensemble J 25 francs.
- Les téléphones en Belgique sont en partie exploités par l’État. Le prix d’abonnement n’est pas uniforme, il dépend de la distance au bureau central. Sur les réseaux de l’État, le prix annuel est de i5o francs pour une dïsr tance d’un kilomètre. Les compagnies privées prélèvent de 125 à i5o francs. Au Luxembourg, les prix varieni de 75 à iuo francs.
- Au Danemark, la Compagnie téléphonique de Copenhague, qui est reliée avec la Suède par un câble appartenant à l’État, prend environ 210 francs par an. Les abonnements dans les villes de province varient depuis 40 francs jusqu’à io5 francs.
- En Espagne, la plupart des réseaux appartiennent à des compagnies; le prix d’abonnement varie entre 75 et 275 francs.
- En France, les téléphones sont maintenant entre les mains de l’État. Pour les villes de plus de 25 000 habitants, le prix d’abonnement annuel est de 200 francs, et pour les villes moins importantes, de i5o francs.
- En Hollande, la Compagnie Bell a presque monopolisé les téléphones, et les prix varient d’après l’importance des villes. A Amsterdam, par exemple, l’abonnement coûte environ 25o francs; à Rotterdam, 25o francs; à La Haye, 210 francs; à Harlem, Utrecht, Arnheim, Groningue et Zaandam, villes d’environ 3oooo habitants* ce prix descend à 125 francs. Dans les villes plus petites, l’abonnement est réduit à 100 ou 90 fr., et peut subir de plus fortes réductions encore dans certains contrats s'étendant sur plusieurs années.
- En Italie, les téléphones peuvent être exploités par l’État et par des particuliers. Pour les villes d’importance moyenne, le prix d’abonnement se monte â 125 ou i5o francs.
- En Norvège, le prix varie, selon l’importance des villes, entre 55 francs et 110 francs. On étudie en ce moment la création d’un vaste réseau à exploiter par L’État.
- La Suède possède un réseau téléphonique des mieux établis, et exploité en grande partie par l’État, en partie par de nombreuses compagnies. En général, le prix d’abonnement annuel est de u5 francs pour une distance maxima de 1 1/2 kilomètre du bureau central. Dans les villes plus petites, on descend jusqu’à un prix de 25 francs par an. Certaines Compagnies, par exemple, ne font payer que 40 francs par an.
- En Suisse, les prix ont été réduits successivement jusqu’à 80 francs. Le résultat de ces réductions a été un accroissement considérable du nombre d’abonnés. A la fin de 1891 on comptait 12595 téléphones.
- Imprimeur-Gérant : V. Nory.
- Imprimerie de La Lumière Electrique. — Paris, 3i< boulevard des Italiens.
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- La Lumière Electrique
- Journal universel d? Electricité
- 31, Boulevard des Italiens. Paris
- Directeur : D* CORNÉLIUS HERZ
- XVI* ANNÉE (TOME Ll) SAMEDI 31 MARS 1894 N° 13
- SOMMAIRE. — Les compteurs téléphoniques; A. Hess. — Notes sur l’industrie électrique aux Etats-Unis; E.-J. Brunswick. — Sur quelques expériences de radiophonie ; Eug. Semmola. — Chronique et revue de la presse industrielle : Block System électrique Fletcher. — Etude des réactions chimiques au moyen de l’électricité, par M. J. Garnier. — Parafoudre Wurts. — Préparation du persulfate d’ammonium, par M. Elbs. — Collecteur de courant Roberts. — Théorie et projet des dynamos à courant constant, par M Henry S. Carhart. — Revue des travaux récents en électricité : Méthode d’essai des propriétés magnétiques du fer, par Gisbert Kapp. Discussion. — Sur un théorème reliant la théorie de la synchronisation et celle des résonances, par M. A. Cornu. — Faits divers. — Table des matières.
- LES COMPTEURS TÉLÉPHONIQUES
- En téléphonie, la connaissance d’un grand nombre d’éléments statistiques est d’une utilité incontestable. En nous plaçant au point de vue de la téléphonie urbaine, nous constatons que l’organisation sérieuse du travail et du matériel des bureaux centraux ne se base précisément que sur les résultats des statistiques acquises au prix de dispendieux tâtonnements et qu’il est de toute nécessité de tenir au courant.
- C’est ainsi, par exemple, que la moyenne journalière ou même la moyenne horaire du nombre de conversations par abonné détermine le nombre d’abonnés dont on peut confier le service à une téléphoniste. Mais il est également nécessaire de connaître la moyenne individuelle pour chaque abonné, afin d’arriver à une bonne répartition du travail entre les diverses sections du bureau, et dans chaque bureau on est amené jusqu’à tenir compte des habitudes des abonnés, dont certains sont loquaces, d’autres plus brefs. En un mot, il est indispensable que les chefs de réseau aient entre les mains une statistique du nombre de conversations, moyen et individuel, et il serait utile également qu’ils en connussent la durée.
- Lorsque, par un procédé quelconque, on cherche à évaluer ces inconnues, on est frappé des différences considérables existant entre les ser-
- vices que réclament du personnel les différents abonnés. Certains font un très large usage du téléphone, d’autres ne s’en servent que rarement. Cette constatation conduit à se demander s’il est juste que le même prix d’abonnement soit réclamé à toute la clientèle. Et la réponse inévitable, c’est qu’au contraire le mode de taxation à adopter ne devrait pas être uniforme, mais plutôt proportionné au nombre de conversations et peut-être même à leur durée.
- Toutefois, l’application d’un tarif de ce genre suppose que chaque abonné fait faire au bureau central un travail et une dépense proportionnels à son activité. Or, s’il en est à peu près ainsi dans les petits bureaux, il'n’en est plus de même, du moins avec le système actuel, sur les grands réseaux. A mesure qu’un bureau se développe, le principe même du multiple exige que le nombre d’organes de contact (jacks généraux) augmente comme le carré du nombre d’abonnés. Le nombre de jacks affecté à chaque ligne d’abonné augmente donc proportionnellement au nombre de lignes.
- L’installation de deux ou trois cents nouvelles lignes, loin de se limiter à l’aménagement des organes propres à leur service, exige que l’on touche également à toutes les autres lignes, qu’on en augmente les contacts et par suite les causes de dérangement et les frais d’entretien. Les difficultés vont donc bien plus vite en croissant que le service fourni par le bureau ;
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- en un mot, le rendement diminue, et cette seule considération, rare en son genre, d’un rendement baissant à mesure que la capacité est augmentée, suffit à faire saisir les difficultés qu'est appelée à rencontrer dans l'avenir l’extension du système multiple.
- Mais ce n’est pas tout. La capacité du multiple est limitée. Lorsqu’un bureau est arrivé en se développant à desservir 6 à 8000 abonnés, la limite est atteinte. En prévision d’une plus ample extension du réseau on crée alors de nouveaux bureaux montés comme le premier et reliés avec celui-ci et entre eux par des lignes auxiliaires. L’intervention de ces dernières n’est pas sans augmenter la durée des mises en communication ; comme elles sont très fréquemment occupées, le bureau est tenté d’abréger les conversations, de couper les lignes.
- A Paris, nous avions bien pis il y a quelques années. De douze bureaux de quartier, on est descendu à quatre; en opérant cette transformation, l’administration a réalisé un très sensible progrès. Mais le système actuel souffre des défauts organiques du multiple que nous venons d’exposer.
- A ces inconvénients de principe, on a voulu remédier en agissant sur les dimensions de certains organes (jacks généraux). On comprend que le remède ne soit pas là, car s’il donne la possibilité (acquise au prix d’autres inconvénients), de relier un plus grand nombre de lignes au multiple, il n’améliore pas le rendement.
- La situation est des plus instructives. Les premiers abonnés au téléphone ont été évidemment ceux qui en avaient un besoin urgent et qui pouvaient faire porter sans inconvénient sur les frais généraux de leur maison un prix d’abonnement assez élevé. Ils profitaient des avantages du multiple à petit nombre de lignes, et l’exploitation du réseau en tirait également avantage. Mais le réseau s’est développé et, de par le principe même du multiple, les difficultés ont augmenté. Maintenant tout nouvel abonné ajoute aux difficultés du service des anciens, et comme les éléments restés en dehors du réseau sont représentés par la petite clientèle très nombreuse qui ne peut pas payer cher, la conclusion est facile à tirer.
- Supposez un fabricant qui produise n objets, et qui pour en produire le double ait besoin,
- contrairement à toutes les lois économiques, d’une machine et d’un travail coûtant quatre fois plus cher. Voilà un industriel qui se trouvera dans la singulière situation de refuser- des commandes, non parce qu’il ne peut développer sa fabrication, mais parce qu’en la développant le rendement de son capital diminuerait. C’est l’image de ce qui se passe déjà dans certaines villes et de ce qui devra se passer dans toutes les grandes villes pour la téléphonie.
- Il est manifeste, en effet, que tout au moins certaines sociétés d’exploitation éprouvent ces difficultés dès qu’elles ont atteint un certain nombre d’abonnés.
- Et si nous n’en avions d’autre preuve, il nous suffirait de citer la réponse faite à un de nos confrères par le président de la Société téléphonique de Philadelphie. Cette ville comptant plus d’un million d’habitants ne possède qu’un peu moins de 4000 abonnés, qui payent un abonnement variable entre 750 et 3ooo francs, selon la distance qui les sépare du bureau. Exprimant sa surprise d’un pareil état de choses, notre confrère s’est attiré la réponse typique que voici : « We don’t care about more subscribers ; we make more money in this way ! » (Nous ne nous soucions pas d’avoir plus d’abonnés, nous( faisons plus de bénéfices de cette façon !)
- Pour les raisons que nous avons indiquées, il est certain que cette solution est la plus avantageuse si l’on n’a en vue que les dividendes ; mais il faut considérer que la téléphonie doit revêtir les caractères d’un service public, et dans l’intérêt du progrès général on doit chercher à en faire profiter le plus grand nombre.
- Étant donné que l’amortissement de l’installation complète forme la partie la plus importante des dépenses, et que, d’autre part, la rapidité des opérations permet d’obtenir une meilleure utilisation du matériel, on devra donc rechercher un système dans lequel le travail nécessité par la mise en communication et les organes affectés à chaque abonné ne croissent pas démesurément à mesure que le nombre de lignes augmente.
- Ce progrès donnerait la possibilité d’abaisser la moyenne du prix d’abonnement, tout en mettant le téléphone à la portée de tous en détaxant la clientèle qui en fait le moins fréquemment usage. Il en résulterait des avantages à la fois pour le consommateur et pour l’administration
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- exploitante, car, comme pour le service public des transports, l’abaissement des prix entraîne un accroissement beaucoup plus grand du trafic général.
- La partie variable d’une taxe proportionnelle, à laquelle pourrait d’ailleurs s’ajouter une taxe fixe d’amortissement, se baserait donc sur le nombre de conversations par abonné et éventuellement sur leur durée, facteurs dont la connaissance est indispensable pour l’organisation rationnelle du service.
- Nous allons passer en revue les principaux moyens matériels proposés pour le contrôle de ces éléments.
- Comptage du nombre de conversations.
- Lorsque l’abonné doit payer une somme donnée par conversation, il cherche naturellement à en restreindre le nombre au minimum indispensable. 11 en résulte un allègement notable pour le travail du bureau, dont le personnel peut être réduit. Nous en trouvons un exemple dans la statistique donnée par M. Wietlisbach relativement à la téléphonie en Suisse. Le prix d’abonnement était uniforme dans ce pays avant 1889. A cette époque, il fut remplacé par un tarif comportant une somme fixe annuelle de 80 francs et une taxe de 5 centimes par conversation. Or, tandis qu’en 1888 on comptait pat-abonné 1140 conversations par an, on a vu ce nombre descendre à 5oo en 1892. L’administration réalisait donc en 1892 une recette de io5 francs par abonné, ou de 21 centimes par conversation. Le même tarif appliqué en 1888 aurait produit par abonné 137 francs, mais seulement 12 centimes par conversation, ce qui montre qu’il est avantageux d’inciter l’abonné à restreindre le nombre de conversations au strict nécessaire par l’établissement d’un tarif en partie fixe et en partie proportionnel.
- Dès i883, M. Rothen conseillait ce système, dont il indiquait l’application sous la forme suivante : On met à la disposition de chaque téléphoniste une bande de papier portant les numéros des abonnés qu’elle dessert. Chaque fois qu’elle a établi une communication, l’employée trace un trait sur le papier en face du numéro de l’abonné appelant. Deux ou trois fois par mois, suivant les besoins, on renouvelle ces
- bandes, et une employée en relève les résultats sur un registre général.
- C’est ainsique l’on opère en Suisse; mais ce système donne un surcroît de travail aux téléphonistes, et malgré la réduction des communications dont nous avons parlé plus haut, il a fallu augmenter le personnel. On conçoit donc que ce mode d’enregistrement ne peut être appliqué que dans les petits bureaux.
- On connaît aussi la solution qu’offrent les appareils automatiques qui prélèvent eux-mêmes la taxe, car la communication ne peut s’établir que lorsqu'on jette dans une ouverture de l’appareil une pièce de monnaie. Ce système, qui pourrait être excellent si. on l’appliquait aux cabines téléphoniques publiques, ne saurait convenir chez l’abonné.
- Enfin, divers appareils utilisent les mouvements du crochet de suspension du téléphone pour faire avancer une roue dentée et totaliser de cette façon le nombre d’appels émis par le poste.
- Mais ces appareils comptent ainsi toutes les fausses manœuvres et tous les appels infructueux qu’il n’est pas équitable de mettre à la charge de l’abonné.
- Mesure de la durée des conversations. — Une tarification basée sur la durée des conversations introduirait, comme cela s’est produit en télégraphie, l’habitude du laconisme dans les communications, ce qui se répercuterait avantageusement sur le travail du bureau. Car, s’il est vrai que l’établissement d’une conversation de durée quelconque exige le même nombre d’opérations de la part de l’employée, il est certain aussi que les deux lignes occupées seront appelées plus souvent pendant une occupation de longue durée; le travail augmente donc avec la durée.
- Pour les grands bureaux centraux, M. Wietlisbach a proposé d’intercaler dans chaque fil d’essai un voltamètre à zinc ou à cuivre, ün sait que dans certains montages ces fils d’essai sont fermés sur une pile dès que la ligne est occupée, tandis que leur circuit est interrompu quand la ligne est libre. La quantité de métal déposé dans les voltamètres serait donc proportionnelle à la durée totale d’occupation de chaque ligne. Mais on peut objecter que dans ce cas le courant de la pile d’essai doit toujours avoir la même intensité, condition dont la
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- réalisation continue serait une sujétion peu acceptable.
- La solution la plus simple serait un mouvement d’horlogerie avec arrêt électromagnétique. Une montre très ordinaire suffirait; un électroaimant relié à la pile d’appel de l’abonné attire son armature qui déclenche le mouvement d’horlogerie dès que l’abonné décroche son téléphone. La conversation terminée, le téléphone est raccroché, l’armature tombe et arrête la montre.
- C’est à une solution de ce genre que s’est arrêtée la Société Mix et Genest. Son appareil, déjà décrit en détail dans ce journal (1), se compose essentiellement d’un mouvement d’horlogerie à pendule et d’un échappement que le mouvement du crochet commutateur met en marche. Lorsque le ressort moteur est complètement détendu, l’abonné en est prévenu par un signal, et il ne peut se servir du téléphone avant d’avoir remonté l’horloge.
- Le bureau télégraphique allemand a combiné un autre système dans le but de supprimer l’obligation de remonter le mouvement d’horlogerie, et en outre de faire durer la mesure jusqu’à l’émission du signal de fin de conversation. A cet effet, le compteur est actionné électriquement par le courant de la pile locale, qui n’est mise en œuvre que par intervalles. Le montage (2) est disposé de façon que le mouvement ne s’arrête qu’après l’émission du signal final, seul indice qui permette au bureau d’être averti de la fin.d’une communication. A ce point de vue, l’emploi de cet appareil obligerait l’abonné à ne pas oublier de donner ce signal important.
- On peut remarquer que ces divers systèmes ont, par construction même, l’inconvénient de faire payer forcément les deux abonnés interlocuteurs, alors qu’il n’est pas admissible de faire payer l’abonné appelé, qui ne peut, en général, se soustraire à l’obligation de répondre à tous les appels.
- Enregistrement simultané du nombre et de la durée des conversations. — Ni l’un ni l’autre des deux précédents genres de compteurs ne semble répondre au desideratum exprimé plus haut de pouvoir évaluer l’importance du service rendu à chaque abonné. Ce but n’est atteint que si l’on
- (•) La Lumière Électrique, t. XLVIII, p. 481.
- (*) La Lumière Électrique, t XLIII, p. 233.
- enregistre à la fois le nombre des conversations et la somme de leurs durées.
- Le seul système pratique destiné à fournir ces deux indications est celui proposé tout récemment (* *) en Autriche par M. K. Bàrth von Weh-renalp. Il présente aussi cette particularité intéressante que les frais des conversations ne sont comptés qu’à l’abonné appelant.
- L’appareil fonctionne sur les bases suivantes :
- i° Pour toute conversation de durée quelconque on note comme unité une durée fixe, par exemple de 5 ou de 10 minutes, et toute durée supérieure d’une, de deux, de trois unités est comptée comme une deuxième, troisième, quatrième conversation ;
- 20 L’enregistrement des unités de conversation n’a lieu que sur l’appareil de l’abonné appelant et non sur celui de l’abonné appelé ;
- 3° L’enregistrement commence à l'instant où la téléphoniste introduit la seconde fiche dans la. ligne de l’abonné demandé, et n’a pas lieu si la mise en relation des deux abonnés n’est pas effectivement exécutée.
- Ces conditions multiples sont réalisées par un dispositif de contact installé sur les commutateurs du bureau central, et qui, à partir du moment où deux abonnés sont mis en communication, envoie par intervalles régulièrement espacés des courants actionnant un compteur placé chez l’abonné ayant appelé. Le nombre d’émissions de courant indiqué par le compteur donne le nombre d’unités de conversation englobant à la fois la durée et la fréquence. On suppose que les appels se font à l’aide de générateurs magnéto-électriques.
- Comme le montrent les figures 1 et 2, on a placé sous la tablette des fiches un arbre W qui,, sous l’action d’un mouvement d’horlogerie U, décrit un tour complet dans l’intervalle de temps choisi comme unité, soit par exemple en 10 minutes. Cet arbre porte, calées en nombre correspondant à celui des paires de fiches, des roues d’accouplement r, dont la disposition est représentée à plus grande échelle par les figures 3, 4 et 5.
- A côté de chaque roue d’accouplement r est disposé un disque x, fou sur l’arbre et dont la circonférence présente une entaille 1 et, dans un plan différent, une saillie n, de même qu’un
- (*) Zeitschrift fur Elehlrotechnik, novembre 1893.
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- rochet k pivotant autour de a, mais sollicité par le ressort/ à engrener avec la roue r. Sur le pourtour du disque frotte par son extrémité recourbée le bras h d’un levier coudé 2, dont le bras horizontal g porte la fiche S qui, lors d’une
- Æ, qui, dès ce moment, engrenant avec la roue r, rend celle-ci solidaire avec le disque et oblige ce dernier à tourner sur l’arbre W.
- A chaque tour de l’arbre, on voit que la saillie 11 rencontre le nez m fixé sur la lame de ressort
- mise en communication, est portée sur la ligne de l’abonné demandé.
- Le poids q qui sert à tendre la corde de la fiche S oblige le levier h à s’avancer dans l’entaille 1 malgré l’action du ressort antagoniste d.
- Fig. 3
- Gomme dans cette position l’extrémité dentée du rochet k se trouve soulevée, le disque libre x est dégagé de tout lien avec la roue d’accouplement r, qui tourne donc sans l’entraîner.
- Vient-on à soulever la fiche S pour la porter sur la ligne de l’abonné demandé, le bras du levier /î, cédant à l’action du ressorte, se retire de l’entaille 1 et dégage en même temps le rochet
- Fig. 4 et 5.
- Gj. Celle-ci est donc écartée du contact C2 et vient en contact avec la lame C3. La lame Gt et le contact C2 sont intercalés dans le circuit qui relie les deux fiches d’une même paire.
- Dans l’exemple du montage représenté par la
- Fig. 0
- figure 6, les contacts Cj et C2 sont compris entre l’annonciateur de fin de conversation A de la fiche S pour l'abonné appelé et le contact de repos de la clef 4 affectée à l’abonné appelant. La seconde lame de contact C3 est reliée à une pile locale B dont le courant doit actionner les compteurs des postes d’abonnés chaque fois que
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- dans le circuit /,/, Lv^a /2pCl C2 A dTjj-'T, S/, IV et /4qui relie les abonnés le disque tournant rompt le contact entre Cx et C2 et établit celui entre Cx et C3. Dans ce cas, en effet, le courant de la pile peut atteindre le poste de l'abonné appelant par le circuit Terre, B Z C3 G, fi7. Usfx /x et Terre, tandis que pendant ce court intervalle la ligne de l’abonné demandé est coupée.
- Il n’est pas absolument nécessaire que l’arbre W fasse un tour complet dans l’intervalle de temps pris pour unité; la durée d’un tour peut être un multiple de cette unité, mais les disques x doivent alors présenter un nombre correspondant d’entailles d’enclenchement.
- Le mode d’enregistrement des communications que comporte ce système est donc en résumé le suivant.
- Admettons que la durée définissant l’unité de conversation ait été fixée à 10 minutes. Lorsqu’un abonné qui vient d’appeler demande une ligne que l’employée sait par avance être occupée, il en est averti et, la seconde fiche n’ayant pas été soulevée par la téléphoniste, le mécanisme n’est pas enclenché ; l’appel infructueux de l’abonné n’est pas compté. Dans tout autre cas, l’employé soulevant la seconde fiche pour effectuer la mise en communication, l’appareil à contacts tourne dès cet instant. Une première émission de courant a lieu immédiatement, mais, comme elle ne se reproduira que 10 minutes plus tard, les abonnés peuvent converser pendant plus ou moins longtemps, il ne sera porté au compte du premier qu’une unité, à la condition toutefois que la durée de l’entretien n’atteigne pas 10 minutes. Si elle dépasse cette limite, le compteur ajoute une nouvelle unité après chaque période de 10 minutes écoulée; il ne cesse de fonctionmer qu’après la remise en place par l’employée de la fiche de l’abonné appelé.
- Nous n’avons décrit jusqu’à présent que l’application du système aux bureaux à lignes simples. Il est clair qu’avec de petites modifications de détail l'application aux réseaux à lignes doubles est immédiate. La disposition la plus simple consisterait alors à dédoubler les trois contacts Cj, C2 et C3, et à les juxtaposer de façon que les deux lames Cx soient abaissées simultanément sur les contacts C3 par une même saillie n. Les deux lames Cx et les contacts C2 sont intercalés dans le circuit double de la paire de
- fiches; une des lames C3 communique avec la pile mise à la terre, l’autre est directement reliée à la terre. Au moment du contact entre les lames Cj et C3, le courant enregistreur partant de la pile mise à la terre passe par un des contacts G, C8, traverse le compteur chez l’abonné appelant et revient par le second conducteur de la ligne à l’autre contact CjC;, et à la terre. En se servant d’une terre dans le circuit du courant enregistreur, on se ménage la possibilité d’employer une pile commune à toutes les lignes du bureau.
- Sur les grands réseaux, où l’existence de plusieurs bureaux centraux nécessite pour certaines mises en communication l’intervention de plus d’une téléphoniste, il serait nécessaire d’attribuer à toutes les sections possédant des jacks locaux de lignes auxiliaires un certain nombre de paires de fiches spéciales, bien distinctes des autres, et cela afin d’éviter qu’une conversation établie à travers une ligne auxiliaire soit comptée deux fois au lieu d’une.
- Le premier opérateur appelé par l’abonné se servirait de la paire de fiches ordinaire avec dispositif compteur pour relier le jack de l’appelant avec la ligne auxiliaire. A l’arrivée dans le deuxième bureau, un second opérateur terminerait la mise en communication à l’aide d’une paire de fiches non munie d’un compteur. On éviterait toute erreur dans le choix des fiches en faisant passer les lignes auxiliaires dans toutes les sections du bureau, mais en confiant le service de leurs jacks locaux à un opérateur particulier, de façon que chaque téléphoniste du bureau n’ait à manipuler qu’une seule sorte de fiches.
- Dans les petits bureaux à une ou deux tables, l’arbre W peut être actionné par un mouvement d’horlogerie ordinaire à poids ou à ressort, dont la marche peut ne pas être absolument régulière, car on ne saurait prétendre à une précision rigoureuse dans la mesure des conversations. Il est alors nécessaire de remonter l’appareil à des époques indiquées automatiquement par un signal. Mais dans un grand bureau central, il ne semble guère praticable de faire fonctionner un mécanisme qui demande une surveillance périodique. Il paraît préférable dans ce cas de relier entre eux tous les arbres des commutateurs et de les actionner à l’aide d’un petit moteur à vitesse uniforme.
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- Dans la section desservie par une employée, la pile ne peut jamais donner lieu à deux émissions de courant simultanées, puisque l’employée ne peut effectuer deux liaisons exactement au même moment. Si l’on intercale donc dans le circuit commun de la pile un compteur principal (Z dans la figure 6), cet appareil totalise les conversations établies en un temps donné par une même employée, et ses indications peuvent avoir une certaine valeur au point de vue du contrôle et de la statistique.
- Quant à l’augmentation de dépense dont ce mécanisme affecte le prix d’installation par abonné, on conçoit qu’il ne peut être très élevé, puisqu’il est commun à un grand nombre de lignes. Il est vrai que chaque poste d’abonné comporte en outre un compteur individuel., mais, comme nous allons le voir, cet appareil peut être d’une grande simplicité.
- On peut, en effet, se servir de tout système
- Fig. 7
- de compteur capable d’enregistrer le nombre d’émissions de courant de même sens provenant d’une pile, sans être affecté par les courants alternatifs des magnétos.
- La maison O. Schaeffler, de Vienne, a construit dans ce but un appareil très pratique, pouvant compter jusqu’à 10000 conversations.
- La figure 7 en fait saisir la construction très simple. Le levier d’armature II de l’électroaimant M porte articulé à son extrémité libre le rochet p glissant sur deux roues dentées contiguës Nj et N2 à 100 dents. Le rayon de la roue N, est inférieur de la profondeur des dents à celui de la roue Nâ. La plus grande roue présente à l’endroit correspondant au zéro du cadran une entaille de la double profondeur des dents, de sorte qu’après 100 mouvements progressifs de la grande roue N,, le rochet p pénètre jusqu’à la roue Nj et l’entraîne de la largeur d’une dent. L’aiguille solidaire avec la petite roue indique par conséquent les centaines d’unités de conversation, celle de la grande
- roue indique les unités. Le taquets dont est muni le levier H empêche tout mouvement de recul des roues dentées, et les vis v et vx servent à régler la course de l’armature ainsi que la tension du ressort antagoniste o.
- Ce compteur peut être intercalé directement entre le parafoudre et le crochet de suspenaion du poste d’abonné; si l’on veut, en outre, éviter l’influence dans le circuit téléphonique de l’électro-aimant (dont la résistance peut d’ailleurs être très faible), on place en dérivation sur le tout un condensateur. On peut craindre que des courants envoyés par inadvertance sur la ligne ne fassent avancer l’aiguille du compteur, sans que l’abonné ait touché à ses appareils. Il sera donc préférable de placer le compteur dans le circuit téléphonique même du poste d’abonné, mais en prenant les disposi-
- tions nécessaires pour empêcher que l’abonné puisse arrêter la marche du compteur en raccrochant son téléphone au moment de l’émission du courant.
- Une telle disposition appliquée au poste habituel des réseaux de l’Etat autrichien est représentée par les figures 8 et 9. Elle comprend un levier d’arrêt L pivoté en a qui dans sa position normale s’applique contre la plaquette isolée i fixée à l'extrémité du crochet de suspension J mobile autour de q. Dans cette position le crochet qui termine le bras n> du levier d’arrêt exerce une pression sur le ressort/et établit par ce fait une communication entre le levier L et la borne K, communication qui met le compteur en court circuit (fig. 9). Tant que le téléphone est accroché, il est donc impossible d’actionner le compteur, qui reste en court circuit.
- En décrochant le téléphone, l’abonné permet
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- au ressort v de soulever le crochet de suspension de façon à l’éloigner du contact e communiquant avec la sonnerie g et la magnéto d'appel I, et à l’amener en contact avec la pièce d reliée au téléphone T. Il en résulte que le ressort vx peut attirer le levier L assez loin, pour que celui-ci ne soit plus repoussé par l’extrémité i du crochet de suspension lorsqu’on abaisse ce dernier de nouveau. La déviation de levier L rompt d’ailleurs le contact avec le ressort /et par suite le court circuit shuntant le compteur.
- Dans cette nouvelle position des organes, l’abonné peut se servir de tous ses appareils comme à l’ordinaire : il peut appeler, recevoir un appel ou parler, mais il lui est impossible d’intervenir dans le fonctionnement normal du compteur avant qu’il ait donné le signal de fin de conversation. Dans ce dernier cas, après avoir accroché son téléphone, il tourne la manivelle G de sa magnéto; par ce fait, l’excentrique c s’est également mis à tourner, et dès son premier passage sous le crochet n>, il fait revenir le levier L devant la plaquette isolée i. Dès lors, tous les organes et toutes les communications sont ramenés à leur état initial.
- Sur le schéma du montage d’un poste d’abonné (fig. 9), e désigne le levier de contact pour la pile D du microphone, M le microphone, Q la bobine d’induction, Z le compteur shunté par un condensateur G, et E la ligne de terre.
- Dans la position normale, qui est aussi celle que représente le diagramme, le compteur Z est mis en court circuit par les connexions avL et pf. Après soulèvement du téléphone, le contact entre L et/est rompu. Le courant enregistreur passe alors de l par / T, Q, y, a et le compteur Z à la terre, ou dans le second conducteur de la ligne.
- En dehors de la sécurité de fonctionnement que présente cet enregistreur, son emploi aurait aussi pour conséquence d’engager les abonnés à ne pas oublier d’émettre le signal de fin de conversation.
- Nous ne nous permettrons qu’une légère critique à l’adresse du système que préconise M. de Wehrenalp. Il peut arriver, et c’est le cas le plus fréquent, que l’employée ne sache pas d’avance si la ligne demandée est occupée ou non. Elle est donc dans l’obligation d’essayer la I
- ligne, et ce dans la plupart des systèmes à l’aide de la seconde fiche. En cas d’occupation de la ligne, l’abonné appelant se verra donc compter une conversation, malgré l’insuccès de son appel.
- A. Hess.
- NOTES SUR L’INDUSTRIE ÉLECTRIQUE
- AUX ÉTATS-UNIS (*)
- Recueillies au cours d'une Mission du Ministère du Commerce (septembre 1893)
- Chapitre 5. — Exposition de Chicago (suite).
- 8. The Standing and Record of Jenney appa-ratus. — La figure 34 indique le mode original de montage des dynamos de cette compagnie.
- Fig. 34 .— Dynamo type de The Standing and record of jenney apparatus.
- Les joints du circuit magnétique sont assurés par des pinces boulonnées faisant partie des culasses. Après l’alésage pour la pénétration du noyau inducteur, la culasse est refendue et le boulonnage permet de serrer énergiquement la portée du noyau.
- Jusqu’à 10 kilowatts, les machines sont semblables au type en fer à cheval (type Letter de la Compagnie Westinghouse). Au-dessus de 10 kilowatts, la disposition est celle de la figure 34, à laquelle on pourrait appliquer la dénomination de latérale ; l’action des masses polaires sur l’armature est bien équilibrée et les paliers sont dans de bonnes conditions.
- (') La Lumière Electrique du 34 mars, p. 570.
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- Les induits sont enroulés en tambour pour uo-125, 220-25o, ou 5oo-55o volts.
- Ces machines sont construites comme moteurs depuis 1/2 cheval (2750 tours) jusqu’à 100 chevaux (700 tours) et comme génératrices depuis 1 kilowatt (255o tours) jusqu’à 80 kilowatts (700 tours); utilisation spécifiqueg watts à 14,8 watts par kg. pour les grandes puissances.
- 9. Fort WayneElectric C°. — Parmi le matériel exposé par cette compagnie, alternateurs, géné-
- rateurs à courants continus et appareillages divers n’offrant rien de particulier, nous relevons néanmoins un compteur (fig. 35) qui enregistre les ampères-heure et participe à la fqis du compteur Shallenberger et du compteur Thomson.
- Comme dans le premier, un champ tournant entraîne une pièce métallique : ici c’est un tube léger en cuivre muni de deux ou plusieurs an-neaux"de fer. La vitesse de rotation est rendue
- INDUCTION
- gWtOVit i.no ic» «
- CÜiM) soy
- q^No.309S PAT. JUNE4 89
- wwiW't. ;
- Fig-, 35. — Compteur électrique enregistrant les ampères-heure (Fort Wayne Electric C°).
- proportionnelle à la consommation au moyen d’un cylindre de cuivre tournant avec l’arbre dans le champ d’aimants permanents.
- io. Standard. Electric C°. — Cette compagnie préconise également un système, c’est-à-dire un ensemble de matériel pour installations complètes d’éclairage à arc. Ce système n’offre rien de remarquable. Ses seules particularités résident dans la disposition de l’armature des dynamos et dans des modes de suspension très étudiés pour les lampes à arc.
- Les dynamos sont du type Manchester, enroulement Gramme, et établies depuis 20 arcs
- de 2000 C. P (1200 tours, 1070 kilog.) jusqu’à 60 arcs (925 tours, 3375 kilog.).
- L’anneau est monté en porte-à-faux sur un croisillon, ce qui permet une grande ventilation, mais ne nous semble pas assurer une solidité à toute épreuve. La figure 36 montre une perspective de l’induit de ces machines.
- Ces machines sont munies d’un régulateur de champ dont le principe consiste à déplacer une pièce de fer doux entre les cornes dès épanouissements et à faire varier l’intensité du champ en créant des dérivations magnétiques plus ou moins grandes.
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- Les suspensions de lampes à arc que nous signalons permettent de soulager la corde du treuil, sauf pour la montée et la descente des lampes. Pendant ces opérations, les bornes de prise de courant sont court-circuitées automatiquement.
- ii. Belknap motor C" (Portland, Maine). Les machines exposées sont du type dit supérieur.
- Les génératrices sont de 3oo watts (2400 tours) à 36 kilowatts (700 tours) sous 110 volts pour l’arc et l’incandescence.
- Pour la transmission d’énergie sous 220 ou 5oo volts, les dynamos sont construites depuis 6,5 kilowatts (i3oo tours) à q5 kilowatts (800 tours).
- L’utilisation spécifique est de 10 watts par
- Fig. 36. — Induit des dynamos de la Standard Electric C°.
- kilog. à i3 watts par kilog., suivant la puissance.
- Les enroulements sont à tambour.
- Les moteurs construits depuis t/8 de cheval (2800 tours) à 1 cheval (2000 tours), sous' 110 volts, et de 2 (2200 tours) à 5o chevaux (800 tours), sous 110, 220, 5oo volts, sont munis, sur le bâti même, d’un rhéostat avec interrupteur-commutateur très rustique enfermé dans une boîte métallique. Ces moteurs sont enroulés uniformément en shunt.
- Cette compagnie construit en outre, particulièrement, les moteurs dits moteurs « éventail » dont l’emploi est si répandu en Amérique.
- Ces moteurs « éventail » (fig. 3y) (type Iron-clad), très compacts, sont à 4 pôles et fonctionnent sous 110, 120 ou 5oo volts.
- Les inducteurs, au nombre de deux, sont munis d’un double enroulement. Le bâti est fondu
- d’une seule pièce et les épanouissements polaires sont rapportés. Les ailes du ventilateur sont en porte-à-faux C).
- Le noyau de l’armature est en fil de fer enroulé entre deux disques. L’enroulement de l’induit est à tambour et le collecteur disposé pour n’employer qu’une paire de balais.
- Dimensions générales de l’appareil.
- Diamètre Nombre de tours Nombre de m3 d’air
- des ailes par minute déplacés par heure
- 0",540 700 20000
- l "',080 65o 3oooo
- I-.440 55o 60000
- i",8oo 400 90000
- 12. Short Electric Railway C*. — Les généra -
- Fig. 37. — Moteur « éventail » de la Belknap Motor C°.
- teurs exposés sont du type Schuckert; la construction de l’armature présente quelques particularités.
- Le noyau est constitué par un enroulement de ruban de fer dont les différentes couches sont isolées ; les 20 ou 3o derniers tours de ruban sont plus larges que les autres d’environ 5o millimètres, et dans les saillies ainsi formées de chaque côté on fraise des entailles destinées à recevoir de petits coins pour épauler les sections.
- Le ruban de fer employé ao,37 mm. d’épaisseur.
- (') Un des types les plus courants des éventails électriques en Amérique est celui de la compagnie Westinghouse. C’est un petit moteur forme fer à cheval, fonctionnant sans graissage, avec paliers en métal antifriction, dit plumbago; ce moteur se suspend au plafond ou setrans-porteà volonté. Le poids total, compris l’éventail, est de 9 ltilogr.; à 900 tours, sous 100 volts, avec o,5 ampère le moteur développe 2,5 kilogrammètres (l’enroulement est du genre Pacinotti).
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- Ces machines sont à 4 pôles pour 5o,75 et 100 kilowatts sous 5oo volts; les armatures correspondantes ont respectivement o,5oo m., o,65om. et 0,700 m. de diamètre.
- Le nombre des sections de l’induit est de 60.
- Pour 200 et 3oo kilowatts ces dynamos sont à 8 pôles.
- Dimensions générales 200 k\v 3oo U\v
- Poids du bâti et des inducteurs 4000 kg* 10000 kg
- Diamètre de l’armature 0,975 m. 1 ,25o m.
- Nombre de lames au collecteu 200 3oo
- Diamètre du collecteur o,5oo 1T. s o,7?o m.
- Longueur de l’arbre 2,70 m. 3,6o m.
- Diamètre de l’arbre 0,15o m. o,25o m.
- 13. Western Electric C° (Chicago, Illinois). — L’exposition de la Western Electric G" mérite une mention toute spéciale pour l’outillage remarquable employé à la construction de l’appareillage électrique : les machines à décolleter automatiques finissent les pièces les plus compliquées. Les machines à câbler et celles à guiper les câbles sont aussi à citer.
- Outre la fabrication des câbles isolés au papier, à l’okonite ou à la paraffine (brevets Patterson) etc., la construction des tableaux téléphoniques et télégraphiques et l’appareillage, la Western Electric C° construit des dynamos bipolaires à tambour, système inducteur en double fer à cheval, pour l’arc.
- Ces machines sont établies depuis 1620 watts (1800 tours) à 27000 watts (900 tours) pour 18 ampères, et depuis 4800 watts (i65o tours) à 28000 watts (900 tours) pour 9,6 amp. Elles ont une utilisation spécifique de 9 watts par kilog. de matière totale.
- Ces machines ont le collecteur en porte-à-faux, les connexions se faisant par l’intérieur de l’arbre, et sont munies d’un régulateur de champ.
- 14. Elektron Manufacturing C° (The Perret système, Springfield, Massachusets). — Cette compagnie a la spécialité des installations privées, des stations centrales isolées d’importance moyenne et des applications des moteurs électriques aux treuils, élévateurs, etc. Sesdynamos sont à inducteurs feuilletés et à armature dentée. C’est la copie américaine du type Rechniewski.
- Pour les petits modèles 75 à 2000 watts le circuit magnétique est en double fer à cheval; de 2000 à 6000 watts et au-dessus les machines sont multipolaires.
- La vitesse de rotation de toutes ces dynamos est assez faible pour permettre de les atteler directement aux moteurs à vapeur.
- 15. Divers. — Parmi les sociétés de même ordre que ces dernières nous pouvons citer :
- Card Electric motor and dynamo C° (Cincin-natti) ;
- Wagner Electric C° (Saint-Louis);
- Greeley (New-York);
- Mather Electric C” (Manchester, Connecticut) ;
- Acmé filter C" (Saint-Louis).
- C. et C. Electric Motor C° (New-York);
- Elvvell Parker Electric C° (Chicago), qui construisent de grandes quantités de dynamos, mais se rattachant toutes aux types que nous avons cités.
- Parmi les curiosités de l’Exposition nous avons relevé le matériel exposé par la Ansonia Electric C” (Chicago) pour confectionner électriquement la cuisine. Des appareils complets pour cuisine — sans fumée — sont exposés et les électriciens enthousiastes peuvent évaluer l’énergie dépensée pour cuire à point les roast-beefs : l’industrie y gagnera peut-être(r) plus que le goût en Amérique.
- La Weston Standard C° occupe la première place pour la construction des appareils de mesure industriels et pour la spécialité des installations de laboratoire; la Queen C° (de Philadelphie) et Greeley et C° (de New-York) sont au même rang pour la construction des appareils de précision.
- Pour les télégraphes et les téléphones, deux sociétés monopolisent presque absolument ces industries : la Western'Union Telegraph C° et l’American Bell Téléphoné C”.
- Toutes ces expositions particulières mériteraient une étude sérieuse qu’un trop bref séjour à la World’s Fair ne nous a pas permise.
- 16. Sections étrangères. — Parmi les nations étrangères, c’est sans conteste l’Allemagne qui avait l’exposition la plus brillante, grâce aux lourds frais consentis par les industriels pour conquérir ce record.
- La publicité luxueuse des maisons allemandes n’a rien à envier à la réclame intelligemment prodigue des maisons américaines. Des catalogues et notices volumineux et surtout remplis d’intéressantes descriptions sont fournis avec la plus grande libéralité; un personnel distinct pour chaque Société reçoit courtoisement
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- les visiteurs à quelque nationalité qu’ils appartiennent et ne ménage pas les explications détaillées.
- En outre, les maisons de construction allemandes avaient en fonctionnement normal dans les divers services de la World’s Fair un nombreux matériel.
- C’est ainsi qu’y figuraient :
- Schuckert avec ses projecteurs paraboloïdes (éclairage et projections sur le palais de l’électricité);
- L’Allgemeine Gesellschaft avec l’appareillage pour courants polyphasés;
- Siemens et Halske avec une dynamo de 2000 chevaux fournissant une partie de l’éclairage du Palais des Machines.
- Hartmann et Braun, avec de beaux appareils de mesure et installations de laboratoire;
- Felten et Guilleaume avec les câbles de leur spécialité.
- Espérons qu’en 1900 la section française d’électricité luttera avantageusement contre des adversaires si bien préparés et sachant faire valoir commercialement leur matériel.
- France. — La maison Sautter et Lemonnier exposait une série de vues très intéressantes d’installations et de matériel électrique et un groupe de moteurs à vapeur actionnant directement une dynamo (type de la marine) ainsi qu’un projecteur Mangin.
- La maison Breguet exposait, outre quelques appareils de précision, un projecteur parabo-loïde, différentes machines Desroziers et un petit groupe (modèle pour torpilleurs) de dynamo Desroziers à 5oo tours, commandée directement par un moteur type pilon.
- Les appareils de mesure étaient bien représentés par les maisons Carpentier, Ducretet, Richard; les télégraphes par la maison Dumoulin-Froment, etc. Enfin, l’Administration des Postes et Télégraphes occupait avec ses appareils un vaste emplacement.
- Malheureusement les visiteurs s’arrêtaient peu devant des expositions inactives, et l’aspect de la section française n’était guère animé.
- Le véritable défaut de notre Exposition d’électricité à Chicago était le manque d’une réclame bien organisée. Il faut constater à ce point de vue notre infériorité marquée aussi bien en Amérique que sur le continent.
- En Amérique, où la vie est constamment fié-
- vreuse, pour réussir, une altitude bien tranquille, bien réservée ne vaut rien. Il faut du bruit, du tire-l’œil, de l'éloquence — pour ne poinl dire du bavardage — autour des créations qu’on veut lancer.
- Les conditions de vente des appareils et des machines montrent que nous pourrions fort bien, malgré les tarifs, lutter contre nos concurrents d’outre-Océan à condition de bien étudier nos modèles et surtout de perfectionner notre outillage. Déjà sur l’ancien continent les constructeurs américains s'organisent;, attendrons-nous d’être vaincus pour comprendre leur supériorité industrielle et commerciale ? Timeis money.
- Quand la menace de cette lutte n’aurait pour effet que de nous faire apprécier la nécessité d’un outillage parfait, ce serait au moins une branche de l’industrie française qui profiterait de la leçon.
- Chapitre VI
- Quelques considérations sur la situation des ouvriers électriciens aux Etats-Unis.
- 1. — Les conditions d’existence aux Etats-Unis sont, on le sait, très sensiblement différentes de ce qu'elles sont en France.
- Pour les mêmes besoins la dépense est environ double et les salaires ne sont pas beaucoup plus élevés en tenant compte de ce rapport.
- Il faut avant tout, comme nous l’avons déjà dit, distinguer entre l’ouvrier complet et le simple manœuvre.
- L’ouvrier capable, et nous entendons seulement par là celui qui connaît à fond les différentes branches de son art trouvera toujours aux Etats-Unis une situation rémunératrice. Mais malheur à celui qui, incomplètement armé, ira végéter dans ce pays où la foule des sans travail n’est déjà que trop nombreuse.
- Dans le cas de l’ouvrier d’art, si nous pouvons l’appeler ainsi, les salaires sont élevés, soit 3 à 4 dollars par jour, mais en électricité l’ouvrier complet n’existe pas. Il n’y a pas, vu le jeune âge de cette branche industrielle, d’ouvriers nés dans le métier, ayant fait auprèsde compagnons longuement expérimentés un apprentissage fructueux. Aussi le personnel électricien aux Etats-Unis, comme partout ailleurs' actuelle-
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- ment, est-il divisé nettement en deux catégories bien tranchées, sauf de rares exceptions :
- i° Le personnel conducteur, réellement capable — Yengineer (terme qui ne correspond nullement au titre d'ingénieur en France, mais qui signifie celui qui conduit l’engin, la machine) — est un mécanicien électricien formé dans un des nombreux instituts pratiques des Etats-Unis.
- Cet engineer a généralement travaillé à la construction des engins qu’il conduit avant qu’on ne lui en confie la direction.
- Il sait aussi bien régler sa machine à vapeur que réparer l’induit de sa dynamo; il a des connaissances techniques réelles. Il est payé à la journée et gagne de 3 dollars 1/2 à 4 dollars par jour;
- Il est absolument nécessaire, étant données les conditions de fonctionnement des stations centrales, qui ne doivent jamais arrêter, que le personnel conducteur soit très capable.
- U engineer est aidé dans la conduite de son groupe — soit une machine à vapeur et les dynamos adjointes — par quelques aides qui sont de simples manœuvres : salaire 1 dollar 3/4 par jour.
- Ces aides sont souvent des Allemands, des Suisses, voire des Français qui ont eu chez eux quelquefois une petite situation, et qui vivent en Amérique à l’état de «quantités négligeables. »
- Pour la manœuvre des tableaux, distribution du courant etc., elle se fait sous la surveillance même de l’intendant de l’usine, par de simples manœuvres.
- 20 Le personnel genre « monteur électricien » est recruté parmi les individus actifs et surtout. qu’on nous permette l’expression, « débrouillards » pris dans toutes les catégories de métiers.
- Dans cette dernière classe certains travaillent courageusement pour être à hauteur de leur nouvelle tâche, mais la majorité se laisse griser par la facilité avec laquelle, dans tous les pays du monde, on a « l’air » d’être devenu monteur électricien. Cette illusion énorme est cependant absolue dans la plupart des cas.
- Résultat : salaire des monteurs en Amérique, 2 dollars par jour, soit au moins la gêne, sinon la misère !
- En ajoutant à ce tableau la jurisprudence expéditive qui règle les différends entre patrons
- et ouvriers on comprendra encore mieux l’état de prospérité de l’industrie électrique.
- Cette jurisprudence n’existe pour ainsi dire pas : l’ouvrier mécontent quitte l’usine bon gré mal gré et cherche à fomenter une grève, et voilà tout; la Compagnie résiste et y gagne le plus souvent, par suite de la facilité du recrutement.
- L’état florissant de l’électricité en Amérique tient même certainement à l’immense liberté laissée aux différentes industries. Liberté ne signifie pas ici entraves réglementées ; non, le public est juge souverain pour agréer tous les progrès, toutes les inventions susceptibles d’augmenter le confort de l'existence.
- A côté de cela, il Faut ajouter que les compagnies, soit de leur propre initiative, soit peut être guidées par le mouvement très bien conduit des trade’s unions, organisent l’établissementdes salaires avec primes de travail (usines d’éclairage électrique de New-York). D’autre part les compagnies puissantes n’hésitent pas à fournir des sommes importantes pour assurer le bien être des ouvriers : des constructions s’élèvent avec salles de réunion, bibliothèques, salles de lecture et de conversation, théâtres, pensions à bon marché pour les femmes, etc. Ceci se passe surtout dans les centres éloignés.
- Tels sont les établissements Carneggie, Gorham et les manufactures d’horlogerie des environs de Lvnn (Massachusets).
- Ce que nous disions plus haut s’applique principalement aux monteurs électriciens et aux conducteurs des stations centrales.
- La situation est différente s’il s’agit d’ouvriers constructeurs électriciens.
- Dans ce cas, nous avons à considérer un véritable mécanicien, et les trade’s unions et leur esprit ont encore bien plus d’action. Leur rôle est bien connu et le rappeler serait retracer l’histoire industrielle des Etats-Unis, sujet beaucoup trop important pour être traité après trois semaines de séjour en Amérique.
- Il ne faudrait pas croire, d’après ce qui précède, que la législation n’ait pas d’action sur les ateliers, mais cette législation est inspirée par le souci de l’être et non de l'industrie: c’est là une nécessité humaine. Bien au contraire, elle s’est préoccupée par les lois des 18 mai 1886, amendées en mai 1887, puis en 1889, en mai 1890 et en mai 1892, (avec sollicitude, comme on voit
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- d’après les nombreux amendements) de la protection des femmes et d@s enfants dans les manufactures, mais elle s’est bien gardée d’intervenir dans les débats entre patrons et ouvriers.
- C’est le propre de l’esprit américain ; chacun se dégage comme il peut, principe égoïste, mais bien commode comme application.
- Nous donnons ci-dessous une analyse succinte de cette loi.
- Article i"r. — a) Durée de travail des femmes au-dessous de 21 ans et des personnes au-dessous de 18 ans : maximum 60 heures par semaine ou 10 heures par jour à moins de faire plus court le dernier jour de travail de la semaine, mais sans dépasser la moyenne de 10 heures par jour:
- b) Dans aucun cas, nulle personne au-dessous de 18 ans ni aucune femme au-dessous de 21 ans ne devra travailler dans les établissements manufacturiers après neuf heures du soir ou avant six heures du matin chaque jour,
- c) Le règlement du travail hebdomadaire, c’est-à-dire l’horaire du travail, devra être affiché dans chaque pièce où seront occupées les personnes ci-dessus désignées;
- d) Les mêmes personnes ne devront jamais être obligées à exécuter un travail quelconque en dehors de l’horaire affiché;
- e) Les modifications à l’horaire ne peuvent être changées avant le commencement de la première journée de travail de la semaine sans le consentement d’un inspecteur ou de son délégué ;
- f) Le jour de travail réduit doit être signifié par écrit à l’inspecteur;
- g) Un registre notant l'horaire de travail rempli par les personnes autorisées à travailler plus de dix heures par jour doit être tenu constamment à jour.
- Art. 2. — a) Aucun enfant au-dessous de 14 ans ne doit être employé dans les manufactures ;
- b) Un registre doit être tenu, relatant le nom, l’âge, le lieu de naissance et de résidence des enfants employés de 14 à 16 ans;
- c) Les enfants de 14 à 16 ans ne peuvent être embauchés que sur la présentation du père ou du tuteur;
- d) Un extrait du registre ci-dessus et de la loi sera affiché dans toute salle occupant des enfants de 14 à 16 ans ;
- e) Aucun enrant ne peut être employé s’il ne sait lire et écrire;
- /) L’inspecteur a le droit d’interdire le travail à un enfant faible et d’exiger un certificat de médecin.
- Art. 3. — a) Aucun enfant au-dessous, de 16 ans ne devra être employé à la manœuvre ou à la garde d’un ascenseur;
- b) Aucune personne au-dessous de 18 ans ne devra être employée à courir avec une vitesse de plus de deux cents pas par minute.
- Art. 4. — Soins de protection contre les machines-outils, ascenseurs, etc.
- Art. 5. — Prescriptions relatives aux escaliers d’usines
- Art. 6. —Appareils de sauvetage obligatoires pour ateliers de trois étages et plus.
- Art. 7. — Notification à l’inspecteur de tout accident aux personnes, et ce dans les 48 heures, avec relation des causes de l’accident et de l’état des lieux, des soins donnés aux blessés et du lieu où ils sont soignés.
- Art. 8. — a) Protections à établir autour dès machines dangereuses : scies, cuves, raboteuses, etc. ;
- b) Défense d’employer personne au-dessous de 18 ans, ni des femmes au-dessous de 21 ans au nettoyage des machines en marche.
- Art. 9. — Ordre d’établir un lavabo confortable et des waler-closets, ainsi qu’un vestiaire pour les femmes.
- Art. 10. — Durée des repas, minimum 60 minutes à midi, sauf avec permission après enquête de l’inspecteur.
- Art. 11. — Peinture, chaulage des plafonds obligatoires annuellement.
- Art. 12. — Espace exigé par personne dans les ateliers pour travail de 6 heures du matin à 6 heures du soir, soit 6,5 m3, et pour travail de 6 heures soir à 6 heures matin, 11 m3, sauf pour ateliers éclairés d l'électricité.
- En cas de ventilation défectueuse, l’inspecteur doit exiger la mise en état dans les trente jours.
- Conclusion.
- En terminant, nous ne nous dissimulons pas qu’il y aurait beaucoup plus à dire et à dire mieux, en électricité, sur les États-Unis. L’Amérique est une école où journellement les travail-
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- leurs de tous pays vont chercher les applications de leurs conceptions. Les impressions que nous avons essayé d’exposer et que nous avons profondément ressenties feraient mieux le sujet d’une conférence que d’un mémoire; puissions nous avoir mis assez d’ordre dans nos idées pour les faire partager à ceux qui nous auront fait l’honneur de nous lire !
- E.-J. Brunswick.
- SUR
- QUELQUES EXPÉRIENCES DE RADIOPHONIE (’)
- Je me proposais depuis longtemps déjà d’essayer de faire tomber, à de très courts intervalles, un petit faisceau de lumière solaire sur les contacts mobiles d’un microphone à charbon,
- a.
- l
- Fig. 1
- en évitant la température de combustion, dans l’espoir de provoquer dans ces contacts un léger mouvement capable d’éveiller à son tour un son dans un téléphone placé dans le circuit de ce transmetteur. Dans l’impossibilité où je me trouvai de disposer d’une installation convenable pour ces essais délicats, je dus y renoncer, et je limitai mesrecherces à l’étude de l’effet des radiations intermittentes sur les microphones à pulvérin.
- J’utilisai d’abord celui de d’Argy, formé d’une très petite boîte cylindrique m m, en métal blanc (fig. i) ; le diamètre des fonds est de 2 et 8 cm. ; la profondeur est de 3 millimètres seulement. Cette boîte, tout à fait semblable à celle des baromètres anéroïdes, dont elle paraît être une reproduction minuscule, est aux trois quarts remplie de grains de charbon artificiel. Sur cha- (*)
- (*) Extrait des actes de la Société Royale d’encouragement de Naples (Traduit par M. Marcillac).
- que fond est fixé, grâce à un petit trou foré en son centre, un petit cylindre de charbon a b, vertical, isolé de la paroi métallique : les extrémités intérieures de ces cylindres pénètrent dans la cavité de la boîte et viennent toucher les grains de charbon ; les extrémités extérieures sont reliés aux fils de la pile et du téléphone. Avec ce microphone, on n’intercale pas dans le circuit une bobine d’induction, en sorte que le courant qui arrive au téléphone est celui même qui a traversé le microphone.
- En parlant devant ce microphone on crée des vibrations sonores qui se transmettent aux grains de charbon ; le courant qui passe devient ondulatoire par suite de ce mouvement particulier et reproduit dans un téléphone les paroles prononcées.
- Ceci rappelé, voici comment fut disposée mon expérience.
- Un faisceau de lumière solaire mn, réfléchi
- f m
- Fi-, 2
- par un miroir plan placé au dehors, pénètre horizontalement dans une chambre à travers une fenêtre percée d’une ouverture circulaire de io centim. de diamètre. C.e faisceau traverse à huit mètres de distance de la fenêtre une lentille biconvexe c (fig. 2) fixée dans l’ouverture pratiquée dans un tambour qui se trouve en avant, et il passe alors dans la chambre postérieure où il se concentre sur le fond antérieur du microphone en y formant une image réduite du soleil, d, très lumineuse et très chaude. Le diamètre de la lentille est de 10 cm.; sa distance focale est de 22 centimètres. A peine entré dans la chambre, près de la fenêtre, le faisceau lumineux rencontre et frappe normalement un interrupteur, c’est-à-dire un disque vertical en carton, de j5 cm. de diamètre, percé sur son pourtour de huit trous équidistants. En animant ce disque d'un mouvement plus ou moins rapide, à l’aide d’une pédale, on rend intermittente la radiation qui tombe sur la lentille. Le disque
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- interrupteur est, comme je l'ai dit, un carton épais : il est fixé suivant deux diamètres sur deux larges lames de fer, en croix; au centre se trouve l’axe de rotation. Cet organe donne de bons résultats : il est léger et produit peu de bruit en tournant.
- J’ai dû mettre l’interrupteur auprès de la fenêtre pour empêcher le bruit de son mouvement de rotation d’arriver j usqu’au microphone, placé, pour la même raison, à une distance considérable dans la seconde chambre, après avoir pris soin de capitonner le tambour avec de l’étoffe. Si j’avais pu avoir un interrupteur actionné par un petit moteur électrique, j’aurais disposé les appareils d’une autre façon.
- Dans les conditions indiquées ici, si l’on fait tourner l’interrupteur très doucement, de manière à n’avoir que quelques interruptions par seconde, on entend nettement dans le téléphone, comme le bruit d’un léger souffle qui se répète exactement à chacune des interruptions de la radiation, en sorte que celui qui écoute au téléphone peut très bien déduire du nombre des souffles ressentis le nombre de ces interruptions.
- On peut ne pas faire usage du disque tournant. Il suffit de couper avec la main le faisceau lumineux pour ressentir au téléphone ce bruit spécial. — Si l’on fait tourner le disque plus rapidement, les bruits se succèdent plus fréquents ; il semble qu’ils tendent à se confondre en un son continu, mais en même temps leur intensité diminue, comme s’ils s’éloignaient : bien plus, à une certaine vitesse de l’interrupteur, le phénomène acoustique devient à peu près imperceptible. Le bruit que l’on perçoit ressemble beaucoup à celui de la sirène acoustique lorsque le disque mobile commence à tourner, avant que les vibrations de l’air soient assez rapides pour fournir un son continu.
- La radiation solaire agit, dans ce phénomène, par ses rayons thermiques; en effet si l’on noircit le fond du microphone sur lequel tombe le rayon, le bruit devient plus fort. Il disparaît au contraire si la radiation traverse, avant d’arriver au microphone, une solution d’alun ou ou même simplement une couche d’eau plus épaisse.
- Il paraît donc certain que toutes les fois que la radiation frappe la surface métallique du microphone, elle détermine dans celle-ci une dila-
- tation subite et lorsqu’elle cesse, ûne contraction. Cette vibration du fond, transmise aux grains de charbon intérieurs, engendre en eux un mouvement spécial en raison duquel le courant qui traverse les granules de charbon éprouve une modification qui se traduit par un bruit particulier entendu dans le téléphone. On ne sait pas d’ailleurs si cette agitation particulière des grains de charbon leur est transmise directement à travers l’épaisseur dé la paroi métallique, ou si celle-ci communique sa vibration au cylindre de charbon fixé en son centre, et si celui-ci à son tour la transmet à la poudre.
- Pour éclaircir ce point, j’ai fait dé nombreuses expériences, que je ne décris pas, pour ne point tomber dans des longueurs; je n’en citerai qu’une qui me paraît décisive. J’ai fait construire un microphone très simple : il était formé d'une boîte cylindrique, un peu «plus grande que le type du d’Argy, remplie aux trois quarts de grains de charbon. La partie cbnvexe de la boîte est un anneau en ébonite, de trois millimètres de haut, fermé de part et d’autre par deux fonds métalliques plats, fixés sur l’anneau par des vis ou par les rebords des fonds mêmes, qui sont ainsi isolés l’un de l’autre par l’ébonite. On fixe ce microphone sur une lame de bois fortement inclinée et l’on relie les fonds aux fils aboutissant à la pile et au téléphone : on obtient ainsi la transmission de la parole aussi bien qu’avec le système d’Argy. Cet appareil est des plus simples : quelle différence avec les premiers microphones à pulvérin, si compliqués, d’un emploi si délicat qu’il fallait y dépenser de longues heures ! C’est presque une nouvelle preuve que dans nos recherches humaines la solution la plus simple est souvent la dernière qui nous vienne à l’esprit. En substituant cet appareil au d’Argy, on entend dans le téléphone aussi bien qu’avec ce système. Cette expérience me paraît prouver que la vibration engendrée à la surface du rond métallique se transmet aux grains de charbon intérieurs à travers l’épaisseur du fond même. Avec ce microphone aussi, en faisant tourner plus rapidement l’interrupteur, les bruits diminuent d’intensité jusqu’à s’éteindre et il m’a été impossible d’obtenir un son déterminé.
- J’eus l’occasion de connaître un nouveau microphone à poudre, qui se trouvait en essai à la station centrale des téléphones de Naples. Cet
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- appareil, système Hunnings, adopté par la Société téléphonique d’Anvers, comprend dans ses parties essentielles, un cylindre bas et massif en charbon (fig. 3) avec des fonds presque verticaux, haut de 1 centimètre et de 3 centimètres de diamètre. Dans la masse du cylindre, d’un fond à l’autre, sont pratiqués cinq trous remplis de granules de charbon : chaque trou a six millimètres de diamètre. Sur chaque fond du cylindre se trouve une lame métallique plate, épaisse de moins de deux dixièmes de millimètre; la lame postérieure est en contact direct avec le fond du cylindre et avec le pulvérin de charbon; la lame antérieure, au contraire, devant laquelle on parle, est séparée du fond a b du cylindre, par un espace de plus d’un dixième de millimètre, en sorte que les grains de charbon s’é-
- a
- coulent en partie dans cet espace vide et établissent un contact libre et très mobile, avec la lame. Les grains ne peuvent se répandre au dehors et se perdre, car ils ont un diamètre plus grand que l’intervalle qui existe entre la lame et le fond antérieur du cylindre. Les deux lames métalliques sont reliées à la pile et au circuit primaire d’une bobine d’induction dont le circuit secondaire est rattaché au téléphone. La parole transmise par ce microphone est répétée par le téléphone avec une merveilleuse intensité : la voix de celui qui parle devant le microphone résonne au point que l’oreille de l’auditeur en est presque blessée.
- La grande sensibilité de ce microphone m'avait fait espérer la réussite de mes essais et, en fait, en l’employant j’ai enfin obtenu le son tant désiré. Le microphone installé convenablement et l’interrupteur mis en mouvement, on commence à percevoir le bruit; mais en tournant plus vite, de manière à obtenir une centaine d’interruptions par seconde, le bruit disparaît et
- l’on entend à sa place un son faible dont la hauteur est tout à fait déterminée. Si l’on fait tourner l’interrupteur plus ou moins lentement, la hauteur du son se modifie en proportion. J’ai souvent fait donner à l’interrupteur son maximum de vitesse, puis je faisais abandonner la pédale; la vitesse du disque diminue alors rapidement et l’on entend dans le téléphone le son devenir rapidement plus grave et finalement s’éteindre. On pourrait encore supposer que le son ainsi obtenu provient du bruit de l’inter-rupteür qui se communiquerait au téléphone; il suffit d’arrêter la radiation en continuant à faire marcher le disque; le bruit cesse complètement.
- Il est presque inutile de répéter que les radiations efficaces sont les radiations thermiques : en effet, si l’on noircit ou enfume la partie antérieure du microphone, le son devient sensiblement plus fort; il disparaît si l’on fait traverser par la radiation des milieux peu ou point dia-thermiques.
- Je n’ai pu encore déterminer quels sont, parmi les rayons thermiques, ceux qui conviennent le mieux, mais je suis certain que les radiations rouges et infra-rouges seraient les plus convenables; de sorte que le microphone fonctionne comme un thermophone. Il faut se rappeler que le microphone Hunnings perd quelque peu de sa sensibilité après un certain temps de service: dans ce cas, la voix qui arrive au téléphone est moins claire et le son s'entend alors assez peu. Pour rendre à l’appareil sa valeur première, il est nécessaire de l’ouvrir, de secouer les grenailles de charbon.et de les remettre bien en place.
- Il est nécessaire aussi que l’image du soleil au foyer de la lentille soit assez chaude pour carboniser au moins le papier sur lequel on opère pour la mise au point: il est préférable par suite, de faire ces expériences pendant la saison chaude et par un ciel sans nuages.
- Il est bon, en outre, de ne point trop échauffer, en prolongeant les essais, la lame du microphone; car,dans ce cas, le son s’affaiblit encore. J’ai substitué une lame d’argent à celle de fer laminé et doré qui existe à la face antérieure du microphone Hunnings et il m’a semblé que le son n’avait pas changé.
- Il y a plusieurs années déjà que des expériences de radiophonie ont été exécutées en
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- Europe par des physiciens bien connus, parmi •lesquels Bell, Tyndall, Preece, Tainter, Merca-dier et d’autres : ces essais ont fait reconnaître qu’un gaz ou une vapeur que frappe une radiation thermique intermittente acquiert un mouvement vibratoire sonore; mais tout le monde n’était pas d’accord pour reconnaître qu’un solide pouvait agir de même. Il s’engagea une -longue controverse, les uns affirmant, les autres niant; enfin les recherches de M. Mercadier, effectuées en 1885, montrèrent que le fait était possible. L’expérience que j’ai faite avec le microphone Hunnings est certainement décisive pour démontrer, sans aucun doute, dans la forme la plus simple, la plus directe, qu’une lame métallique, même d’une certaine épaisseur, frappée à sa surface par une radiation thermique intermittente, suffisamment intense, subit de rapides et régulières dilatations et contractions de façon à donner lieu à une véri-
- table vibration thermique, capable de se traduire ensuite par une vibration sonore: en sorte que, en négligeant les transformations intermédiaires, on peut dire qu’elle agit comme un transformateur d’énergie radiante thérmique en énergie radiante sonore.
- Eue. Semmola.
- CHRONIQUE ET REVUE
- DE LA PRESSE INDUSTRIELLE
- Block System électrique Fletcher (1893).
- L’aiguillage de la voie à contrôler: une voie de garage, par exemple, est supposée, en a, entre deux postes d’avant c, et d’arrière b.
- Pour ouvrir les aiguilles, le poste b met le
- Fig. i. — Block System Fletcher.
- signal de la voie principale au danger, ce qui lui fait découvrir une ouverture accédant au commutateur i, par laquelle il insère une clef qui lui fait renverser la direction du courant, puis le commutateur reste enclenché dans cette position par l’électro m, sans pouvoir être ramené à sa position primitive par la clef. Ce renversement du courant de g dans l’électro-aimant fu toujours excité par la pile d, rend cet électro inactif, de sorte qu’il lâche son armature s, qui enclenche le signal ^ de b.
- D’autre part, ce même renversement du courant dans l’électro-aimant p lui fait attirer son armature ,s2, qui déclenche le signal ^ de a, et le
- met à voie libre. Au poste e, la clef x ferme le circuit de la pile t par p1 et l’électro wu qui le maintient fermé par l’attraction de y sur x2 et x^.
- Pour rouvrir la voie principale, il faut refermer les aiguilles de a, et ce mouvement commande un levier qui découvre devant les contacts r, rx une ouverture par laquelle on introduit la clef r2, qui ouvre ces contacts et rompt ainsi le circuit principal, de sorte que ,?2, lâché par son électro-aimant, renclenche le signal s3 pendant que le commutateur i redresse le courant, et que/j, attirant de nouveau s, lâche son signal Aq, qui se remet à voie libre.
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- On a supposé en figure 2 quatre stations a, b, c, d avec aiguillages i“, 1*... identiques à l’aiguillage a. Supposons qu’il faille lancer un train librement, de a, au travers de toutes les stations. Avant que l’aiguilleur a puisse lever le signal de l’aiguille I, il faut que le poste 2a lui ait signalé la voie libre, par le commutateur 3„. Cette commutation fait passer un courant par les électros / et T de 1 et de i«, et aussi par le
- relais 4, qui ferme sur f\ son circuit local, d'é manière que /, déclenche son signal, et que (1 puisse mettre le sien à voie libre. Mais, dés le passage du train vers b, le cliquet de son signal tombe, de manière, qu’une fois mis en danger il s’enclenche, et ne puisse se déclencher qué par l’envoi d’un second courant de voie libre. Avant que b ne puisse abaisser son signal dé manière à permettre au train de gagner c, il
- Fig-, a. — Block System Fletcher.
- faut que 3e envoie, de c, un courant de voie libre en b, etc..., de sorte que le train est constamment couvert.
- G. R.
- Etude des réactions chimiques au moyen de l’électricité, par M. J. Garnier.
- La mesure des conductibilités électriques a déjà permis de suivre les réactions qui s’accomplissent au sein des dissolutions.; on a pu même en déduire des conclusions que la chimie seule était incapable à déceler. M. J. Garnier vient de l’employer pour examiner ce qui se
- passe dans la réduction des oxydes métalliques par le charbon.
- Dans un tube en terre réfractaire, il a placé un mélange d’oxyde de nickel et de charbon de bois pulvérisé, tassé sur quelques centimètres entre deux conducteurs en acier doux; le tube était chauffé au coke. Si on lance un courant avant la chauffe dans le tube, la résistance es,t considérable, l’ampèremètre n’est pas dévié; le voltmètre indiquait dans les expériences 5o volts; après un quart d’heure de chauffe, la réduction s’étant opérée, l'ampèremètre accuse une intensité qui va en croissant jusqu’à 5o am*
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- pères, le voltage devient nul, les particules de nickel formant une chaîne ininterrompue de faible résistance.
- Si on continue à chauffer, le métal réduit se carbure, la résistance augmente et le métal carburé en fondant brise la chaîne, l’intensité tombe à i ou 2 ampères et le voltage revenait à une valeur voisine du voltage initial (^5 volts).
- En opérant sur des mélanges d’oxydes, réductibles à diverses températures, l’ampèremètre et le voltmètre accusent les phases successives de réduction. M. Garnier a opéré sur des mélanges d'oxyde de cuivre, de nickel et de fer.
- Cette méthode appliquée dans l’industrie permettrait à l’ingénieur de suivre parla simple ob-
- servation d’un ampèremètre un certain nombre d’opérations métallurgiques comme la fabrication de l’acier sur sole, le raffinage du cuivre et du nickel.
- Dans le laboratoire, elle peut rendre des services et s’appliquer à l’étude des réactions et des équilibres.
- A. R.
- Parafoudre Wurts (1892).
- Entre la génératrice et la ligne, sont intercalées des bobines 3-3, qui ne s’opposent pas au passage du courant, même alternatif, mais qui opposent aux décharges statiques, comme celles de la foudre, une résistance d’auto-induction
- i 3 ' s3
- Fig-, i. — Parafoudre Wurts.
- très considérable, et elles sont reliées par des contacts 13, 14, i5 à des plaques de carbone 9, 10, 11, plongées dans une auge métallique à circulation d’eau 3,8, formant une excellente terre, par où s’écoule la décharge statique.
- D’après M. Wurts, il se produirait sur la ligne, à chaque décharge, des points neutres ou nœuds, auxquels le potentiel ne varie pas, et où il faut éviter de localiser les bobines 3, 4, qui n’y auraient évidemment pas d’effet. Gomme ces nœuds sont écartés d’environ 0,90 m., on évite cet inconvénient en constituant chaque parafoudre, par exemple, de quatre rangées de bobines écartées de 1,40 m. environ, de manière que,si l’une d’elles se trouve à un nœud, la suivante coïncide avec le ventre correspondant où la tension est la plus élevée. G. R.
- Préparation du persulfate d’ammonium, par M. Elbs (').
- Dans le vase poreux d’un appareil à électro-lyse, on met une solution saturée de sulfate d’ammoniaque dans l’eau acidulée sulfurique au 1/9 : le vase extérieur contient de l’acide sulfurique étendu de son volume d’eau. Une anode en fil de platine (surface o,5 cm2) plonge dans le vase poreux, la cathode est un serpentin en plomb présentant une grande surface et traversé par un courant d’eau pour refroidir le liquide : un serpentin en verre traversé par de l’eau refroidit également le liquide du vase poreux.
- On fait passer 3 à 4 heures un courant de 2
- (') Société chimique, 20 décembre 1893.
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- à 3 ampères avec 8 volts, il se forme des cristaux de persulfate à l’anode; on les sépare et on continue jusqu’à cessation du précipité. Les cristaux essorés et recristallisés dans l’eau tiède donnent du persulfate d’ammoniaque à peu près pur.
- Le rendement peut atteindre 65 0/0 ; comme nous l’avons déjà dit, l’usine électrochimique de Vallorbes prépare ce produit susceptible d’applications.
- A. R.
- Collecteur de courant Roberts.
- Ce collecteur prend le courant sur le commutateur d’une dynamo à l'aide du contact roulant évitant ainsi le frottement et l’usure due aux balais.
- La figure 1 représente le mode d’application
- Fig-, 1 à 4. — Collecteur Roberts.
- de ce dispositif au commutateur d’une dynamo. Les diagrammes 2 et 3 indiquent les proportions des parties pour grandes et petites vitesses. La figure 4 est une variante de ces dispositions.
- Comme on le voit, ce sont des chaînes guidées par des poulies qui prennent contact avec le commutateur et la surface de contact peut-être modifiée en faisant varier l’écartement des poulies.
- Théorie et projet des dynamos à courant constant, par M. Henry S. Carhart (')•
- La réaction d’induit peut être utilisée pour obtenir approximativement un courant constant
- sans balais auxiliaires; mais dans ce cas la charge ne peut pas être portée à son maximum. Les pôles de l’induit doivent être déplacés suffisamment en avant pour produireune augmentation des fuites magnétiques. Comme exemple de ce fait l’auteur prend une machine de quarante lumières dont les balais sont serrés dans une position telle qu’elle alimente trente des foyers sous un courant de 10 ampères. Si l’on met ensuite les dix foyers restants en circuit, quelques petites étincelles apparaissent, et l’intensité augmente de 10 à 12 ampères, variation qui reste dans les limites acceptables pour un éclairage pratique.
- La machine fut ensuite mise complètement en court circuit à l’aide d’un fort barreau de fer réunissant ses bornes sans produire d’étincelle dangereuse. Ceci résulte de ce que la caractéristique, au-delà du genou qu’elle forme, s’approche d’une ligne verticale, caractéristique idéale d’une dynamo à courant constant à réglage automatique.
- Les conditions nécessaires pour la commutation sans étincellesdes sections de l’induit d’une machine à courant constant sont donc ainsi clairement définies. La self-induction des bobines en court circuit doit balancer sensiblement l’action du champ dans les différentes positions des balais.
- M. Esson, dans un mémoire présenté à la Dritish Institution of Electrical Engineers (1), et le professeur Ryan, dans une communication à l’American Institut of Electrical Engineers (2), ont avancé qu’il fallait déplacer les balais sous les faces polaires, de façon à ne pas maintenir l’affaiblissement du champ entre les cornes polaires.
- Cependant, l’auteur a vu des machines à courant constant travailler avec les balais au-dessus des pointes des pièces polaires sans accroissement d’étincelles.
- Cette condition n’est pas absolument essentielle, puisque pour une force électromotrice maxima les balais peuvent être déplacés d’un angle assez grand sans changement appréciable d’étincelles.
- Le professeur Ryan dit également dans le mémoire cité que « l’induction magnétique pro
- (') La Lumière Electrique du 24 mars 1894, p. 577.
- (') Eleclrician, 21 mars 1890.
- (*) Proceedings, t. VIII, p. 463.
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- duite par les-ampères-tours inducteurs doit être uniforme en-tous les points compris entre les surfaces polaires. Cette condition est favorable à la diminution des étincelles, mais n’est pas essentielle. On peut se servir en effet de la surface correspondant à la position des balais pour les différentes charges. Si le champ est bien uniforme, cette surface est la même aux différents points des pièces polaires; si le champ n’est pas uniforme, la commutation peut être encore obtenue, mais dans ce cas une faible variation de courant produit plus d’étincelles que lorsque le champ est uniforme, parce que la zone que peut occuper le balai pour une résistance extérieure donnée est un peu plus réduite. La région balayée par les pôles de l’induit est plus limitée que dans le cas d’un champ uniforme.
- Il suit de là que le type ordinaire d’inducteurs n’est pas admissible pour une machine à courant constant. Ce fait a été remarqué par M. Esson. Pour une machine à deux pôles, le type d’inducteurs à double circuit magnétique est préférable.
- Si donc la carcasse est réduite sur les côtés opposés aux pôles, les surfaces polaires de ceux-ci élargies et arrondies vers les extrémités, de façon à prévenir la saturation, l’induction est suffisamment uniforme, et il est inutile d’avoir recours aux coupures comme celles qui sont pratiquées dans une machine magnéto anglaise décrite dans YElectrical Engineer par Slingo et Brooker.
- Citons encore le passage suivant du mémoire du professeur Ryan : « L’entrefer a une profondeur telle que les ampères-tours nécessaires pour assurer l’induction voulue autour de l’armature sans courant, et produire la force électromotrice maxima que la machine peut être appelée à donner, sont un peu plus grands que les ampères-tours de l’armature lorsque celle-ci fournit le courant normal. Tant que les balais sont maintenus sous les surfaces polaires, il ne se produit pas d’étincelles, quelle que soit la position des balais. Ceci a lieu que l’armature soit ou non saturée ». Puis « Les ampères-tours inducteurs sont plus grands que les ampères-tours induits d’une quantité précisément égale à celle nécessaire pour produire un champ faible destiné à inverser le courant dans la bobine mise en court circuit par le balai. »
- Cette conclusion paraîtrait indépendante des données des machines, mais la machine expérimentée ne pouvait donner au maximum que 35 volts et 22 ampères, et son bon fonctionnement, peut être rarement considéré comme un guide-suffisant pour le projet de machines destinées à donner quelques milliers de volts avec un courant de g,5 à io ampères.
- L’auteur a vu en particulier une machine de 40 foyers convertie en une de 5o foyers sans aucun changement dans les inducteurs. L’armature doit contenir plus de fer ou porter un enroulement plus grand. Ces deux méthodes ont été employées sans aucun effet sur les étincelles. La première méthode conserve la même valeur aux ampères-tours induits ; la seconde augmente ceux-ci de 25 0/0. Si la relation donnée par le professeur Ryan existe dans le premier cas, elle ne peut subsister dans le second avec une telle augmentation des ampères-tours de l’armature.
- En somme, si la relation s’applique dans certains cas, la question de la section relative du fer de l'induit et de l’armature n’en reste pas moins posée. De même, l’induit doit-il ou non être saturé? M. Esson dit qu’un flux de 17000 lignes de force par centimètre carré est le meilleur et est employé en Angleterre dans les ma-^ chines à potentiel constant dans lesquelles le fer de l’armature est porté à une saturation bien plus élevée que celle obtenue ordinairement dans les machines.
- Cette machine peut donner une force électromotrice élevée, mais elle ne peut pas fonctionner sans étincelles avec une seule paire de balais.
- Deux autres types de machines dont l’auteur a lés données travaillent avec 11000 lignes de force par centimètre carré dans l’armature. Ces machines ont été modifiées pour accroître la section du fer induit et diminuer le poids de cuivre.
- L’auteur, qui avait conseillé l’emploi de cette augmentation du fer, a été prévenu récemment par le constructeur que les résultats obtenus étaient très bons. Avec le même nombre de spires sur l’induit, la puissance est considéra-, blement augmentée.
- Une nouvelle question se pose alors : jusqu’à quelle limite la section du fer peut elle être accrue? On a augmenté la section du fer induit jusqu’à la rendre égale aux trois quarts de celle de l’inducteur. Si l’on accroît la section
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- au-dessus de cette valeur, les étincelles apparaissent et elle ne peuvent être évitées qu’en augmentant en même temps le nombre de lames du collecteur, c’est-à-dire en diminuant la self-induction de la section mise en court circuit par les balais.
- En somme, si la puissance est maintenue constante, l’augmentation du fer induit diminue le nombre de spires et la self-induction. Dans une machine ayant deux paires de balais, l’effet
- est de diminuer l’angle formé par les deux balais de même nom.
- Il est intéressant de comparer deux machines ayant sensiblement le même voltage, mais différant complètement par la section et le nombre de spires de l’armature. Soient A et B ces machines; leurs données sont réunies dans le tableau suivant :
- Le nombre total de lignes de force traversant l’armature de la machine A est 365oooo, celui
- Machines Voiture total Tours par minute Nombre de hunes du collecteur Nombre de spire par section de l'iuduü Nombre total do spires Section du fer réduit en centimètres carrés Flux pur conthnâtre carré
- A 2 900 J 000 132 36 4752 171 10 980
- B 2 800 875 190 72 8640 90 12 25o
- delà machine B 2 2i3ooo. Les deux machines doivent fonctionner avec un même courant d’un peu moins de 10 ampères. Le rapport des ampères-tours des induits est en raison inverse des sections du fer. Les ampères-tours de l’induit de la machine B sont ainsi de 82 0/0 supérieurs à ceux de la machine A ; il n’est pas probable que les ampères-tours inducteurs sur B soient également supérieurs de 82 0/0 à ceux de A. Ces données particulières font malheureusement défaut, néanmoins le circuit magnétique de la machine A est tout aussi bon que celui de la machine B.
- Toutefois il est fort peu probable que la relation du professeur Ryan puisse s’appliquer dans ce cas.
- Les auteurs désignés ont néanmoins amené successivement la machine à courant constant et à anneau Gramme à une puissance bien supérieure à celles obtenues par quelques électriciens étrangers, dont plusieurs ont déclaré la chose impraticable.
- L’auteur d'une série d’articles de YElcclrical Review dit : « Au-dessus de 1000 volts il est établi qu’en général il n’est pas possible d’employer des induits à circuit fermé, car, ou bien cela entraîne à des dépenses exagérées, ou encore donne lieu à des étincelles dangereuses sous les balais, ou enfin les étincelles éclatent d’une lame à l’autre du collecteur et détruisent
- rapidement celui-ci... ». « Il paraît plus que
- probable que les machines de ce genre ne peu-
- vent résister aux sérieuses variations de charge lorsqu’elles travaillent à haut voltage, par suite des étincelles qui en résultent ».
- Il dit de plus : « Il est indispensable, dans certaines formes de machines pour arcs, d’avoir une grande réaction d’induit, et lorsque ceci existe, les balais doivent être déplacés exactement d’une certaine quantité vers le centre des pièces polaires pour que les étincelles disparaissent, principalement, s’il y a beaucoup de spires dans chaque section. La dépense exagérée qui en résulte consiste dans le grand nombre de contre-ampères-tours et d’ampères-tours directs qui entourent l’induit. »
- A côté de ces déclarations il existe un grand nombre de machines américaines donnant des débits de 9,6 ampères sous un voltage de 5ooo à 10000 volts. Beaucoup de machines à induit fermé donnent 5ooo volts et sont actuellement en fonction sans diminution de puissance et sans aucun des fatals inconvénients prédits par l’auteur anglais.
- Le projet d’une machine à induit fermé pour l’éclairage par arcs en série a été jusqu’ici limité au type bipolaire, ce qui nécessite l’emploi de grandes vitesses. Les conditions actuelles de la pratique tiendraient plutôt à diminuer ces vitesses. Une machine multipolaire d’environ 5o kilowatts et à faible vitesse est actuellement en construction. L’induit contient un fort poids de fer et beaucoup plus grand qu’il ne serait nécessaire dans une dynamo à potentiel constant:
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- de telles dynamos trouvent immédiatement des débouchés dans l’éclairage des grandes villes.
- F. G.
- REVUE DES TRAVAUX
- RÉGENTS EN ÉLECTRICITÉ
- Méthodes d’essai des propriétés magnétiques du fer, par Gisbert Kapp. Discussion (').
- M. Hughes dit qu’il n’a pas expérimenté avec de grandes inductions magnétiques, mais il s’est beaucoup occupé de faibles magnétisations. Il a employé dans son télégraphe imprimant la même méthode d’essai que M. Kapp. L’armature attirée par l’aimant est arrachée lorsqu’on applique en sens inverse une certaine force magnétisante. On détermine ainsi la force portante. Mais la régulation dépend beaucoup de l’état des surfaces en contact. Chaque fois que l’on démonte l’appareil télégraphique, il faut avoir recours à un nouveau réglage, parce que chaque fois les surfaces de contact sont modifiées. Et comme dans la disposition de M. Kapp l’armature est en contact avec une nouvelle surface à chaque nouvel essai, M. Plughes demande a connaître le procédé employé par l’auteur pour remédiera cet inconvénient.
- M. S.-P. Thompson critique l’appareil de M. Kapp, surtout à cause des corrections variables qu’il est nécessaire de faire subira ses indications. Il faut certainement préférer un appareil qui ne nécessite pas de corrections. Dans le pont de Wheatstone, par exemple, on donne aux pièces de connexion une section et une conductibilité suffisantes pour que leur résistance soit négligeable devant celle des autres parties.
- Dans son perméamètre, M. Thompson a donné à la masse de fer entourant le solénoïde et le piston plongeur une section égale à 200 fois celle de la tige qui sert d’armature. De plus, cette armature ou ce piston qui forme lui-même la pièce d’essai est plus long et plus mince que dans l’instrument de M. Kapp, et cela précisément pour éliminer l’erreur due à un mauvais contact.
- Cêt appareil est dérivé de la méthode em (*)
- ployée par M. Hopkinson dans laquelle deux pièces d’essai sont introduites dans un trou rectangulaire d’une grosse masse de fer et se rejoi gnent au milieu de ce bloc. En examinant cette méthode, qui consiste à séparer les deux pièces d’essai et à mesurer à l’aide d’une bobine d’exploration le flux de force qui les joint, M. Thompson a pensé que pour les besoins industriels il suffirait de mesurer l’attraction entre les deux pièces, et même seulement l'attraction entre une pièce et la culasse de l’électro-aimant. Il n'a adopté ce dernier procédé qu’après l’avoir comparé avec celui de M. Hopkinson, et il a trouvé qu’il répond très bien au but cherché.
- M. Thompson dit qu’il fait actuellement des expériences sur des grandes masses de fer devant servir de culasses à résistance magnétique négligeable, et au cours de ces expériences, il a observé un fait intéressant. Une grande tôle de
- A
- BT
- Pig. î.
- fer de surface très grande par rapport à son épaisseur qui est de 10 millimètres, agit comme un miroir magnétique, en donnant de tous les objets placés devant elle une image négative;
- Supposons que dans la figure 1 A représente une grande tôle de fer doux. On place en regard d’elle une bobine B. Un courant traversant cette bobine donne un certain effet magnétique; lorsqu’il n’y a pas de fer, l’effet est exactement le même que si la feuille était absente et si la bobine avait une longueur double, c’est-à-dire comme si la bobine agissait de concert avec son image Bt. Une petite bobine exploratrice appliquée contre le fer montre que l’effet du fer est simplement de doubler l’action de la bobine magnétisante, et cela non seulement lorsqu’elle se trouve tout près du fer, mais aussi dans toute autre position.
- Si nous plaçons une seconde feuille de fer à l’autre extrémité de la bobine, nous avons un cas analogue à celui d’une flamme placée entre
- (*) La Lumière Electrique du 24 mars 1894, p. 584.
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- deux miroirs, et donnant une série infinie d’images. L’effet résultant de l’interposition d’une bobine entre deux feuilles de fer est de rendre cette bobine de longueur infinie; en fait, on arrive à la conclusion que le nombre d’ampères-tours de cette bobine, multiplié par 0,4 ir et divisé par sa longueur en centimètres, est l’expression exacte de l’intensité de champ sur l’axe, comme c’est le cas avec un solénoïde de longueur infinie.
- M. Thompson demande, à M. Kapp s’il n’a pas songé à une méthode qui permît d’apprécier les propriétés magnétiques du fer, non en tiges ou en feuilles, mais sous la forme d’un bloc de grandes dimensions. Voici ce qui pourrait être essayé. Soit une bande mince d’ébonite percée de deux trous, dans lesquels on place deux petites bobines, l’une recevant un courant, l’autre reliée à un galvanomètre. Plaçons ce dispositif sur un bloc de fer; des lignes de force en sortiront à travers la bobine de mesure. On peut faire un circuit magnétique complet en plaçant un autre bloc sur le tout. On peut obtenir ainsi la perméabilité et la résistance magnétique des blocs et de l’entrefer.
- M. Sleele fait remarquer que dans les pièces de fonte et d’acier il est nécessaire d’enlever les couches extérieures pour arriver au cœur du métal et obtenir des données applicables au même fer en grande masse.
- En ce qui concerne la difficulté des joints, il recommande d’employer une sorte de manchon dans lequel on introduit l’échantillon, car il est beaucoup plus facile d’obtenir une surface unie sur la circonférence de la pièce que d’en dresser les faces.
- Pour essayer la perte dans le fer, l’auteur se sert de la méthode des trois voltmètres, qui lui donne de bons résultats. La facilité deces essais a beaucoup aidé à obtenir des transformateurs à grand rendement.
- M. Fleming n’est pas sûr que les résultats obtenus avec un petit échantillon de métal permettent de prévoir comment se comportera le même fer sous forme de grosses pièces.
- Il fait remarquer aussi qu’il ne suffit pas toujours d’employer des tôles de o,25 à o,3 mm. d’épaisseur seulement pour éliminer les courants de Foucault. Dans un transformateur fonctionnant à pleine charge, il y a toujours des fuites magnétiques, et ces lignes de force déri-
- vées coupent le fer perpendiculairement aux feuilles. Les courants de Foucault ainsi créés peuvent être évités en réduisant l’épaisseur des feuilles.
- Un autre fait empêche que l’on puisse prévoir exactement la perte dans le fer; c’est que cette perte semble dépendre de la forme du courant. M. Blathy a fait quelques expériences à ce sujet. Il a essayé le même transformateur d’abord en employant un alternateur donnant un courant bien sinusoïdal, puis en se servant d’une machine dont la courbe de force électromotrice s’écartait sensiblement de la sinusoïde. La perte a été trouvée sensiblement plus grande dans le premier cas, c'est-à-dire avec la sinusoïde exacte.
- M. Fleming ajoute qu’il est très difficile aux fabricants de reproduire plusieurs fois de suite la même qualité de fer, et leurs appareils ne répondent pas toujours à l’attente des constructeurs. Il n’y a pas de question plus importante que celle de la recherche d’un métal qui soit exempt d’hystérésis, question à la fois électrique, chimique et mécanique.'
- M. Sparks se demande aussi si, après avoir essayé le fer sous la forme d’un petit échantillon, on retrouve les mêmes propriétés dans le bâti de la dynamo ou du transformateur. Il lui semble que, le métal étant soumis, dans les deux cas à un travail tout différent, on ne peut pas s’attendre à ce qu’il présente les mêmes propriétés. 11 a essayé un grand nombre d’échantillons, mais jusque dans une même feuille de tôle il a trouvé des parties de qualités magnétiquement très différentes,
- M. Perry croit que la méthode de M. Thompson n’est pas bonne pour essayer le fer en grande masse. Tout ce qu’on y mesure c’est la résistance de l’entrefer. En ce qui concerne l’influence de la surface de contact, on peut faire remarquer que pour obtenir une grande force portante avec un aimant permanent il suffit de réduire la surface de contact. Sur chaque centimètre carré de la surface, l’attraction est proportionnelle au carré du flux. Avec une petite surface l’induction est beaucoup plus intense, puisque tout le flux passe alors par cette surface.
- M. Mordey trouve que l’instrument de M.Kapp présente une forme tout à fait pratique, mais de petits échantillons ne suffisent pas pour appré-
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- Ô2Ô
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- cier la qualité du fer. Dans une dynamo dont l’armature était toujours attirée du même côté, on a trouvé que ce défaut provenait non d’une dissymétrie de construction, mais bien de l’hétérogénéité du fer, plus perméable dans certaines parties que dans d’autres. Les fabricants capables de fournir du fer de qualité uniforme ne sont pas encore nombreux, mais ils font des efforts dans ce sens.
- Dans ses commandes, M. Mordey prend pour terme de comparaison 25oo lignes par centimètre, et spécifie qu’à ioo périodes par seconde, la perte doit être de 0,84 watt par kilogramme. Cette condition est facile à réaliser et on obtient du fer ne donnant que o,55 à 0,60 watt de perte par kilogramme. D’autre part, la qualité varie de 60 0/0 et plus dans la même pièce de fer, ce qui est un grand inconvénient. Cette question étant importante pour tous, il serait nécessaire d’encourager les fabricants de fer à rechercher les causes de ces variations, mais les fabricants ne sont pas enclins à faire cette étude.
- L’analyse chimique ne suffit d’ailleurs pas pour définir le métal. C’est plutôt une question d’ordre physique.
- M. Ravenshaw a observé que la perte spécifique dans le fer est souvent plus grande dans les grandes machines que dans les petites. Les qualités du fer sont très variables, et il cite un cas où la perte par hystérésis était deux fois plus élevée dans du fer en grande masse que dans un petit échantillon du même fer.
- M. Alex. Siemens croit que l’appareil de M. Kapp ne fait que déplacer la difficulté. Si les difficultés électriques sont éliminées, elles sont remplacées par des difficultés mécaniques, car il faut un travail considérable pour façonner'le barreau à essayer.
- M. Siemens indique le procédé employé à l’usine de Woolwich pour l’essai du fer. L’appareil est basé sur celui de M. Ewing ; il consiste en un tube de cuivre de 90 centimètres de longueur et 18 millimètres de diamètre intérieur. Sur ce tube est enroulé une bobine en circuit avec un rhéostat, une clef d’inversion et une batterie d’environ 10 volts. Un second enroulement sert de bobine d’exploration reliée à un galvanomètre.
- On'introduit dans ce tube l’échantillon de fer, puis on fait passer un courant, et les élongations du galvanomètre permettent de tracer la courbe
- d’hystérésis, si l’on donne au courant des intensités variables. L’aire de cette courbe permet d’apprécier la qualité du fer. Et il est indifférent que l’échantillon de fer soit grand ou petit; ses dimensions n’influent que sur l’orientation de la courbe, mais non sur la surface qu’elle embrasse. Il n’y a donc pas de pièces à ajuster, ce qui constitue l’avantage de la méthode; il suffit que les dimensions du barreau de fer ne dépassent pas celles du tube.
- M. Kapp avoue que la plus grande difficulté est celle que donnent les surfaces de contact, mais comme on mesure des inductions très élevées, l’inconvénient est moins grave qu’on ne le croit. 11 reconnaît d’ailleurs que l’identité de dimensions entre tous les échantillons que l’on veut essayer est un point faible de l’appareil.
- A. H.
- Sur un théorème reliant la théorie de la synchronisation et celle des résonances, par M. A. Cornu (')•
- L'étude générale du mouvement d’un système à oscillations amorties sous l’action d’une force périodique m’a conduit à démontrer (2) que le régime, variable au début, finit toujours par atteindre un état stable où le système, contraint d’abandonner sa période propre, adopte celle de la force additionnelle : l’oscillation est alors synchronisée. J’ai été amené ensuite (3) à particulariser le problème et à introduire les conditions restrictives ordinairement réalisées dans les instruments de physique ou de chronométrie : la simplification devient alors telle que toutes les circonstances du régime variable sont représentées à l'aide d’une spirale logarithmique décrite d’un mouvement angulaire uniforme (indicatrice de synchronisation).
- Les restrictions adoptées dans cette étude étaient les suivantes :
- 1° La force périodique est très petite et instantanée ;
- 2° La période U de cette force diffère peu de la période T d’oscillation libre du système;
- 3° Le coefficient d’amortissement de l’oscillation libre est très faible.
- Un examen plus approfondi m’a permis de
- (*) Comptes rendus, t. CXVIII, p. 313.
- (2) Comptes rendus, t. CIV, p. 1463.
- (3) Loc. cil., p. i656.
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- reconnaître que la condition d’instantanéité n’est pas nécessaire et que la force synchronisante peut varier avec le temps, suivant une loi quelconque, pourvu que cette force soit très petite relativement à la constitution du système, (ün appellera force très petite celle qui, agissant sur le système au repos, produit un écart statique très petit relativement à l’amplitude moyenne des oscillations.)
- Le déplacement angulaire 0 du système oscil-lant, dans son mouvement libre, satisfait à l’équation différentielle (1) dont l'intégrale (2) représente une oscillation amortie (1).
- d! « , d fl , .
- ^ dF2 + <7 d7+r0=ro- O
- . , —ut ( l \
- O—Ae sin2^l- — (2)
- avec les conditions éd„
- N[^ + 4n’(r<-S)r + ‘>-'w"' (7)
- 2 7t
- / \ 2 “ « n tang2n^<[»„ — >K) = —---—,--(8)
- a2 + 4 n
- Chaque coefficient B„, qui représente l’amplitude maximum d’une composante de F, doit satisfaire à la condition (4), que 0„ soit très petit.
- En outre, si l’on introduit les conditions relatives à «T et à T-9, dans les expressions de SB,,, et de <I>„ — <{*„, il vient, toutes réductions faites,
- 4 Tl2 "•pa"
- L’écart statique 60, produit par une force dont le moment est C, est donné par r 0o = C. Introduisant dans l’expression de la période T la condition que l’amortissement a est faible (a2 T2 négligeable devant l’unité), on en tire la valeur de r,' d’où
- expression qui définit la force très petite.
- Considérons maintenant l’action sur le système oscillant d’une force périodique variable avec le temps; l’expression du moment F de cette force développée suivant la formule de Fourier,
- T- V O • 11 t , V* t- 11 1
- F=2, S.sina*- + 2, C. cos a*--
- = 2]B»sin 2 71 (jJ - i?)
- n = l
- formera le second membre de (1); l’intégrale (2) deviendra
- 6 = A e sin 2 n — cp^ + ^ éj$„ sin 2 7c — 4»^ > (F
- n = l
- (‘) Loc. cit., p. 1464.
- æ„ = B„ T2 1 _ q, 4 [>. 1 — n- 1 — if2' (9)
- tang 2 7t U. v)=rxT a,\. \ / 2 u 1 — n2 (10)
- Ainsi la composante oB„ de l’amplitude provenant des termes d’ordre supérieur représente une fraction (décroissant rapidement avec ri) de l’écart statique û„ très petit par hypothèse.
- Au contraire, le premier terme £6, (pourn= 1), bien que l’écart statique 0, soit aussi très petit, prend une importance prédominante, car 0t est multiplié par un facteur considérable : ce terme £1$!, en effet, ne contient au dénominateur que des quantités très petites de même ordre, lesquelles empêchent toutes les réductions faites sur les autres termes. C’est donc uniquement à la composante Eh qu’est due la synchronisation : les autres n’ont pas d'influence appréciable. D’où l’on conclut ce théorème :
- Une force périodique très petite, variable avec le temps, suivant une loi quelconque développable par la série de Fourier, équivaut dans son action sur un système vibrant, faiblement amorti et de période peu différente, à la force pendulaire simple représentée par les termes du premier ordre de la série.
- Ce théorème, très important au point de vue théorique, est fort utile au point de vue expérimental : il justifie, a priori, en les rendant équivalents, tous les modes d'application des forces svnchronisantes, quelles que soient leurs lois de variation avec le temps; en outre, il généra-
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- lise immédiatement les résultats obtenus dans le cas d’une force instantanée, qui a l’avantage de rendre si clair le mécanisme de la synchronisation et de conduire à une représentation géométrique si simple; enfin, il permet d’étendre ces résultats à une foule de phénomènes très différents.
- Paramètres de la force pendulaire simple équivalant : i° à une force constante périodiquement interrompue ; 2° à une force périodique instantanée. — On calculera ces paramètres en déterminant les coefficients Gj et S, de la série de Fourier (5) mise sous la première forme. Le moment G de la force étant constant entre les époques 4 et 4 et nul le reste de la période, on aura, par les formules connues,
- s • = £ ftt' Gsin*widt
- 2 G . 2 n U— /, . 2 7r /, + /»
- = — sin sin — -----!
- TT 0 2 0 2
- C' — 0
- *jC
- G COS 2 7T — df
- 2 G . 2 71 t, — /, 2 71 /. + /.
- -----sin ----------------cos -f-------------'
- 7t 0 2 0 2
- Identifiant avec la seconde forme (5)
- S, sin 2 TT ^ Cf cos 2 7r ~ = B, sin 2 it ^ — <I> j (12) on déduit
- 24 )
- D’où l’on conclut aisément : i° Une force constante G positive (ou négative) agissant pendant le temps 4—4 < ® équivaut à une force pendulaire simple dont /’amplitude est
- force pendulaire simple dont l'amplitude est o p
- B, = — et dont l’époque du maximum positif
- (ou négatif ) coïncide avec l'époque de la percussion.
- Vérifications du théorème précédent.
- i° Par le calcul. — Ce théorème ramenant à une fonction sinusoïdale toutes les lois de variation avec le temps de la force synchronisante, l’intégrale générale (6) doit, dans le cas où cette force se réduit à une fonction sinusoïdale, reproduire analytiquement Y indicatrice de synchronisation établie géométriquement (x), dans l’hvpothèse d’une force instantanée : c’est ce qu’on vérifie d'une manière très simple.
- Réduisant au terme du premier ordre la série qui représente l’action de la force synchronisante, l’intégrale (6) devient
- 0=Ae ^ sin 2ir + S, sin 2 7t . (i3)
- L’introduction des deux conditions restrictives (a2 T2 négligeable devant l’unité et T peu différent de ©) permet d’appliquer l’artifice employé dans la théorie des battements sonores e;t de considérer pendant l’intervalle d’une période 0 le premier terme de l’intégrale comme une oscillation pendulaire simple de même période que le second terme; il suffit de poser
- 11+e e t . — «I
- ëT"» -/ = ? — ÿ-5 «=Ae , (14)
- s étant une quantité très petite. L’écart angulaire 0 devient alors la résultante de deux mouvements pendulaires simples, ayant respectivement pour amplitude a et cBj, et pour, phase y et '}i,
- 6 = a sin - %) + S, sin ; (i5)
- et dont l'époque du maximum positif (ou négatif) coïncide avec l'époque moyenne d’action de la force G;
- 20 Une force instantanée positive (ou négative) dont l’impulsion est f G dt = P, équivaut à une
- c’est donc aussi un mouvement pendulaire simple, mais dont l’amplitude et la phase varient avec le temps. Si l’on représente chaque oscillation par un vecteur, dont la longueur figure l’amplitude et la direction la phase, on conclut immédiatement que l’oscillation 0 a pour vec-
- (*) Loc. cit., p. 1660.
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- ~r“ 762^
- *
- àèur DM (frg.'i) là résultante du vecteur fixe O G (35, f,) et dû vecteur mobile CM (a, y). La courbe décrite par l’éxtrémité M du vecteur mobile a pour coordonnées polaires p —a, «==—2% y
- (« compté dans le sens de 2ir^;V d’où „
- •4 • • - •* •
- p = Ae"“a*, “= 27t (|i ~ ?) '
- On voit qu’elle est décrite d’un mouvement angulaire uniforme.
- L’équation polaire de cette courbe s’obtient en éliminant t, „
- as/ \
- p = Ae - \ '. en posant ^ = ^^=^.(17)
- G’est bien là la spirale logarithmique ayant pour pôle le point C représentatif du régime stable appelée indicatrice de synchronisation (1).
- synchronisante, d’autre part la valeur de l’amor* tissement.
- Le courant périodique est distribué par l’intermédiaire d’uné lame vibrante ou trembleur, dont la période peut varier à volonté de i/5 à àji/8 de seconde relativement à celle du galvanomètre réglée à 1/6,3 de seconde.
- La composition optique des mouvements se fait soit par vision directe, comme dans l’ancierf appareil (toc. cit., p. 1467), soit par projection à l’aide de miroirs fixés, l’un à la lame vibrante, l’autre à l’équipage mobile du galvanomètre;
- J’ai tenu à vérifier directement la synchronisation produite par des types de force trê^ divers:
- i° Force pendulaire simple. — Elle est fournié par le courant alternatif induit par un petit aimant lié au trembleur et oscillant dans l’àxe d’une bobine fixe.
- rtg. 1
- 20 Par l’expérience. — On démontre aisément qu’un système oscillant se synchronise dès que l’amortissement devient appréciable, quelle que soit la loi de variatisn avec le temps de la force synchronisante.
- Le système oscillant adopté est, comme précédemment (loc. cit., p. 1466), un galvanomètre du type Deprez-d’Afsonval, mais mieux approprié à ce genre d’études; il se composé de deux ‘cadres placés l’un au-dessus de l’autre, oscillant chacun dans un champ magnétique intense, rendus solidaires par une tige rigide et formant deux circuits indépendants. L’un des cadres j reçoit le courant pértodique qui réalise la force ; synchronisante appliquée au système; l’autre, ; fermé sur une boîte de résistances, permet de ; donner au système tel amortissement que l’on | veut, le coefficient d’amortissement variant à| peu près en raison inverse de la résistance j totale du circuit, (p. 1467); on rend ainsi com- j plètement indépendantes, d’une part la force j
- 2“ Force constante interrompue. — La vibration du trembleur est entretenue par une pile auxiliaire: on obtient une force interrompue périodiquement en faisant passer dans le galvanomètre une dérivation du .courant du trehir bleur;
- 3° Force instantanée. — En réduisant de pluà en plus la durée de contact de l’entretien dil trembleur et, d’autre part, en augmentant l’intensité de la dérivation, on arrive à une, force sensiblement instantanée;
- 4° Forces instantanées alternativement de signé contraire. — L’intercalation du fil primaire d’une petite bobine d’induction dans le circuit du trembleur 0 fournit dans le fil secondaire relié au galvanomètre deux courants .induits instantanés qui réalisent deux percussions de sens contraire séparées par une fonction arbitraire de la période ©.
- Quelle que soit la force employée, si l’amortissement est nul (circuit amortisseur ouvert), l’éllipse se déforme en passant par toutes lès variétés (battements optiques) de l’expérience de Lissajous, ce qui prouve que les périodes du trembleur et du galvanomètre n’ont aucune dépendance mutuelle; mais, dès qu’on ferme le circuit amortisseur, les déformations”s’arrêteht progressivement ; Pellipse devient stable et
- (') Avec dérivation du condensateur Fizeau à l’interrupteur pour obtenir toute la netteté désirable dans l’ou. erture et la fermeture dlr courant. " ...
- (') Loc. cit., p. 1660.
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- d’autant plus vite que l’amortissement est plus énergique.
- 5° Force périodique complexe. — Enfin, voici une expérience très instructive qui démontre bien la généralité du théorème.
- Si Fon dbupe toute communication électrique du galvanomètre avec le trembleur, le galvanomètre reste au repos ; mais, si l’on établit entre eux un lien purement mécanique, en appuyant une barre rigide et lourde sur les socles des deux appareils, les trépidations du trembleur impriment au galvanomètre des mouvements complexes qui se composent optiquement avec l’oscillation pendulaire de la lame vibrante. Lorsque l’amortissement est nul, la courbe résultante est une ellipse irrégulière, dentelée, incessamment variable, témoignant l’indépendance prèsque complète des deux oscillations et l’inégalité de leurs périodes : dès qu’on rétablit l’amortissement, lés mouvements désordonnés se régularisent, les dentelures s’effacent et la courbe prend la forme d’une ellipse stable, démontrant l’égalité des périodes et la synchronisation parfaite. Gomme contre-épreuve, si l’on ouvre le circuit amortisseur, l’ellipse, après quelques instants d’hésitation, commence à se déformer et reprend bientôt l’allure désordonnée qu’elle avait d’abord : l’amortissement enlevé, la synchronisation cesse.
- Relation entre les expériences de synchronisation et les phénomènes de résonance. — Cette dernière expérience dans laquelle, conformément au théorème précité, une force très complexe impose un mouvement stable très régulier, me paraît jeter un véritable jour sur la relation qui doit exister entre le mécanisme de la*synchro-nisation et celui des divers phénomènes de résonance étudiés en physique. La transition est d’ailleurs complète
- En mécanique, les dispositifs synchronisants et l’oscillographe de M. Blondel représentent l’application directe de la théorie; on peut citer ensuite le petit pendule renversé (Noddy), contrôle de la stabilité des horloges; puis les oscillations des. navires par la houle, oscillations que ïgs ingénieurs s’efforcent de contrarier, ainsi que . les effets synchronisants de- toutes jgs vibrations (machines, charges roulantes, etc.; sur les parties élastiques des constructions (coques dgs navires, poutres, etc.).
- En mécanique céleste, lè phénomène dés
- marées et celui des;inégalités à; longué période s’expliquent par les mèmès principes. Ces phénomènes représentent même les deux types opposés (loc. cil., p. 1658 et 1660) : le premier offrant le cas d’un régime stable, conséquence d’un amortissement énergique; le secor^, ce^ui d’un régime périodique indéfiniment prolongé faute d’un amortissement appréciable.
- En acoustique, les procédés d’excitation de régimes vibratoires sont de véritables syhchro-nisftions où l’on retrouve des vérificatiohs très délicates (tuyaux à anches, résonateurs de tielm-holtz, membranes cfê Bourget, mônôtéléphones de M. Mercadier, etc.).
- En élèçtricité, l’établissement d’un courant excité par une force êlectromotrice périodique dans un circuit résistant doué de' capacité ét de self-induction est rég^ par l’équation différentielle étudiée plus haut; le couraht est donc réellement synchronisé par la force électromotrice : l’identification des coefficients mécaniques et électriques dé l'équation et celle des résultats est des plus intéressantes.
- Les phénomènes analysés dans l’excitateur et le résonateur de Hertz par MM. Sarasin, De la Rive et Blçndlot rentrent aussi daijs la catégo-xie des mouvements synchronisés.
- En optique, plusieurs propriétés delà tnatière pondérable provoquées par les ondes lumineuses (absorption, émission, fluorescence, etc.) paraissent avoir un lien très direct avec les mêmes phénomènes.
- Enfin, il n’est pas jusqu’aux impressions.physiologiques dont l’excitation et la persistance ne soient attribuables à un mécanisme analogue. ':m ... (.
- Si ces. assimilations sont correctes (et leur rapprochement en rend l’exactitude fort probable), le mécanisme de la synchronisation serait d’une extrême généralité : cette conclusion entraînerait l’existence constante d’un amortissement, c’est-à-diré' d’une force perturbatrice identifiable à une résistance proportionnellë à la vitesse. Cette sorte de forces ne rentre pas dans la catégorie des actions ordinairement considérées dans la**physique jrioléculuire : elle devrait donc, au contraire, y être toujours introduite comme partie essentielle des actions élémentaires à. l’aide, desquelles on cherche-à expliquerjes phénomènes naturels. ...........
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- FAITS DIVERS
- Un nouveau mélange lubrifiant composé par M. E. Po-lonceau pour le graissage des garnitures métalliques des machines diverses et pour tout graissage en général contient du plomb très fin connu dans le commerce sous le nom de cendrée (plomb de chasse) et un corps lubrifiant quelconque, tel que la graisse ou l’huile minérale, végétale ou animale, avec addition ou non de plombagine.
- La grosseur des grains de plomb varie suivant l'application qui est faite du mélange lubrifiant; il en est de même d’ailleurs des proportions des corps qui entrent dans ce mélange.
- L’inventeur se réserve également l’emploi du plomb de chasse pour garnir les tampons de graissage en contact avec les fusées des essieux de machines, de tenders et wagons, et avec tout axe en général.
- De l’étude préliminaire faite par M. A. Palaz, sur la demande de la municipalité d’Aubonne (Suisse) en automne 1893, il résulte qu’en employant pour produire l’énergie électrique l’une des forces motrices hydrauliques dont la contrée est dotée, le coût total d’un chemin de fer Allaman-Aubonne-Grimel serait au maximum de 75ooo francs, y compris l’établissement de l’éclairage électrique de la ville d’Aubonne.
- D’après Sciences et Commerce le service comprendrait 12 trains Aubonne-Allaman et retour, correspondant au passage des trains du Jura-Simplon à Allaman et 5 trains aller et retour desservant Gimel et les villages environnants, et aboutissant aux principales correspondances de la même ligne.
- Ce projet paraît répondre aux besoins de la contrée; la traction électrique en rendrait l’exploitation facile et peu coûteuse, la distance à parcourir entre Aubonne et Allaman serait réduite à 2,5 kilomètres, et la distance jusqu’à Grimel à 10 kilomètres.
- M. Leyst de l’Observatoire magnétique de Pawlowslt (Russie) vient de soumettre à l’Académie des sciences de Saint-Pétersbourg les résultats de la première tentative qui ait été faite de prouver scientifiquement une supposition, formulée déjà depuis longtemps, que les planètes possèdent des propriétés magnétiques au même titre que la Terre. On sait que le Soleil et la Lune exercent une influence sur le magnétisme terrestre ; pourquoi alors ne pas supposer que les*planètes sont pourvues d’un pouvoir analogue? 11 est vrai qu’on a prétendu que si cette influence existe réellement, elle doit être tellement faible comparée à celle d’un corps aussi grand que le Soleil ou d’un corps aussi voisin que la Terre de la Lune, qu'elle
- échappe à nos observations. M. Leyst a tenté de détruire cette appréhension par des observations suivies, faites pendant une période de dix-sept années (1873-1889), à Pawlowslt.
- Partant de cette idée que les éléments du magnétisme terrestre doivent varier à la conjonction et à l’opposition géocentriques des planètes correspondantes, ii a calculé, pour les sept grandes planètes (Mercure, Vénus, Mars, Jupiter, Saturne, Uranus, Neptune) d’abord les valeurs de la déclinaison magnétique pendant la conjonction et pendant l’opposition, puis pendant les périodes intermédiaires. Pour chacune des différentes positions de ces planètes, M. Leyst a établi :
- i° Les différences entre les moyennes diurnes et la déclinaison de la déviation moyenne du mois;
- 2U Les différences entre les valeurs de déclinaisons diurnes et la valeur de la déclinaison normale, calculée d’après la marche annuelle et séculaire des variations. En outre, il donne les valeurs des amplitudes de la journée, etc. Les différences ainsi obtenues sont minimes. Cependant, dit la Revue générale des sciences pures et appliquées, en prenant avec l’auteur la moyenne de l’amplitude anuelle de la déclinaison magnétique à Paw-lcwsk = o'85, les amplitudes des variations de l’inclinaison magnétique correspondant à la révolution synodique des planètes seraient les suivantes : pour Vénus 61 0/0 (maximum) ; pour Saturne, 12 0/0 (minimum) de l’amplitude moyenne. En prenant, d’autre part, la variation de l’amplitude diurne pendant la période des taches solaires = 4?5 comme l’ont démontré les observations les plus récentes, on arrive aux chiffres suivants pour les variations des amplitudes diurnes correspondant aux révolutions synodiques des planètes ; pour Jupiter, 83 0/0 ; pour Mercure 100/0. Enfin, l’amplitude de l’onde en courbe secondaire de la marche journalière de l’inclinaison qui atteint 0,40, subit pendant les révolutions synodiques, sous l’influence de Mercure, de Vénus et de Jupiter, des variations trois fois plus considérables que cette valeur; par contre, cette amplitude reste presque la même sous l’influence de Mars, de Saturne, d’Uranus et de Neptune.
- M. Leyst remarque, en outre, que le changement des signes de la déclinaison produite par les différentes planètes suivrait une marche régulière, passant d’une planète à l’autre dans l’ordre de leur éloignement du Soleil; d’où il faut conclure que les axes magnétiques du Soleil et des grandes planètes de son système changent successivement leurs directions, dans des sens diamétralement opposés, en allant d’une planète à l’autre.
- A l’Exposition de Lyon on trouvera deux tramways électriques actionnés par des courants alternatifs.
- Le premier de ces tramways, construit au Creusot sur les plans de M. Lombard-Gérin, sera à conducteur aérien. Gomme le potentiel du courant employé est très élevé on
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- se sert de transformateurs-moteurs. Les systèmes analogues dont nous avons publié la description d’après les brevets, n’ont pas encore reçu, à notre connaissance, d’application industrielle.
- L’essai sera donc très intéressant, d’autant plus qu’avec le potentiel élevé dont se servent les auteurs ils espèrent pouvoir établir des lignes ayant jusqu’à ioo kilomètres de longueur.
- L’autre tramway, établi par la Compagnie de Fives-Lille, est à courants polyphasés.
- On se rappelle que ce genre de moteurs devait être appliqué à la locomotive Heilmann, mais qu’on les a remplacés par des moteurs à courants continus.
- Le tramway de la Compagnie de Fives-Lille ne fonctionnera qu’en essai et ne transportera pas de voyageurs.
- En dehors de ces deux tramways à courants alternatifs, il fonctionnera à Lyon un tramway à accumulateurs, et un autre à courant continu à fil aérien; ce dernier est dû à M. Claret.
- La turbine de Laval, après avoir été consacrée par de nombreuses expériences en Suède et avoir remporté un éclatant succès à l’Exposition de Chicago, vient d’entrer en France dans le domaine de la pratique. Les Administrations de la guerre et de la marine se sont empressées de commander plusieurs de ces appareils, mais jusqu’ici aucune installation de ces machines n’était à la portée du public.
- Il appartenait à un directeur intelligent de cirque forain de lancer chez nous un appareil nouveau destiné à faire fortune, ainsi que ses constructeurs. Tous les Parisiens peuvent en ce moment, se rendre compte des avantages du fonctionnement si simple de la turbine de Laval. L’installation en question est celle du cirque Corvi à la Foire au Pain d’épices : une locomobile fournit la vapeur à 6 kilogrammes à une turbine de Laval de io chevaux, qui commande par courroie une dynamo de la maison Breguet.
- La courroie de commande, par suite de la grande vitesse angulaire de l'arbre moteur, n’est qu’une Simple sangle sans fin en coton induite de dermoglutine. L’installation de la dynamo n’est que provisoire, et dans un court délai la turbine et la dynamo actuelles seront remplacées par une turbine-dynamo à accouplement direct.
- Néanmoins, l’installation telle qu’elle est montre toute la souplesse, aa point de vue du montage et des transmissions, que présente la turbine de Laval. Nul doute que des installations que l’on peut qualifier de volantes ne deviennent très nombreuses.
- Rappelons que la vitesse propre de la turbine est de 24000 tours, et celle de la poulie de commande 2400 tours par minute.
- La consommation de vapeur par cheval pour le fonctionnement en échappemeht à l’air libre n’est que de 21 kilogrammes.
- Là Lumière Électrique donnera d’ailleurs sous peu
- une description détaillée de cet intéressant appareil, dont la maison Breguet est constructeur privilégié.
- L’administraton du Petit Journal organise pour: le 1" juin prochain un concours de voitures automobiles. En voici les conditions :
- i° Le concours sera international, les voitures de tous les pays seront admises;
- 20 Aucune condition n’est imposée relativement à l’agent qui produira le mouvement : vapeur, électricité, gaz pétrole, etc. ;
- 3° Les voitures devront contenir au moins quatre places;
- 40 Des épreuves éliminatoires auront lieu au début du concours. Pour la première de ces épreuves, la distance sera de 5o km., à parcourir en trois heures;
- 5° Les expériences préliminaires auront lieu sur les routes de Paris à Mantes, de Paris à Dreux, de Paris à Beauvais, de Paris à Gournay, etc.;
- 6° L’épreuve finale se fera sur la route de Paris à Rouen, par Saint-Germain, Triel, Meulan, Mantes, Vernon, Gaillon et Pont-de-l’Arche. Le parcours sera de 126 km.
- 7° Le prix sera accordé à la voiture sans chevaux qui réunira le mieux tes conditions de sécurité, de commodité et de bon marché;
- 8° Chaque voiture, pendant les épreuves éliminatoires et l’épreuve définitive, sera montée par l’inventeur ou son représentant, par deux membres du Jury et par un ingénieur consultant;
- 9° Les inscriptions des concurrents sont reçues à l’administration du Petit Journal, de ce jour au 3o avril prochain. Elles devront être accompagnées de la désignation sommaire de la machine et d’un droit d’entrée de 10 francs ;
- io° Le premier prix, dit prix du Petit Journal, sera de 5 000 francs.
- ii° Il sera décerné quatre autres prix :
- Le deuxième de 2000 francs;
- Le troisième de i5oo francs;
- Le quatrième de 1000 francs;
- Le cinquième de 5oo francs.
- On construit dans Long Island (Etats-Unis) une ligne de chemin de fer électrique à voitures bicycles. Les constructeurs se proposent d’atteindre des vitesses très considérables, et on a voulu dans ce but réduire le nombre des roues. Le bicycle Boynton n’emploie qu’un rail et chaque voiture n’est montée que sur deux roues. Lancé à toute vitesse un semblable véhicule conserve son équilibre, mais au repos il faut que l’équilibre soit assuré par des rouleaux qui embrassent une traverse supérieure, suivant la voie dans toute sa longueur.
- La traction se fait naturellement électriquement; l’énergie est produite par une station centrale et amenée aux
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- moteurs par un rail que porte la traverse supérieure. Les dispositions des moteurs sont réduites à la plus grande simplicité : un anneau Gramme est boulonné sur la roue elle-même, et les inducteurs sont portés par le bâti. 11 n’y a donc pas de transmission de mouvement. Une pareille disposition annonce que l’on tend à des vitesses considérables, car les roues motrices ont i,5o m. de diamètre La puissance qui doit actionner chaque voiture est de 75 chevaux.
- On a fait depuis quelque temps des essais relatifs à l’emploi du pétrole comme désincrustant pour les chaudières à vapeur. Comme ces essais paraissent produire des résultats favorables, nous croyons utile de donner à ce sujet quelques détails.
- Le moyen le plus simple et le plus pratique consiste à mélanger une certaine quantité de pétrole à l’eau d’alimentation et cela se répété plusieurs jours avant celui fixé pour le nettoyage de la chaudière. En ouvrant celle-ci, on trouve dans le fond la plus grande partie, sinon la totalité, des incrustations en fragments isolés très faciles à extraire.
- Il résulte des essais que si la chaudière était fortement incrustée, il faudrait 10 jours d’application consécutive du pétrole et si l’incrustation est plus faible, 2 ou 3 jours suffisent.
- La quantité de pétrole à employer dépend de la capacité de la chaudière et de la nature des eaux d’alimentation, elle est approximativement de 1/4 de litre par chaque mètre cube d’eau et par jour.
- Au moyen d’essais répétés et soigneusement notés on arrive à trouver la quantité minima de pétrole nécessaire pour la conduite d’une chaudière.
- Le procédé est usité dans les chemins de fer prussiens où on emploie dans chaque locomotive 1 kg chaque quinzaine, et pour chaque locomotive-tender 1/2 kg.
- La commission nommée pour examiner les projets présentés au concours pour l’utilisation des chutes de la Reuse à l’éclairage et à la transmission de force motrice à Neufchâtel, vient de terminer ses travaux. Le premier prix, de 5ooo francs, a été décerné à M. Aliolh, de Bâle; le deuxième, de 4000 francs, à M. Ramel, de Zurich, et â la Compagnie téléphonique de Zurich: et le troisième, de 3ooo francs, à M. Palaz, de Lausanne, et M. IL Etienne, de Neufchâtel.
- Les membres de la commission ôtaient le professeur Weber, de Zurich; M. Picou, de Paris; M. Colombo, de Milan; et M. I-Iipp.
- Une exposition internationale de tous les travaux se apportant aux beaux-arts et de tous les appareils, machines, installations, produits, etc., rentrant dans l’indus-
- trie de l’électricité, aura lieu à Rome, du 20 septembre 1895 au 3o juin 1S9G.
- Les demandes d’admission devront être adressées au Comité exécutif â Rome, avant le 3o novembre 1894, et les objets destinés à l’exposition seront reçus du Ier juillet au ier septembre 1895.
- Pour les objets nécessitant la construction de fondations ou l’emploi de l’eau, du gaz ou de la vapeur, il devra être fait une demande spéciale au comité.
- Les envois devront parvenir affranchis au comité précité, et les frais d’expédition, de réexpédition, de magasinage des caisses, de décoration, etc., seront à la charge des exposants.
- D’après des journaux allemands il serait question d’établir un chemin de fer électrique destiné à conduire les voyageurs jusqu’au sommet du Jungfrau.
- Le Jungfrau est, comme on le sait, le sommet des Alpes bernoises ; l’idée de construire un tramway bien au-delà de la limite des neiges perpétuelles dénote chez les promoteurs une hardiesse de conception peu commune.
- Pour éviter les avalanches, une grande partie de la voie serait établie en tunnel, le point terminus se trouverait sur un plateau exempt de neige à 60 mètres au-dessous du sommet et à 4200 mètres au-dessus du niveau de la mer.
- Éclairage électrique.
- M. Judic, ingénieur, a soumis au Conseil municipal d’Avallon une demande d’autorisation pour la pose de conducteurs électriques sur les voies publiques, pour distribuer le courant aux particuliers. Il vient de renouveler cette demande en proposant, de plus, d’éclairer la ville par 169 lampes à incandescence de 16 bougies, tous les jours jusqu’à minuit, à raison de 40 francs par lampe. Il offre, au cas où le concessionnaire du gaz refuserait de réaliser cette amélioration de l’éclairage, d’endosser la responsabilité de l’action qui pourrait être intentée par la Compagnie du gaz.
- La ville paye actuellement à cette dernière 525o francs pour 1210 heures d’éclairage par becs de 10 bougies; pour j 110 francs de plus, M. Judic fournirait 2000 heures d'éclairage par lampes de iG bougies.
- Dans le premier cas, les 10 bougies-heures reviennent à 2,72 centimes.
- Dans le second cas, les 10 bougies heure reviendraient à ï,25 centime.
- M. Laval, directeur de la Compagnie des Tramways de Genève, avait fait installer en décembre dernier, à titre d’essai, l’éclairage électrique d’une des voitures. Vu le bon résultat obtenu par l’installation de MM. Favre et
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- Chalut, le conseil d’administration vient de commander à cette maison l’éclairage de 14 voitures. Chaque voiture sera pourvue de 4 lampes de 10 bougies. Ces lampes sont alimentées par deux petites batteries d’accumulateurs du poids total de 60 kilogrammes et placées sous les banquettes. Ces accumulateurs sont fournis par la fabrique de Marly, près Fribourg, et peuvent alimenter les lampes pendant seize heures sans être rechargés.
- L’électricité sera brillamment représentée à l’Exposition de Lyon. Grâce au zèle des exposants électriciens, l’éclairage ne manquera pas. MM. Buffaud et Tavianj ingénieurs à Lyon et représentants de plusieurs maisons importantes, fournissent notamment pour le service de l’éclairage une dynamo Desroziers de 800 ampères, 120 volts à 220 tours par minute, ainsi que deux Desroziers de 5oo ampères, 120 volts à 5oo tours par minute.
- Les statistiques suivantes communiquées à YElectn-cian, de Londres, par les stations d’éclairage électrique de Stockholm, montrent le peu d’importance de l’effet produit sur l’éclairage électrique par l’introduction du bec Auer.
- Ce dernier fut mis en usage à Stockholm pendant l’automne de 1892, en même temps que fut inaugurée la station centrale d’éclairage électrique. L’effet immédiat fut la perte d’un abonné ayant 12 lampes de 16 bougies. A la fin de l’année, la station alimentait un total de 4750 lampes à incandescence qui, durant 1893, s’accrut de 2750 lampes, soit de 58 0/0. La même année, la station perdit deux abonnés avec un total de 8 lampes qui adoptèrent le bec Auer. Enfin, du r' janvier au 22 février dernier l’augmentation fut de 102 lampes, dont il faut déduire les 21 lampes d’un abonné qui les remplaça par des becs Auer. Quant à la Compagnie d’éclairage électrique de Stockholm le nombre de ses lampes a passé de 5o52 à 5567 en 1893.
- On voit donc qu’en somme le bec Auer n’a presque pas modifié le développement normal des stations d’éclairage électrique à Stockholm.
- La Tessin paraît être le canton suisse où l’éclairage électrique est le plus répandu. C’est Faido qui a commencé, il y a cinq ans, et, depuis, douze grandes communes ont suivi son exemple; une treizième, Ascona, vient de passer un traité avec la maison Attinger (Win-terthur), et deux autres, Locarno et Biasca, font faire des études. Le système employé n’est pas le même partout. A Faido et à Airolo, on a créé des sociétés de consommation; à Bellinzone, l’installation a été faite pour le compte de la ville; partout ailleurs, l’entreprise appar-
- tient à des particuliers. On espère que la plupart de ces installations pourront servir à distribuer la force motrice pendant le jour.
- Télégraphie et Téléphonie.
- Les appareils télégraphiques de la Printing Company qui transmettent les dépêches de l’agence Havas étaient actionnés jusqu’ici par le courant emprunté au réseau, de distribution à 110 volts. On emploiera dorénavant comme source d’électricité une batterie d’accumulateurs Tudor.
- Nous reviendrons sur les détails de cette intéressante installation.
- On vient de faire une expérience de téléphonie à grande distance dans l’île de Ceylan. On a relié des téléphones * aux circuits télégraphiques reliant Colombo à Trinco-malee. Presque en même temps, on a fait des expériences analogues à Calcutta, en mettant cette ville en communication téléphonique directe avec Nagpur. La distance est de 1200 kilomètres.
- La ligne télégraphique transandine s’étendant de Buenos-Ayres à Valparaiso et Santiago (Chili) a été inaugurée il y a une, quinzaine de jours. De la côte de l’Atlantique aux Andes, la ligne est aérienne sur une longueur de 1100 kilomètres. A la traversée des Andes, dans la partie la plus élevée et la plus sauvage, où les chutes de neige très abondantes détruiraient toute ligne aérienne, les conducteurs passent dans des câbles souterrains de 120 kilomètres de longueur. Enfin, de Rio Blanco à Valparaiso avec embranchement pour Santiago, la ligne est encore aérienne. Tous les poteaux sont en fer. La longueur totale de la ligne qui réunit la côte de l’Atlantique à celle du Pacifique est de 1490 kilomètres.
- Les lignes télégraphiques suivent sur une grande partie de leur parcours des voies ferrées, circonstance qui facilite beaucoup l’entretien et la surveillance. Il n’y a qu’une station intermédiaire, celle de Mendoza, mais Buenos-Ayres et Valparaiso communiquent directement.
- La mise en service de cette ligne est très importante pour la Compagnie télégraphique de la côte occidentale d’Amérique, parce qu’elle met ses câbles en communication directe avec ceux des Compagnies brésiliennes, ce qui, dit The Electrician, donne à l’Angleterre une chaîne continue de lignes télégraphiques entre l’Angleterre et la côte du Pacifique de l’Amérique du Sud.
- Imprimeur-Gérant : V. Nory.
- Imprimerie de La Lumière Électrique. — Paris. 3i, boulevard des Italiens.
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- TABLE IDES MATIÈRES
- DU
- TOME GINQUANTE-UNIÈME
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- TABLE PAR ORDRE ALPHABÉTIQUE
- A
- Pages
- Accumulateur Clubbe et Southey.................... 282
- — Hough et Marck............................ 331
- — Smyth .................................... 481
- — Théryc et Oblasser........................ 82
- — Usker..................................... 483
- — Roe et Surtro............................. 558
- Aotion de radiations électromagnétiques sur des
- pellicules contenant des poudres métalliques,
- par Minchin............................. 486
- Alliage (nouvel) pour résistances, par G. Dettmar.. 188 Alternateurs à vapeur Siemens.................... 433
- — (nouvel) de la Compagnie de l’industrie élec-
- trique. .......... .................... 56o
- — Brown................................... 21
- — Wood........................................ 22
- — Westinghouse............................... 575
- — Swinburne................................ 64
- — Bell........................................ 64
- Analogies (les) hydrauliques comme mode de compréhension des phénomènes électriques. —
- G. Claude........................... 459, 5i3
- Annonciateur Scribner........................... 131
- Appareil de démarrage automatique des moteurs à
- , gaz, système Niel...................... 333
- Applications mécaniques de l’électricité. — Gustave
- ,. Richard.......................... i.ia, t6o, 406
- Armature Short ................................. 15
- ; — Schmid.................................... 15
- , — Feldkamp................................. 16
- Pages
- Ascenseur (manoeuvre d’) Fiske................... 409
- — Allen........................................ 410
- B
- Bain de galvanoplastie Thofehrn...................... 431
- Balance électrique Jones............................. 120
- Balais pour dynamos Sandherr......................... 16
- —. Bayles...................................... 17
- —- Lundell........................................ 17
- — Wood........................................... 23
- Bibliographie :
- La lampe à incandescence et sa fabrication, par
- Gilbert. — A. Hess............."............. 394
- Premiers principes de l'électricité industrielle,
- Paul Janet. — A. Hess........................ 392
- Récents progrès dans les applications de l’électricité, par M. Rinaldo Ferrini. — F. Guilbert. 196 Manuel de téléphonie, par MM. Preece et Stubbs. 195 La dynamo, par MM. Hawkins et Wallis.—A. Hess. 195 Aide-mémoire pour l’électrotechnique, par C. Gra-
- winkel et H. Strecker. — A-. Hess............. 194
- Annuaire du bureau des longitudes pour 1894... 193
- Installations de lumière électrique, par M. Emilio
- Piazzoli — F. Guilbert........................ 193
- Traité d’électricité; par G. Wiedemann............. 395
- Recherchés sur l’électricité et le magnétisme, par
- M. J.-J. ThomsoH. — J. Ülohdin...........T... 395
- Blanchiment électrolytique Knœffleret Gebauer... 480
- Block-système Fletcher................................. 6.8
- Bobine à self-induction compensée de M. Tesla.... 432 Bouées (les) électriques du port de New-York.........., 485
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- 638
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- C
- Pages
- Câbles Conner.................................... 483
- — Ferranti.................................. 431
- — télégraphique du tunnel du Saint-Gothard.... 583
- Calcul des forces électromagnétiques suivant la
- théorie de Maxwell, par M. Yaschy.... g5, 292
- Canalisations Crompton et Chambers................ 83
- Canot électrique................................. 582
- Casse-fils Manderfield........................... i6r
- Champ tournant (notes sur la théorie élémentaire
- des appareils à).—André Blondel.... 25i, 320
- Charrue électrique à trolley..................... 58i
- Chauffage électrique Inee....................... 232
- — électrique dans le laboratoire, par M. Nichols. 88 Charge électrostatique à distance. Transport de l’électricité à travers l’air, parM. Hurmuzescu. 86
- Cherche-fautes Rudd Western...................... 480
- Chemins de fer et tramways électriques. — Gustave
- Richard............................ 312, 369
- Circuit désignai Daves........................... 331
- Coefficients de self induction (sur le calcul des),
- par A. Potier......... ................. 5gi
- Collecteur Roberts.............................. 621
- Communications téléphoniques (développement
- technique des). — Vartore................ 55i
- Commutateur Gartside et Wood..................... 36
- — multiple de très grande capacité........... 275
- — Knight..................................... 565
- Compensateurs d’hy6térésis, par A.-B. Field et
- M. Walker............................... 78
- Compteurs électriques (vérifications des),par M. Pi-
- cou .................................... 535
- — téléphoniques. — A. Hess................... 601
- — centraux Scott............................. 479
- — Elihu .Thomson......................... ... 126
- — Hookham................................... 77
- — Humphreys et Green......................... 430
- — Thomson.................................... i58
- — Schallenberger............................. i5g
- Condensateur à cylindres non coaxiaux, par F.
- Lori........................................... 579
- Conductibilité (sur la), des substances conductrices
- discontinues. — Edouard Branly........... 526
- Contacts télégraphiques à mercure, par Price et
- Gray...................................... 35
- Contrôle-compteur — E. Thomson........... . 82
- Correspondance :
- Lettre de MM. Ducretet et L. Lejeune........... 397
- Pages
- Coupe-circuit automatique Wurts................... 482
- — Elihu Thomson............................... 34
- — pour hautes tensions Wharton................. 528
- Coupeuse Wolff et Block........................... 162
- Couplage des moteurs asynchrones polyphasés (procédé de). — F. Guilbert.................... 28
- Crochet téléphonique Scribner..................... 481
- Coûts relatifs de divers systèmes de distribution
- d’énergie électrique, par W.-D. Weaver.... 828 Cuivre (attaque du) par l’acide sulfurique, par
- M. Schuster................................ 88
- Cycles d’allongement et de torsion magnétique, par
- le professeur C.-G. Knott.................. 3.|2
- D.
- Déformations électriques des métaux, par MM. Gray
- et Henderson............'...............
- Détails de construction des machines dynamo. —
- Gustave Richard............. t5, 60, Soi,
- Détermination de la conductibilité des liquides, par
- K. Koch............................. i85,
- Diélectriques (constantes) de substances cristallisées,
- par M. Borel................. 42, 90, 135,
- Dimensions (sur les) de la température absolue. —
- H. Abraham... ...........................
- Distribution d’énergie électrique (coûts relatifs de divers systèmes)................................
- — Stanley et Kelly...........................
- — triphasée Rice............'................
- — Moody......................................
- — Bell.......................................
- — par transformateurs Geipel.................
- — à trois fils Kingdon.......................
- — par accumulateurs Trumpy........ ;.........
- — Bentley...................,. i.............
- — Harrison........... ...... ............••••
- — Chesney...............................*••••
- Dynamo à courant continu de la Compagnie de
- Fives-Lille............................
- — à courant constant (théorie et projets), par
- M. Henry S. Cathart............ 532, 577,
- — à vapeur Siemens et Belliss................
- — Mansfield..................................
- — Baker......................................
- — Winkler....................................
- — Morgan.....................................
- — Hurd.......................................
- — Raffard.............*......................
- 1— Westinghouse.........................*......
- Dynamoteur Barnett..............................
- 39
- 562
- 439
- 190
- 66
- 328
- 60 564
- 564
- 565 5 69 563 56ï
- 61
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-
-
-
- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 639
- E
- Pages
- Eclairage (sur 1’) artificiel des amphithéâtres et des
- salles d'opérations, par M. Cohn......... 426
- Electricité (P) appliquée aux travaux publics (con-
- - structiOn du port de Bilbao)........ 777, 228
- Electro-aimant (sur P), par O Frœlich.. 23o, 293, 343 Electrodes d'accumulateur Raab et Bastians...... 281
- — en carbone Leveing..,.................. 33i
- Electrochimie industrielle....................... 429
- Electrolyse du chlorure de sodium, par Gutten... 282
- — par courants alternatifs, par J. Hopkinson,
- E. Wilson et F. Lydall.. *................ 288
- — (sur P) du cuivre dans le vide, par William
- Gannon.................................... 87
- Electrolyseur Blockmore.......................... 529
- — Cutten...................................... 529
- — Hargreaves et Brides....................... 479
- Electrolytique (dépôt) du cuivre et la vitesse de migration des ions, par Sheldon Downing.... 436
- Electrodynamomètre W. Thomson.................... 332
- Emploi (de P) des moteurs à gaz dans les installations privées et les stations centrales d’éclairage électrique. — Jules Bourquin 5i, 121, 220 Expériences sur les moteurs asynchrones mono-
- phasés, par A. Banti........................ 72
- — sur Parc alternatif. — G. Claude................ 27 r
- Explication de l’effet Ferranti, par J. Sahulka..... 491
- F
- Force électromotrice (sur la) de l'élément au cadmium, par A. Dearlove........................... 388
- Frein (une nouvelle forme du) Prony............... .. 53o
- Foudre (moyens de préservation contre la). —Paul
- Hoho........................................ 210
- Faits divers :
- Accident dû à la foudre........................... 348
- Accumulateurs..............,...................... 47
- — w Gadot et Pistra............................ [47
- Annuaire du bureau des longitudes................. 98
- Applications de l’électricité à Part militaire.... 348
- — de l’aluminium........................ 597
- — industrielles de l’électricité....... 347
- — de l’électricité à l’imprimerie...... 198
- — de Pélectricité au traitement des jus
- sucrés............................. 298
- Applications de l’ozone,........................
- — de Pélectricité aux travaux publics.
- Ascenseurs électriques..........................
- Assainissement des eaux d’égout, par Pélectricité.
- — par Pélectricité............ 35o,
- Ateliers de la Compagnie Westinghouse...........
- Aurores boréales................................
- Aviation (expériences d’).......................
- Bains électrolytiques......... .................
- Carborundum................................ 198,
- Carte magnétique de l’Italie....................
- Chalumeau oxydrique..............................
- Chambre syndicale des industries électriques,... Chemin de fer électrique à bicycles.............
- — — du Jungfrau.................
- — métropolitain de Vienne...........
- — tubulaire de Paris................
- Compagnies (les) d’assurances et l’éclairage électrique..........................................
- Concours de voitures automobiles................
- Courroies de grandes dimensions.................
- Dangers des fils aériens........................
- Découverte du circuit magnétique fermé dans les
- appareils à induction.......................
- Désincrustation des chaudières..................
- Distribution à trois fils.......................
- Diaphragmes pour cuves électrolytiques..........
- Electricité (P) atmosphérique et la navigation
- aérienne....................................
- Electrocution...................................
- Electrolyse du sel marin........................
- Etablissement des conducteurs électriques.......
- Expériences de M. Tesla.........................
- Exposition électrotechnique de Francfort.........
- — de Lyon........................ 63i,
- — d’électricité à Rome.................
- — internationale d’électricité à Paris....
- Fabrication d’aluminium.........................
- — électrolytique des persulfates......
- — industrielle de l’ozone.............
- — des tubes de cuivre par l’électrolyse. Fédération nationale des consommateurs de gaz.. Force thermo-électrique du couple à palladium..
- Galvanoplastie de l’aluminium...................
- Générateurs à vapeur Serpollet..................
- Grandes vitesses sur les chemins de fer.........
- Heure universelle...............................
- Installations électriques à Londres.............
- Isolement des installations électriques.........
- Laboratoire central de la Société internationale
- des électriciens............................
- Ligne téléphonique de Clermont à Paris........ ..
- Locomotive â moteur à gaz.......................
- — électrique.................... 199,
- Lubrifiant (nouveau).............................
- Pages
- 199
- 194
- 398
- 397
- 599
- 49
- 49
- 447
- 198
- 248
- 5g8
- 598
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- 632 397
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- 633 49
- 549
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- 48 297 146
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-
-
-
- 04°
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- Pages
- Machine, à écrire électrique..................... .148
- — à vapeur Willans............................... 448
- Magnétisme terrestre......................... 631
- Moteur à courants alternatifs................. 98
- Observations de feux Saint-Elme................. 97
- . Observatoire de Pawlowsk................... 631
- Patent-Office américain........................... 349
- Pile hydro-électrique........................ 247
- Plantes à caoutchouc......................... 397
- Photographie en couleurs..................... 3g8
- Prix Montyon....................................... 347
- ___ proposé par le Franklin institute.......... 198
- __ pour la production de l’électricité à
- l’aide de moulins à vent............. 48
- — Giffard.....-................................ 49
- Procédé électrique de préparation des vernis.... 199
- ___ d’assainissement de M. Hermite... 35o,
- 397, 599
- Production du gaz nuisible par l’arc électrique.. 248
- Poteaux pour lignes électriques............... 49
- Recherches sur l'aréonautique................ 3oo
- Règle à calcul............................... 698
- Régénération du caoutchouc....................... 348
- Rôle de l’électricité dans la croissance des végétaux ....................................... 448
- Soudure électrique des rails...................... 499
- Station centrale (nouvelle) à New-York....... 599
- Statistique des tramways électriques... 497.047, 597
- Suppression de la fumée...................... 147
- Tache solaire................................ 498
- Tannage électrique................................. 449
- Thallium (constantes physiques du)........... 148
- Thermomètre électrique....4.................. 597
- Traction électrique........................... 97
- _ . — à canalisation souterraine.... 299
- _ — par accumulateurs................ 349
- ___ — au Havre...................... 5g8
- — mécanique des tramways................... 96
- par câble......................... ,98
- Tramways électriques......................... 3g8
- ___ — à Birmingham............... 3g8
- ___ — à Grasse.................... 98
- _ _en Amérique.................. 147, 697
- ___ — à Aubenas................. 349
- ___ — de Marseille............... 59S
- ___ — d’Orbe..................... 449
- — établis en Europe .. 497, 547
- Transmission de force motrice à grande distance 349
- _ de force hydraulique en Russie.... 449
- _ électrique par courant alternatif.. 299
- • Transport d’énergie électrique de Paris à Épinay. 297
- Tremblement de terre.......................... 48
- Tunnel hydraulique........................... 499
- Turbine Laval.................................... 632
- Utilité de l’électricité en voyage........... 55o
- Pages
- i Utilité de l’électricité en Amérique. ......... 597
- ! Utilisation des chutes d’eau en Norvège........ 44,,
- i' — — de la Valserine............
- 1 — — Reuse...................... 633
- — — du Niagara...........;........ 299
- — des forces motrices du Rhône.i....... [97
- — — hydrauliques............... 299
- — — en Spisse................’.... 631
- — des ordures ménagères.............. 97
- Yaclit en aluminium............................. 98
- Eclairage électrique :
- Allumage automatique des becs de gaz........... 200
- Compagnies électriques de Madrid................. 449
- Courants polyphasés à Budapest.................... 99
- Éclairage électrique à Paris.................... 99
- — — à Puteaux..................... 99
- — — à Londres.................... 148
- — — à Besançon................... 248
- — — de Montmédy.................. 248
- — — à Luchon ................. 3oo
- — — de la rive gauche............ 200
- — — de Bagnères:de-Luchon...... 5n
- — — de Bains-sur-Lignon.......... 3oo
- — — à Barcelone.................. 399
- — — du canal de la mer du Nord 420
- — — d’une drague................ 5oo
- — — du port de Rouen............. 399
- — — à Brescia................... 449
- — en Espagne....................... 449
- — — à Odessa..................... 35o
- — — à Brest.................... 4S0
- — — à Alençon................... 460
- — — à bord des navires........... 599
- — — à la Réole :................. 600
- — — d’Avallon.................... 633
- — — des tramways................. 633
- — — à l’exposition de Lyon..... 63.|
- — — à Stockholm.................. 684
- — — , en Suisse.................. 684
- — —-à Mussidan.................... 450
- — — de Crécy..................... 5oo
- — — des trains.................... 49
- Extension de l’éclairage électrique en Espagne.. 99
- Filaments de lampes à incandescence.............. 200
- Installations par courants alternatifs polyphasés.. 38o
- Lumière artificielle........................... 200
- Projecteurs à miroirs paraboliques............... 148
- Photométrie.................................. 99
- Recensement des installations d’éclairage,....... 35o
- Utilisation des forces hydrauliques en Italie.....449
- — — naturelles de la Bourne.... :<>
- Télégraphie et Téléphonie :
- Appareils Baudot en Italie ..................... 4.80
- Câbles téléphoniques...............:........... 100
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-
-
-
- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 641
- Pages
- ... : Câbles de la Nouvelle-Calédonie............. a5o
- ... — . sous-marin de Marseille-Tunis-Bizerte.... 55o
- — sous-marin entre Buenos-Ayres et Valpa-
- raiso................................. 5oo
- — sous-marin (nouveaux)............. So, 5oo
- Canalisation électrique à New-York............ 55o
- Electrical Trades Directory................... 400
- Emploi des accumulateurs en téléphonie........ 450
- Exposition de Chicago......................... 55o
- Ligne' téléphonique ancienne................. 55o
- — d’Angers à Paris........... 450
- — entre Berlin et Cologne... 55o
- ' — de Champigny.............. 200
- “ Ligne télégraphique de Pékin.................. 400
- — la plus élevée du monde.... 5o
- Rapidité des communications téléphoniques.... 3oo
- Réseau téléphonique d’Abbeville............... 400
- — — de Belfort................ a5o
- Service téléphonique à Paris................... 5o
- — télégraphique en Scandinavie........... 400
- Statistique des services télégraphiques....... 3oo
- Substitution du téléphone au télégraphe........ 5o
- Taxes téléphoniques dans les différents pays. Goo
- Télégraphie internationale.................... 100
- — au Japon.......................... 25o
- — en France......................... 35o
- — en Afrique........................ i5o
- — aux Andès........................ f>34
- Téléphone parlant à haute voix................ a5o
- Téléphonie en Italie.......................... 35o
- — interurbaine...................... 400
- — sans fils conducteurs............. 600
- — à grande distance aux Indes....... 634
- Transmission télégraphique.................... i5o
- "— des dépêches à l’agence Havas.... 034
- Télégramme de presse.......................... 200
- Théâtrophone à Bordeaux....................... 100
- G
- Galvanomètres à écrans Evershed et Goolden.... 482
- — apériodique E. Thomson.................... 529
- — Holden..................................... 33o
- Grue électrique............•................... 1 >3
- H
- Hystérésis du fer et du nickel, par H, Nagaoka.... 33?
- I
- Pages
- Impédances Elihu Thomson......................... 565
- Indicateur de marche synchrone de Lahmeyer...... 483
- — électrique Henry............................ 128
- — Fiske....................................... 413
- — Interrupteur automatique à liquide de Tesla.. 53r
- Industrie électrique aux Etats-Unis (notes sur 1’). —
- E.-J. Brunswick... i5i, 307,414, 520, 570, 608
- Instruments enregistreurs de précision, par Aug.
- Raps................................... 127
- Interrupteur Westinghouse................. ... r6o
- — automatique.............................. 434
- Isolant Elihu Thomson......................... 232
- — (nouvel) par M, Hurmuzescu................ 285
- L
- Lampes (les) à incandescence. — Gustave Richard. al2
- — — Mac Cornick................. 219
- — — Bail........................ 212
- — — Bryant...................... 212
- — — Perkins.....•............... 2i3
- — — Swan........................ 2i3
- — — Scharf.................... 2i3
- — — Buchmuller.................. 2i5
- — — Siemens..................... 217
- — — Halske...................... 217
- — — Schulze-Berge.............. 217
- — ‘ — Gover....................... 217
- — — Henry..................... 217
- — — Nickerson................... 214
- — — Burnett.................... 214
- — — Doane....................... 214
- — E. Thomson................. 215
- — — Arnold..................... 215
- — ' — Sobel...................... 215
- — (les) à arc. — Gustave Richard............ 262
- — — Luce....................... 267
- — Elihu Thomson.............. a68
- — — Clark...................... 268
- _ _ Ward....................... 268
- — — Conrady.................... 268
- — — Ilunter.................... 269
- — — Rohrer...................... 270
- — — Schuckert.................. 262
- — — Dulait..................... 264
- — — Hills..................... 264
- — — Shepard.................... 265
- — — Schmid..................... 260
- — — Bergmanp................... 267
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-
-
-
- LA LUMIERE ÉLECTRIQUE
- >4 2
- Pages
- Locomoteur Brandt........................... 3i5
- — Brill............................. 3i6
- — Curtis............................ 3i8
- — Parshall et Darley................., 3ig
- Locomotive (la) électrique Heilmann. — Ch. Jac-
- quin.............................. 36o, 470
- — Morgan-Gardner........................... 119
- Loi de l’aimantation du fer doux, par M. P. Joubin.
- 439, 490
- M
- Machine à coudre Hunter.......................... 161
- — . à influence (nouvelle) M. James Wimshurst... 335
- — électrostatique de M Bonetti..............• 336
- — (une) à influence, par W.-R. Pidgeon...... 477
- Maillet dentaire électrique Richardson............ 412
- Matériel téléphonique............................. i3o
- Mesure (sur la)- des propriétés magnétiques du fer,
- par S. Evershed........................... 384
- Méthodes et appareils de mesures de la différence de phase entre deux courants sinusoïdaux.
- — A. Hess........................... 45i, 509
- — de détermination quantitative de la chaleur
- rayonnante (note sur une), F. Kurlbaum.... 540
- — de Mance, pour la détermination des résistan-
- ces de piles ou d’accumulateurs. — Adolphe
- Perrin....................................... 3n
- — (remarques sur la) oscillographique. — A.
- Blondel..................................... 172
- Moteurs à gaz Grossley pour éclairage électrique,
- par M. Witz.................................. 84
- — Short....................................... 420
- — Sperry....................................... 423
- — Westinghouse.......................... 424. 574
- — Tesla....................................... 280
- — polyphasés Kelly et Chesney.................. 567
- — à courants alternatifs (sur la théorie des). -
- F. Guilbert............................... 351
- Mouleuse électrique Bocklen....................... 120
- N
- Nécrologie :
- D'Heinrich Hertz...1 ;................... i5o
- O
- Ondes électriques (recherches sur les) stationnaires, par M. E. Salvioni..................................
- hages
- Oscillateur électrique Tesla................,.. 182
- Ouvre-portes Hickse-Troy......................... i63
- — Johnson...................................... 166
- P
- Parafoudre Doane.................................. 75
- — Elihu Thomson............................... 82
- — type Keystone.............................. 418
- — Wurts.................................... 620
- Perforatrice électrique Morgan................... 117
- — Gardner ................................... n8
- Phénomènes de durée infinitésimale, par E.-L. Ni-
- chois................................. 139
- — psycho physiologiques (ie rôle du temps dans
- les). — Charles Henry.....................101
- Photométrie (à propos de). — F. Guilbert...... 465
- — C. Fèry.................................... 368
- Photométrique (la réforme). — F. Guilbert...... 170
- Piézo-èlectriques (sur les phénomènes), par C. So-
- migliana....................:....... 390, 489
- Pile Chevalier................................. 3a
- — Libbey...................................... 82
- — sèche à l’iode............................. 435
- Piles Shroeder................................... 58o
- Pointeur Fiske................................... 414
- Pompe Merritt.................................... 410
- Pont roulant Morgan.............................. 406
- Potentiomètre pour courants alternatifs, par J. Swin-
- burne.................................... 382
- Préparation électrothermique d’un nouveau sulfure
- de carbone, par von Lengyel.............. 58o
- — du persulfate d’ammonium, par M. Elbs...... 620
- Progrès (les) de l’électricité en 1893. — P.-H. Lede-
- boer....................................... 7
- Propagation (sur la) de l’électricité dans les conducteurs.— J. Blondin............................... 401
- Propriétés magnétiques du fer (méthodes d’essai
- des), par Gisbert Kapp.............. 584, 624
- R
- Radiophonie (expériences de). •— Eug. Semmola... 615 Réactions chimiques (études des) par l’électricité,
- par M. J. Garnier........................... 619
- Relais télégraphique Weston........................ 527
- Régulateur Elkins.................................... 20
- — Philbrock...................................... 20
- Régularisation Elkins................................. 20
- Remontoirs électriques. — P. Marcillac........ .... 23
- 186
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-
-
-
- JOURNAL UNIVrkSrL U1 EL E C TRïC 11Ü G43
- Pages
- Rhéostat à liquide de Hirschmann................ 429
- — Blood (Compagnie Thomson-Houston).......... 127
- — commutateur Morgan......................... 408
- — Fiske...................................... 4i3
- •— Westinghouse............................... 425
- Rôle (du) de l’électricité dans les phénomènes de la
- vie animale, par E. Solvay.......... 541, 5g3
- S
- Sémaphore Desant.................................. 231
- Société internationale des électriciens. i3i, 232, 336, 535
- — française de physique................... 86, 285
- Sondeur Potschinsky............................... 167
- Soudure électrique (les origines de la). — Ë. An-
- drèoli..................................... 68
- Station (la) centrale de Kingston................. 433
- Synchronisation des pendules, par M. Cornu. 232, 626 Système de télégraphie par induction de Reed. 176
- T
- Tableau de distribution Mailloux et Barstrow..... 60
- — — Mansfield et Rohrer................... 563
- Télégraphe à condensateurs Rudd (Western Electric C°)........................................... 75
- — autographique Sheehy....................... 32
- — pour chemins de fer, par M. Tyer............ 58*
- Téléphone électromagnétique à longue distance
- J.-A. Brown............................... 342
- — Field....................................... i3o
- — Noriega..................................... i3o
- Pages
- Théorie (la) des unités. — E. Franc ken...... 441, 492
- — Théorie et projet des dynamos à courant con-
- stant, par M. Henry S. Carhart....... 53a, 577
- Torpille G. Ayton.................................. 166
- Tour à collecteur Mebane.......................... 19
- Transmission électrique de la puissance des chutes
- du Niagara........................... 36, 80
- — différentielle Henry......................... 314
- — hydraulique Hochausen........................ 314
- Trains sur voie unique (protection des), par M. M.
- Mène....................................... q83
- Tramways (le) électrique de Bordeaux-Bouscat au
- Vigean. —- A. Hess........................ 201
- — (les) électriquesdeGênes,parM.Respighi. 279, 379
- Transformateurs Johnson-Philips.................... 568
- — Parsons-Willis.................. 069
- — Elihu Thomson................... 567
- Transport de l’électricité à travers l’air. Charge électrostatique à distance, par M. Hurmu-
- zescu....................................... 80
- Treuils électriques Esmond......................... 114
- — Hochausen..................... u5
- — (l’installation des) des Magasins
- généraux — Paul Boucherot.................. 466
- Truck Mansfield et Baker........................... 317
- Tungstène (préparation du) par voie électrothermi-
- que, par M. Krieg.......................... 177
- Vecteurs (les) tournants et alternatifs et leur application à la théorie des moteurs à courants
- alternatifs. — F. Guilbert.................. 35i
- Ventilateur de Bennett............................. 4*8
- — de Hill..................................... 4Ï2
- Voltmètre Armen..................................... 282
- — enregistreur Bristol............................ 43*
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-
-
-
- p.644 - vue 644/650
-
-
-
- TABLE PAR NOMS D’AUTEURS
- n^VW'A^WWAAA/V
- A
- Pages
- Abraham (H.)* — Sur les dimensions de la tempé-
- rature absolue........................... 66
- Allen. — Manœuvre d’ascenseurs.................. 410
- Andréoli (E.). — Les origines de la soudure électrique........................................... 68
- Armen —Voltmètre.............................. 282
- Arnold. — Lampe à incandescence................. ai5
- Ayton (G.). — Torpille........................... 166
- B
- Bail. — Lampe à incandescence..................... 212
- Baker. — Dynamo................................... 3i8
- — Truck....................................... 317
- Banti. — Expériences sur les moteurs asynchrones
- monophasés................................. 72
- Barnett. — Dynamoteur............................ 566
- Barstow. — Tableau de distribution................. 60
- Bastians. — Electrodes d’accumulateurs............ 281
- Bayles. — Balais pour dynamo....................... 17
- Bell.— Alternateur................................ 64
- — Distribution triphasée...................... 565
- Belliss. — Dynamo à vapeur ....................... 434
- Bennett. — Ventilateur........ T..........;..... ;... 411
- Pages
- Bentley. — Distribution électrique.................... 61
- Bergmann. — Lampe à arc.............................. 267
- Birds — Electrolyseur................................ 479
- Blook. — Goupeuse.................................... 162
- Blockmore. — Electrolyseur........................... 529
- Bocklen. — Mouleuse électrique....................... 120
- Blondel (André). — Notes sur la théorie élémentaire
- des appareils à champ tournant........ 2jr, 320
- — Remarques sur la méthode oscillographique.. 173 Blondin (J.)- — Sur la propagation de l’électricité
- dans les conducteurs......................... 401
- Blood. — Rhéostat.................................... 127
- Bonnetti. — Machine électrostatique.................. 336
- Borel (Ch.) — Constantes diélectriques de quelques
- substances cristallisées biaxes.. 42, 90, i35, 190
- Boucherot (Paul). — L’installation des treuils électriques des Magasins Généraux......................... 466
- Bourquin (Jules). — De l’emploi des moteurs à gaz dans les installations privées et les installa-centrales d’éclairage électrique.... Si, 121. 220
- Brandt. — Locomoteur............................... 3i5
- Branly (E). — Sur le conductibilité des substances
- conductrices discontinues................ 526
- Brill. — Locomoteur................................ 3i6
- Bristol. — Voltmètre enregistreur.................. 431
- Brown. — Alternateurs............................. 21
- Brown (J.-A.). — Téléphone électromagnétique A
- longue distance............................ 332
- Buchmuller. — Lampe à incandescence................ 215
- Brunhes (Bernard). — Heinrich Hertz et son œuvre. 241
- Burnett. — Lampe à incandescence.............:.... 214
- Brunswick (E.). — Notes sur l’industrie électrique
- aux États-Unis..... 151,301,414,520, 570, 608
- Bryant. — Lampe A incandescence;./;..........im'
- p.645 - vue 645/650
-
-
-
- 646
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- C
- E
- Pages
- Carhart (Henry). — Théorie et projet des dynamos
- à courant constant............... 532,577, 621
- Chambers. — Canalisations.......................... 83
- Chesney. — Distribution électrique................. 63
- — Moteurs polyphasés......................... 567
- Chevalier. — Pile.................................. 32
- Clark. — Lampe à arc.............................. 268
- Claude (G.)- — Expériences sur l’arc alternatif.. 271
- — Les analogies hydrauliques comme mode de compréhension des phénomènes électriques
- q5g, 5i3
- Clubbe. — Accumulateur............................. 282
- Colin. — Sur l’éclairage artificiel des amphithéâtres
- et des salles d’opérations................. 426
- Conner — Câbles.................................... 483
- Conrady. — Lampe à arc............................. 268
- Copnick (Mac ). — Lampe à incandescence.......... 219
- Cornu. — Synchronisation des pendules.............. 232
- — Sur un théorème reliant la théorie de la syn-
- chronisalion et celle des résonances....... 626
- Crompton. — Canalisations.......................... 83
- Crossley. — Moteur à gaz pour éclairage électrique. 84
- Curtis. — Locomoteur............................... 3i8
- Cutten. — Electrolyseur............................ 529
- — Electrolyse du chlorure de sodium............ 282
- Patres
- Elbs. — Préparation du persuli’ate d’ammonium.... ,620
- Elkins. — Régulateur.............................. 20
- Esrnond. — Treuil électrique.................... *i 14
- Evershed (S ). — Sur la mesure des propriétés magnétiques du fer................................. 384
- — Galvanomètres à écrans....................... 482
- F
- Féry (C.). — Photométrie........................
- Feldkamp. — Armature de dynamo..................
- Ferranti. — Câbles..............................
- Field. — Compensateurs d’hystérésis.............
- — Téléphone.................................
- Fiske. — Indicateur.......................
- — Manoeuvre d’ascenseur.....................
- — Pointeur..................................
- — Rhéostat commutateur......................
- Fives-Lille (C"). — Dynamo à courant continu....
- Fletcher. — Block System électrique.............
- Francken (E.). — La théorie des unités.... 441,
- Frœlich (O.). — Sur l’électro-aimant... 238, 293,
- 368 16 431 78 i3o 41.3 409
- 4M
- 413
- 3o
- 628
- 492
- 343
- G
- D
- Darley. — Locomoteur............................... 319
- Daves. — Circuit de signal......................... 23i
- Dearlove (A.). — Sur la force électromotrice et le coefficient de température de l’élément au
- cadmium et au mercure...................... 388
- Desant. — Sémaphore.............................. 2.31
- Dettmar (G.) — Résultats d’essais sur un nouvel
- alliage pour résistances................... 188
- Doane. — Lampe à incandescence..................... 214
- — Parafoudre..................................... 75
- Downing. — La densité de courant critique pour le dépôt électrolytique du cuivre et la vitesse
- absolue de migration des ions.............. 435
- Dulait. — Lampe à arc.............................. 264
- Garnier. — Étude des réactions chimiques au
- moyen de l’électricité...................... 619
- Gannon. — Sur l’électrolyse du cuivre dans le vide. 87 Gardner. — Locomotive................................ 119
- — Perforatrice.............................. 118
- Garstside. — Commutateur............................ 36
- Gebauer. — Blanchiment électrolytique................ 480
- Geipel. — Distribution par transformateurs............ 569
- Guilbert (F.). — A propos de photométrie............ 465
- — La réforme photométrique.................. 170
- — Les vecteurs tournants et alternatifs et leur
- application à la théorie des moteurs à courants alternatifs.................... 351
- — Procédé de couplage des moteurs asynchrones
- polyphasés................................ 28
- — Société internationale des électriciens... 232
- Gray. — Contacts télégraphiques à mercure........... 35
- — Influence des déformations mécaniques sur la
- résistance électrique des métaux.......... 3g
- p.646 - vue 646/650
-
-
-
- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 647
- Pages
- Green. — Compteur............................. 430
- Goolden. — Galvanomètre à écrans.............. 482
- Gover. — Lampe à incandescence portative...... 217
- H
- Halske. — Lampe à incandescence.................. 217
- Harrison. — Distribution électrique............... 61
- Hargreaves. — Electrolyseur.................... 479
- Heilmann. — Locomotive électrique.......... 36o, 470
- Henderson. — Influence des déformations mécaniques sur la résistance électrique des métaux ............................................. 39
- Henry (Charles). — Le rôle du temps dans les phénomènes psycho-physiologiques..................... 101
- Henry. — Indicateur électrique................. 168
- — Lampe à incandescence....... ............... 247
- — Transmission différentielle................. 143
- Hertz et son œuvre. — Bernard Brunhes........... 241
- Hess (A.). — Méthodes et appareils de mesures de
- la différence de phase entre deux courants sinusoïdaux.................. 4^1. 5og
- — Les compteurs téléphoniques................. 601
- Hicks. —Ouvre-portes.......'..................... i63
- Hill. — Ventilateur............................ 412
- Hills — Lampe à arc.............................. a65
- Hirschmann. — Rhéostat à liquide................ 429
- Hochausen. — Transmission hydraulique............ 3i4
- — Treuil électrique............................ n5
- Holden. — Galvanomètre........................... 33o
- Hoho (Paul). — Moyens de préservation contre la
- foudre.................................... 210
- Hookham. — Compteur............................... 77
- Hopkinson (J.). — Électrolyse par courants alternatifs......................................... 288'
- Hough. — Accumulateurs........................... 33i
- Houston. — Rhéostat.............................. 127
- Humphreys. — Compteur............................ 43o
- Hun ter. — Lampe à arc........................... 2&9
- — Machine à coudre.......................... 161
- Hurd. — Dynamo.................................... *9
- Hurmuzescu. — Nouvel isolant..................... 285
- — Charge électrostatique à distance; transport
- de l’électricité à travers l’air........... 86
- I
- Inee. — Chauffage électrique,
- Page»
- Jacquin (Ch.). — La locomotive électrique Heil-
- mann................................ 36o, 470
- Johnson. — Ouvre-portes......................... 166
- — Transformateurs............................... 568
- Jones. — Balance électrique....................... 121
- Joubin (P.). — Loi de l’aimantation du fer doux
- 439, 490
- K
- Kapp. — Méthodes d’essai des propriétés magnétiques du fer.................................. 584, 624
- Kelly. — Distribution électrique.................... 60
- — Moteurs polyphasées............................ 567
- Keystone. — Parafoudre............................. 418
- Kingdon. — Distribution à trois fils................ 563
- Knight. — Commutateur............................... 565
- Knoffler. — Blanchiment électrolytique............. 480
- Knott (C.-G.). — Cycles d’allongement et de torsion
- magnétique................................. 342
- Koch. — Note sur une méthode simple pour la détermination de la conductibilité des liquides diélectriques................................... 185
- Krieg. — Préparation du tungstène par voie électrothermique........................................... <77
- Kurlbaum (F.). — Note sur une méthode de détermination quantitative de la chaleur rayonnante...........................?........... 540
- L
- Lahmeyer. — Indicateur de marche synchrone......... 483
- Ledeboer (P.-H.). — Les progrès de l’électricité en
- 1893.......................................... 7
- Lengyel (Von). — Préparation électrothermique
- d’un nouveau sulfure de carbone............ 58u
- Liveing. — Électrodes en carbone................... 331
- Libbey. — Pile........................ • • • • *. 83
- Lori (F.). — Condensateur à cylindres non coaxiaux 589
- Luce. — Lampe à arc................................ 267
- Lundell. — Balais pour dynamos...................... 17
- Lydall. — Électrolyse par courants alternatifs..... 288
- p.647 - vue 647/650
-
-
-
- 6 4 8
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- M
- Pages
- Mailloux. — Tableau de distribution............... 6o ,
- Manderfield. — Casse-fils.......................... 161
- Mansâeld. — Dynamo......................'......... 3t8 j
- — Truck....................................... 3i7 '
- — tableau de distribution..................... 563
- Mar ch. — Accumulateur............................ 331
- Marcillac (P.). — Remontoirs électriques.......... 23 :
- Mebane. — Tour à collecteurs........................ 19
- Mène. — Protection des trains sur voie unique..... 282
- Merritt. — Pompe................................... 410
- Minchin. — Action de radiations électromagnétiques
- sur des pellicules contenant des poudres
- métalliques............................... 486
- Moody. —Distribution triphasée..................... 564
- Morgan. — Dynamo.................................. 407
- — Locomotive.................................. 119
- — Perforatrice............................... 117
- — Pont roulant................................ 406
- Rhéostat commutateur........................ 408
- N
- Nagaoka. —Hystérésisdans rallongement du nickel
- et du fer sous l’influence de l’aimantation... 337
- Nichols. — Chauffage électrique dans le laboratoire.............................................. 88
- Niokerson. — Lampe à incandescence................ 214
- ' Niel. — Appareil de démarrage automatique des
- moteurs à gaz............................ 333
- Noriega. — Téléphone............................... i3u
- Ü
- Oblasser. — Accumulateurs ............. 83
- , \
- P
- ParShall. — Locomoteur.......................... 319
- Parsons. — Transformateurs.... ................. 56g
- Pages
- Perrin (Adolphe). — Remarques sur l’emploi de là méthode de Mance pour déterminer les faibles résistances de piles OU d’aceumulateurs 3ii
- Perkins. — Lampe à incandescence................... 2t3
- Picou. — Vérifications des compteurs électriques. 535 Pidgeon (W.-R.). — Une machine à influence...., 477
- Philbrick. — Régulateur........................... . 20
- Phillips. — Transformateurs........................ 568
- Potier (A.). — Sur le calcul des coefficients de self-induction et la propagation du courant
- dans un cas particulier..................... Sgi
- Potschinsky. — Sondeur........................... 167
- Price. — Contacts télégraphiques..................... 5
- R
- Raab. — Electrodes d’accumulateurs..................... 281
- Raffard. — Dynamo............................... 570
- Raps (Aug.). — Instruments enregistreurs de précision................................................. 127
- Reed. — Système de télégraphie par induction.... 175
- Respighi. — Les tramways électriques de Gênes
- 276, 379
- Rice. — Distribution triphasée...................... 564
- Richard (Gustave). — Applications mécaniques de
- l’électricité.............;........... 112, 160 406
- — Chemins de fer et tramways électriques. 3:3, 36g
- — Détails de construction des machinés dynamo
- i5, 60, 5oi, 562
- — Lés lampes à arc.................. 262
- — Les lampes à incandescence........ 212
- Richardson. — Maillet dentaire électrique. 412
- Roberts. — Collecteur de courant.......... 621
- Roe. — Accumulateurs................... 5e8
- Rohrer. — Lampe à arc.. .v.................. 270
- — Tableau de distribution.......... 563
- Rudd. — Cherche-fautes.480
- — Télégraphe à condensateurs.. 7S
- S
- Sahulka. — Explication de l’effet Ferranti......... 491
- Salvioni (E.). — Recherches sur les ondes électriques stationnaires................................. 1&6
- Sandherr. — Balais pour dynamo...................... 16
- Schallenberger. — Compteur......................... 159
- Scharf. — Lampe à incandescence................... 214
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-
-
-
- JOURNAL UNIVERSEL Ü’ÊLECTRICITE * 649
- Pages
- Schmid. — Lampe à arc............................ 266
- r.— Armature................................... i5
- Schulze-Berge. — Lampe à incandescence........... 217
- Schuckert. — Lampe à arc........................ 262
- Schuster. — Attaque du cuivre par l'acide sulfurique....................'........................ 88
- Scott. — Compteurs centraux...................... 479
- Scribner. — Annonciateur......................... i3i
- — Crochet téléphonique...................... 481
- Semmola. — Sur quelques expériences de radiophonie......................................... 6i5
- Sheehy. — Télégraphe autographique................ 32
- Sheldon. — La densité de courant critique pour le dépôt électrolytique du cuivre, et la vitesse
- absolus de migration des ions cuivre.... 435
- Shèpard. — Lampe à arc........................... 265
- Short. — Armature................................. i5
- — Moteur.................................... 420
- Shroeder. — Piles................................ 58o
- Siemens. — Alternateurs à vapeur................. 433
- — Lampe à incandescence..................... 217
- — Dynamo à vapeur........................... 434
- Smyth. — Accumulateur............................ 481
- Solvay (E.). — Du rôle de l’électricité dans les phénomènes de la vie animale................... Sqr, 594
- Somigliana (C.). - Recherche sur la déformation et les phénomènes piézoélectriques dans un
- cylindre cristallin................. 390, 489
- Southey. — Accumulateur.......................... 282
- Sperry. — Moteur................................. 423
- Stanley. — Distribution électrique................ 60
- Surtro. — Accumulateurs.......................... 5e8
- Swan. — Lampe à incandescence.................... 2i3
- Swinburne (J.). — Alternateur..................... 64
- — Potentiomètre pour courants alternatifs... 382
- T
- Testa. — Bobine à self-induction compensée............ 432
- — Interrupteur automatique à liquide pour la production des courants de hautes fréquen-
- Moteurs alimentés par des circuits alternatifs
- à double fil à simple phase................ 280
- — Oscillateur électrique...................... 182
- Théryo. — Accumulateurs............................. 83
- Thofehrn. — Bain de galvanoplastie................. 431
- Thomson (Elihu). — Compteur.................. 126, i58
- — Contrôle-compteur........................... 82
- — Coupe-circuit......*........................
- Pages
- Thomson (Elihu). — Lampe à arc.................. 268
- — Galvanomètre............................... 52g
- — Isolant.................................... 232
- — Impédances.........-,..................... 565
- — Lampe A Incandescence...................... 215
- — Parafoudre.................................. 82
- — ‘ Rhéostat............................... 127
- — Transformateurs........................... 567
- Thomson (W.). — Électrodynamômètre............... 332
- Troy. — Ouvre-porte.............................. i63
- Trumpy. — Distribution par accumulateurs......... 062
- Tyer. — Télégraphe pour chemins de fer.......... 58i
- U
- Usker. — Accumulateur........................ 483
- V
- Vartore. — Le développement technique des communications téléphoniques............... 551
- Vaschy. — Sur les calculs des forces électromagnétiques .................................... 95, 282
- W
- Walker. — Compensateurs d’hystérésis.............. 78
- Ward. — Lampe à arc.............................. 268
- Weaver (W.-D.). — Coûts relatifs de divers systèmes de distribution d’énergie électrique......... 328
- Westinghouse. — Rhéostat.......................... 425
- — Alternateur................................ 575
- — Dynamo..............................^...... 573
- — Interrupteur............................... 160
- — Moteur pour tramways....................... 424
- — Générateur multipolaire.................... 574
- Weston. — Relais télégraphique.................... 527
- WhftrtOn. — Coup'e-elrcuit pouf hautes tensions ... 5a8
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- 65o
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- Pages
- Willis — Transformateurs.......................... 569
- Wilson (E.). — Électrolyse par courants alternatifs. 288
- Winkler. — Dynamo............................... 3i8
- Wimshurst (James). — Une nouvelle forme de machine à influence............................... 335
- Witz. — Moteur à gaz pour éclairage électrique.... 84
- Wolf. — Coupeuse.............................. [62
- Wood. — Alternateur................................ 22
- — Balais pour dynamos............................ 23
- Pages
- Wood. — Commutateur.............................. 36
- Wurts. — Coupe-circuit.......................... 482
- — Parafoudre.................................. 610
- Z
- Zobel. —Lampe à incandescence à deux filaments. 21S
- .r
- Paris. — Imprimerie de la Lumière Electrique, 3i, boulevard des Italiens.
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